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激光技術運用在潛艇上 但噪音高是致命缺陷
送交者: 嵐少爺 2024年09月17日21:12:28 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  目前,許多國家現役的潛艇,絕大多數仍然採用有傳動軸的螺旋槳驅動。螺旋槳轉動得越快,潛艇在水下的航速就越高。但是潛艇的潛航速度,遭遇密度為1.02-1.07克/立方厘米海水的巨大阻力。

  即便是輸出強大功率的核動力潛艇,最快的航行速度也很難超過每小時36節。近日,著名的科技媒體大眾機械網站撰文稱,中國科學家表示他們已經找到了建造世界上最快潛艇的秘密,使用激光作為水下推進器,可以實現讓潛艇在水下以超音速航行。

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  哈爾濱工程大學的研究團隊,在公開發表的論文中表示,他們找到了打造世界最快潛艇的秘密——激光推進技術,能使潛艇達到極高的水下速度,還具有一定的隱身功能。

  在研究過程中,涉及用比人的頭髮還細的光纖網絡覆蓋潛艇。然後用由2兆瓦電源供電的激光器射穿光纖。激光產生等離子體,使其接觸到的任何水蒸發,從而產生強大的推力。

  汽化還會產生一團氣泡,被稱為“超空泡”,可以顯着降低水的阻力,然後潛艇就高速可以穿過。與潛艇穿過周圍海水相比,其摩擦力要小得多。

  據港媒南華早報的報道,這個科研被稱為“水下光纖激光誘導等離子體爆轟波推進”,從理論上講這一科研進展,可以讓潛艇“以超過音速的速度在水下行駛”

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  此外,與推動傳統潛艇設計的渦輪機、齒輪和螺旋槳的組合不同,激光推進幾乎是無聲的。雖然這項技術在理論上是可能的,航行速度比用來攔截它的魚雷都跑得快,給中國的潛艇和武器帶來重大的優勢,其研發前景很是讓人振奮。

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  然而,激光推進的潛艇技術並非完美無缺,它仍然面臨着重大的挑戰。比如存在一個潛在的致命缺陷,將使潛艇比以往任何時候都更容易被發現,如同飛馳的消防車拉響警報器一樣,很容易被追蹤到它的具體位置

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  原因就是當潛艇的速度達到35節時,會在其周圍水中產生壓力和熱量使水沸騰,在潛艇航行的尾跡中,形成一條微小氣泡的痕跡。最終,在氣泡破裂時,發出“石頭進入管道”的聲音,這個過程被稱為“空化”

  潛艇高速航行時產生的空化噪音,對於水下秘密潛航的潛艇來說,噪音將成為潛艇最為致命的短板,會被各種各樣的水聲探測設備偵察到,從而暴露航行中的潛艇在水下的陣位。此時,潛艇就容易遭遇航空、水面和水下反潛機動平台的攻擊。

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  由葛陽研究院領銜的哈工大科研論文已經發表,但並不意味着能將這項科研成果迅速轉化為生產力和裝備,在軍事上達到成熟的運用程度。潛艇在水下跑得快和噪音大,是個短時間內很難調和的悖論

  這項將激光技術運用到潛艇上,存在潛在的巨大優勢——潛艇航速極高能以音速航行,也存在現實中的局限性——潛艇發出的噪音巨大,可謂利弊都是很大的。

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  潛艇在水下跑得快,超過了其他採用螺旋槳驅動的水面艦艇和水下的其他潛艇,但即便在水下“超空泡”狀態下航行的潛艇,恐怕也跑不過天上的飛機吧!對於潛艇來說,這才是最致命的。

  最終,哈工大的提出的科研方案,能否真正運用到潛艇上,還有待時間來給出答案。但其運用前景卻讓許多人感到有信心,萬一科技突破了噪音,潛艇既能跑得快,同時發出的噪音又低呢!

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