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激光技术运用在潜艇上 但噪音高是致命缺陷
送交者: 岚少爷 2024年09月17日21:12:28 于 [军事天地] 发送悄悄话

  目前,许多国家现役的潜艇,绝大多数仍然采用有传动轴的螺旋桨驱动。螺旋桨转动得越快,潜艇在水下的航速就越高。但是潜艇的潜航速度,遭遇密度为1.02-1.07克/立方厘米海水的巨大阻力。

  即便是输出强大功率的核动力潜艇,最快的航行速度也很难超过每小时36节。近日,著名的科技媒体大众机械网站撰文称,中国科学家表示他们已经找到了建造世界上最快潜艇的秘密,使用激光作为水下推进器,可以实现让潜艇在水下以超音速航行。

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  哈尔滨工程大学的研究团队,在公开发表的论文中表示,他们找到了打造世界最快潜艇的秘密——激光推进技术,能使潜艇达到极高的水下速度,还具有一定的隐身功能。

  在研究过程中,涉及用比人的头发还细的光纤网络覆盖潜艇。然后用由2兆瓦电源供电的激光器射穿光纤。激光产生等离子体,使其接触到的任何水蒸发,从而产生强大的推力。

  汽化还会产生一团气泡,被称为“超空泡”,可以显着降低水的阻力,然后潜艇就高速可以穿过。与潜艇穿过周围海水相比,其摩擦力要小得多。

  据港媒南华早报的报道,这个科研被称为“水下光纤激光诱导等离子体爆轰波推进”,从理论上讲这一科研进展,可以让潜艇“以超过音速的速度在水下行驶”

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  此外,与推动传统潜艇设计的涡轮机、齿轮和螺旋桨的组合不同,激光推进几乎是无声的。虽然这项技术在理论上是可能的,航行速度比用来拦截它的鱼雷都跑得快,给中国的潜艇和武器带来重大的优势,其研发前景很是让人振奋。

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  然而,激光推进的潜艇技术并非完美无缺,它仍然面临着重大的挑战。比如存在一个潜在的致命缺陷,将使潜艇比以往任何时候都更容易被发现,如同飞驰的消防车拉响警报器一样,很容易被追踪到它的具体位置

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  原因就是当潜艇的速度达到35节时,会在其周围水中产生压力和热量使水沸腾,在潜艇航行的尾迹中,形成一条微小气泡的痕迹。最终,在气泡破裂时,发出“石头进入管道”的声音,这个过程被称为“空化”

  潜艇高速航行时产生的空化噪音,对于水下秘密潜航的潜艇来说,噪音将成为潜艇最为致命的短板,会被各种各样的水声探测设备侦察到,从而暴露航行中的潜艇在水下的阵位。此时,潜艇就容易遭遇航空、水面和水下反潜机动平台的攻击。

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  由葛阳研究院领衔的哈工大科研论文已经发表,但并不意味着能将这项科研成果迅速转化为生产力和装备,在军事上达到成熟的运用程度。潜艇在水下跑得快和噪音大,是个短时间内很难调和的悖论

  这项将激光技术运用到潜艇上,存在潜在的巨大优势——潜艇航速极高能以音速航行,也存在现实中的局限性——潜艇发出的噪音巨大,可谓利弊都是很大的。

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  潜艇在水下跑得快,超过了其他采用螺旋桨驱动的水面舰艇和水下的其他潜艇,但即便在水下“超空泡”状态下航行的潜艇,恐怕也跑不过天上的飞机吧!对于潜艇来说,这才是最致命的。

  最终,哈工大的提出的科研方案,能否真正运用到潜艇上,还有待时间来给出答案。但其运用前景却让许多人感到有信心,万一科技突破了噪音,潜艇既能跑得快,同时发出的噪音又低呢!

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