书城科普读物探究式科普丛书-威力巨大的雷
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第10章 神秘的海洋刺客——鱼雷(1)

在19世纪、20世纪的海战历史中,还有个不可或缺的武器,那就是鱼雷。它们如同隐藏在暗处的刺客,随时准备猎杀活动在海洋中的各类目标。

第一节水中导弹——鱼雷

鱼雷作为海战中的常用武器,经历了长期的发展过程。现在的鱼雷,发射后可自己控制航行方向和深度,遇到舰船,只要一接触就可以爆炸。它具有航行速度快、航程远、隐蔽性好、命中率高和破坏性大的特点,可以说是“水中的导弹”。

鱼雷的攻击目标主要是战舰和潜水艇,也可以用于封锁港口和狭窄水道。鱼雷雷身的形状为柱形,头部呈半圆形。这种设计主要是出于航行时避免太大阻力的考虑。

线导鱼雷的前部为雷头,装有炸药和引信;中部为雷身,装有导航及控制装置;后部为鱼尾,装有发动机和推进器等动力装置。那么,鱼雷又是以什么来作为动力呢?原来,鱼雷就是以燃气和电力等作为动力系统能源的。

根据不同的需要,鱼雷可分为大、中、小三种类型。直径为533毫米以上的为大型鱼雷;直径在400~450毫米之间的为中型鱼雷;直径为324毫米以下的为小型鱼雷。鱼雷主要用舰艇携带,必要时也可以用飞机携带。在港口和狭窄水道两岸,也可以从岸上发射。

鱼雷在水中航行的速度为每小时70~90千米。

第二节灰飞烟灭——战场上的鱼雷

鱼雷的前身是一种诞生于19世纪初的“撑杆雷”。所谓的撑杆雷是用一根长杆固定在小艇艇艏,海战时小艇冲向敌舰,用撑杆雷撞击爆炸敌舰。

1864年,奥匈帝国海军的卢庇乌斯舰长把发动机装在撑杆雷上,利用高压容器中的压缩空气推动发动机活塞工作,带动螺旋桨使雷体在水中航行攻击敌舰。但是由于艇速低、艇程短、控制不灵,卢庇乌斯的发明并没有投入使用。

曾参与上述研制工作的英国工程师罗伯特·怀特黑德,在1866年成功地研制出第一枚鱼雷。该鱼雷借鉴了卢庇乌斯的发明,用压缩空气发动机带动单螺旋桨推进,通过液压阀操纵鱼雷尾部的水平舵板控制鱼雷的艇行深度。当时,鱼雷的艇速仅为每小时11千米,射程为180~640米;但当时还没有控制鱼雷艇方向的装置。因为其外形似鱼,因此被称为“鱼雷”,并根据怀特黑德的名字(意译为“白头”)而命名为“白头鱼雷”。

几乎与此同时,俄国发明家亚历山德·罗夫斯基也研制出了类似的鱼雷装置。1887年1月13日,俄国舰艇向60米外的土耳其“因蒂巴赫”号通信船发射鱼雷,并将其击沉。这是海战史上第一次用鱼雷击沉敌方舰船。

1899年,奥匈帝国的海军制图员路德格·奥布里将陀螺仪安装在鱼雷上,并用它来控制鱼雷定向直航,制成了世界上第一枚控制方向的鱼雷,这大大提高了鱼雷的命中精度。1904年,美国人布里斯发明用热力发动机代替压缩空气发动机的第一条热动力鱼雷(也称蒸汽瓦斯鱼雷),鱼雷的航速提高至约65千米/小时,航程达2.740千米。

第一次世界大战开始期间,由于鱼雷的出色表现,鱼雷已被公认为是仅次于火炮的舰艇主要武器。第一次世界大战时,被鱼雷击沉的运输船总吨位1153万吨,占被击沉运输船总吨位的89%;舰艇162艘,占被击沉舰艇总数的49%。第二次世界大战期间,被鱼雷击沉的运输船总吨位达1366万吨,占被击沉运输船总吨位的68%;舰艇达369艘,占被击沉舰艇总数的38.5%。

1938年,德国首先在潜舰上装备了无航迹电动鱼雷。它克服了热力鱼雷在航行中因排出气体形成航迹而容易被发现的缺点。1943年,德国最先研制出单平面被动式声自导鱼雷,它可接收舰艇的噪声自动引导鱼雷,从而提高了命中率。第二次世界大战末期,德国又发明了线导鱼雷,舰艇通过与鱼雷尾部连接的导线进行制导,这样,线导鱼雷就不容易被干扰了。

20世纪50年代中期,美国制成双平面主动式声自导鱼雷(又称反潜鱼雷)。它可在水中三维空间搜索,攻击潜航的潜艇。1960年,美国又首先研制出“阿斯罗克”火箭助飞鱼雷(又称反潜导弹)。

