请具体说以下超空泡技术的原理
潜艇、鱼雷等水中兵器在水中跑不快是由于水的阻力作用。水的密度为空气的800倍,所以,水的阻力要比空气阻力大800倍。
在水体中运动的物体,其速度快时所承受的水压力会减小。当水压力减小到与水蒸气压力相等时,水就会气化成空泡。空泡的产生不但会改变水的流动形态,降低螺旋桨、水泵、喷水推进器的推进效率,还会降低航速。同时,空泡在气压高的地方会爆裂,产生强烈冲击。空泡的长期作用还会使金属表面出现凹坑,金属体受剥蚀,影响其使用寿命。
20世纪60年代,苏联科学家发现,运动物体的速度提高到一定程度时,物体表面会被一层气泡所包围,即产生“超空泡现象”。此时,水的阻力会大大降低,气泡也不会因为爆裂而对运动物体表面产生冲击。
超空泡就是空泡的一种极端存在形式。空泡长度与物体的运动速度有关,物体能够在自己产生的长气泡内部以最小的阻力高速前进。此后,美国海军水下作战中心发现,在一定条件下,水中运动的物体的表面可实现“超空泡”。此时,水中物体运动的速度可达到50米/秒。如果采用合适的首部形状,速度还可提高,甚至超过音速。他们设计了超空泡螺旋桨。超空泡螺旋桨的叶片表面完全被气化的水分子所覆盖,推进效率大大提高,叶片表面也不会受剥蚀。
超空泡现象的发现和应用,于是就诞生了一代新概念武器——超空泡武器。
“暴风”鱼雷是一种潜载高速鱼雷,是苏联海军研制成功的一种超空泡武器。
“暴风”鱼雷头部装有空泡发生器。空泡发生器产生局部气泡,然后由通气管向局部气泡注入气体,使之膨胀成为超空泡。“暴风”鱼雷长8.23米,直径533毫米,质量2600千克,航速200节,航程15000米,最大潜入深度400米。