它由火箭运载飞行至预定点入水自动搜索、跟踪和攻击潜艇。70年代后,鱼雷采用了微型电脑,改进了自导装置的功能,加强了抗干扰和识别目标的能力。鱼雷的航速已提高到90~100千米/小时,航程达46千米。

尽管由于反舰导弹的出现,鱼雷的地位有所下降。但它仍是海军的重要武器,特别是在攻击潜艇方面,鱼雷仍旧是最主要的攻击武器。

目前,世界各国都非常重视鱼雷的研究、改进和制造,目的是使鱼雷更轻便,进一步提高命中率、爆炸力和捕捉目标的能力。

第三节品种繁多——各国鱼雷总览

现在,各国都非常重视鱼雷的发展,任何其他海军武器都无法取代鱼雷的作用。目前使用鱼雷的国家很多,但能研制和生产鱼雷的国家并不多。除中国外,能够自行研制生产鱼雷的国家还有美国、俄罗斯、英国、法国、德国、意大利、瑞典和日本。

除上述研制鱼雷的国家外,还有些国家通过购买鱼雷,继而进行研仿,并逐步开始走上自行研制鱼雷的道路。

1.美国鱼雷

美国鱼雷的发展历史悠久,早在1896年就出现了鱼雷站。第一次世界大战后,财力不足导致鱼雷工业发展缓慢,技术水平显着落后。随后,美国政府加大了对鱼雷的研制力度。第二次世界大战后,美国鱼雷技术终于取得了重大突破。

二战结束后,美国从德国占领区获得了大量的鱼雷实物、资料和科技人员,这也为以后美国鱼雷的发展奠定了基础。经过数年的发展,美国鱼雷型号至今已达100余种,其技术水平也代表了当今世界先进水平。

美国具有代表性的鱼雷型号有:MK46、MK50、MK48、MK48ADCAP鱼雷等。美国在鱼雷的发展上,也极具特点。在动力方面,美国鱼雷无论是大型还是小型都采用热动力。

近期研制的鱼雷,大都采用OTTO-Ⅱ燃料(一种液体单元推进剂,目前已在某些特种发动机中应用)。

近来研制成的MK50小型鱼雷,使用金属锂与氟化硫闭环系统,在世界鱼雷史上属于首创。热动力小型鱼雷在世界上也只有美国一家。

在鱼雷推进器方面除采用传统螺旋桨推进器外,20世纪90年代以来研制的鱼雷大都采用泵喷射推进器,具有噪音低等优点。在作战对象上,美国鱼雷无论大型还是小型,都是反潜作战;只有大型鱼雷兼顾反舰,没有专用反舰鱼雷。

MK46鱼雷是美国于1965年开始生产的轻型鱼雷。它可以从水面舰艇、飞机和潜艇上发射。这种鱼雷的射程为11千米,速度为40节,弹长2.59米,直径324毫米,重258千克,采用主/被动声呐制导,自导搜索距离460米,可采用多种搜索模式。它使用MK32三联装发射装置进行发射。

MK48型鱼雷是美国海军装备的一种自动制导鱼雷。它可以从潜艇上发射,也可以从水面舰艇和飞机上发射;既可以攻击潜伏在深海的核动力潜艇,也可以对付高速水面舰艇。MK48型鱼雷主要装备在核潜艇上,是美国海军20世纪90年代的主力鱼雷。该鱼雷是世界上第一个热动力型自导鱼雷,也是最早采用数字式电子计算机的自导鱼雷。

MK48鱼雷长5.85米,直径533毫米,重量1582千克,航速55节,航程4.6万米,最大航深1200米。这种鱼雷具有高能量密度、低噪音、无尾迹等特点。鱼雷战斗部为装药100千克~150千克的爆破战斗部,单雷命中即可击沉一艘大型潜艇或中型水面舰艇。

MK48鱼雷的主要特点是:威力大,具有反潜攻舰双重功能;制导系统先进,属“智能化”鱼雷;航速高,潜深大,特别适合攻击大深度高速潜艇和大中型水面舰艇。该鱼雷采用模块化舱段结构,主要由四个舱段组成:雷顶段、战雷头、控制舱和动力装置舱。雷顶段内装主/被动声自导装置,由发射机和接收机组成。

MK48的优点很多,但同时也存在着不足的地方:其爆破式战雷头在攻击有双层壳体的现代潜艇时效果不佳,需改用能穿入潜艇壳体内部后爆炸的空心装药和爆破复合战雷头;其动力装置的工作深度仍显不够,其航速与航程随下潜深度增加而减小,因此,难以对付具有很大潜深的现代潜艇。

MK48Mod7ADCAP是由美国和澳大利亚联合设计、开发、制造和保障的鱼雷。该鱼雷具备优化了的浅水作战性能,是世界上最先进的潜射鱼雷,是对付水面舰艇和潜艇的极其有效的武器。该鱼雷配备有性能强大的增强声呐系统,从而使该鱼雷成为有效的浅水武器,可以挫败对抗所有环境中的各种措施。在美国和澳大利亚水域进行的多次测试表明,该鱼雷在噪声环境复杂的浅水区域是一种高效、高性能的武器。

MK50鱼雷是美国1994年装备于飞机高空投放反潜和反舰的触发、近爆主被动声自导式鱼雷,采用泵喷推进器。该鱼雷直径324毫米,长2.89米,重量363千克,航程20千米,最大装药量为45千克,最大航行深度可达800米。

MK50是先进的轻型鱼雷,可以从反潜飞机和水面作战舰艇上发射,用来对付速度快、下潜深的先进潜艇,尤其是有双层壳体的潜艇。与MK46和MK48不同,MK50使用闭循环化学反应推进系统,其内置式锂加热器将锂加热到一定温度后,与六氟硫化物接触并发生化学反应,释放大量储备化学能。反应过程释放的热量,将加热器或环绕加热器旋管流过的水变为蒸汽,再由蒸汽推动涡轮旋转并发电。

该推进系统不仅产生的能量巨大,而且所有的化学反应都在加热器中进行,不会引起海水运动,从而避免了对鱼雷各种元件的干扰。

MK54鱼雷是美国集成了MK46/MK48/MK50的多项先进技术而形成的一型高性能鱼雷。它可以在六级海况下工作,可装备多型水面舰艇和直升机空投,主要用来打击常规动力潜艇和核潜艇。其工作深度从水面至现有潜艇能工作的深度都可以。该鱼雷最长为2.88米,战雷最大重量296.6千克,操雷最大重量272.6千克,口径3.24米。

MK54鱼雷的声呐信号处理设计使用了主动和被动,实现对各种环境下的信号处理,采用多带阻滤波器算法滤除非目标信号,运用了具有每秒140亿次浮点运算能力的计算模块进行信号处理。可以说,MK54鱼雷就是高科技的结晶。

MK54鱼雷采用的头部线型和结构确保了低的自噪声,声呐阵的换能器布阵和数字波速,形成确保其具有超性能窄波和独立处理各波束的性能;采用的发射换能器和双通道接收器,提供了一种宽且有效的空间覆盖范围。

MK54的推进系统也汲取了MK46、MK48、ADAP和MK50鱼雷的优点,在所有深度和速度上均具有较好的推进性能。

总之,MK54鱼雷继承了MK46、MK48及MK50鱼雷的先进技术,其性能优越,是美国最先进的轻型鱼雷之一。

2.德国鱼雷

德国的鱼雷研制工作起步较早,在世界上也占有重要的地位。第一次世界大战期间,德国海军就使用鱼雷重创过协约国的舰船。

第二次世界大战前及期间,德国鱼雷技术有了重大的发展,相继研制出了世界上第一条电动鱼雷、第一条自导鱼雷和第一条线导鱼雷。

当时,德国鱼雷技术居于世界领先地位。

总体而言,德国具有代表性的鱼雷型号有:G7e型鱼雷、SUT鱼雷、DM2A3“海鳗”和DM2A4“海鳕”鱼雷。

二战后,德国作为战败国,其鱼雷的发展受到一定限制。但是自20世纪50年代后,德国又迅速研制出几种性能不错的鱼雷,其中一些鱼雷已出口给一些国家海军使用。

二战后德国鱼雷发展的特点是:鱼雷直径都为533.4毫米的重型鱼雷,没有轻型鱼雷;鱼雷都为银锌电池电动鱼雷,没有热动力鱼雷;鱼雷制导系统都采用线导加主/被动声自导。

二战期间德国鱼雷型号之间的区分,主要来自于引信和导向装置的不同。但只有两种主要的型号G7a和G7e在潜艇部队中得到使用。这两种鱼雷都是由第一次世界大战期间的鱼雷发展而来。

G7a(T1)型鱼雷的设计较为简单。它采用蒸汽驱动单桨推进,最大航速为44节,射程6千米。这种鱼雷的最大缺陷就是,在航行过程中产生的大量气泡会形成明显尾迹。与G7a型鱼雷外观大致相同的G7e(TII)型鱼雷,动力装置改为一台100马力的电动机,鱼雷尾部安装两个反向旋转的螺旋桨进行推进。G7e鱼雷没有明显的尾迹,在以30节航速航行时射程为5千米。G7e还有一种改进型(TIII),其蓄电池容量更大,因此鱼雷的射程提高到了7.5千米。

1958年,德国着手“海豹”(DM2A1)和“海蛇”(DM1)两种型号鱼雷的研制生产。“海豹”鱼雷尺度较大,潜艇用此来攻击水面舰船。此后在该鱼雷基础上,发展成SST4鱼雷和SUT鱼雷。

其中SUT鱼雷是反潜/反舰两用鱼雷,由德国AEG公司生产,1983年服役。该鱼雷长6.39米,重1506千克,舰速最大达35节,航程12千米,低速18节时为28千米,最大航深达400米。

“海鳕”是“海鳗”的改进型,是212型潜艇配备的主要武器。