@ 2014.08.28 , 19:15
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国内观光:哈工大取得超空泡音速潜艇新突破

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有一天,很可能水下出现一阵超快的水泡,这是一艘潜艇来到了美国。

中国哈尔滨工业大学最近提出了一种使用“超空化”技术的新型潜艇概念,这种潜艇在运行时会在周身形成包裹潜艇的空气囊。在这些空气囊内部,潜艇可以无视水的阻力前进。理论上说,使用火箭引擎推动的超空泡潜艇可以以接近音速的速度行驶。

虽然对于如何在液体中制造空气腔的原理非常复杂,但是这种现象很容易就能观察到。用一瓶满的啤酒撞击另一瓶啤酒的正上方,下方瓶中的啤酒会受到挤压,啤酒泡沫快速从瓶中溢出。对于潜艇来说,气泡从潜艇最前方的特殊喷嘴射出,但是前提是潜艇的速度也要足够快,这样才能挤压前方的空气,形成超空泡。一旦潜艇的速度达到可以保持自身停留在空气泡泡中,潜艇就有如导弹一样飞速直线行驶,这个时候操控方向会变得非常困难。

哈工大研究人员提出的概念可以帮助潜艇达到形成超空泡所需要的速度。

首先潜艇会释放出一层特制的液体薄膜,在超空泡发挥作用之前起到减少阻力的作用。为了能够在超快速行驶状态下操控方向,驾驶者通过改变液体薄膜的填充位置,通过阻力大小的差别实现潜艇的转向。

薄膜转向技术对于超空泡技术而言是一项突破,但是哈尔滨工业大学复杂流动与传热实验室的科学家承认说单凭薄膜转向制造超快速潜艇是不可能的,音速潜艇需要能在水下工作的火箭引擎,工作时间要能支撑潜艇跨越太平洋。

超空泡本身并不是新技术。几十年前多国的军事研究人员就已经开始研究超空泡技术。60年代前苏联就曾研制过Shkval超空泡水下火箭,最大攻击范围可达6.4公里。美国从1997年开始研制超空泡鱼类,DARPA于2006年宣布了超空泡迷你潜艇的研发计划。

对于所有这些项目而言,巡航距离和转向都是大问题,但是哈工大的薄膜转向技术也许是让潜艇在水下如火箭般疾驰的重要突破技术。

本文译自 Popsci,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 96+1

[2] 1 »
  1. 猪头
    @2 years ago
    2847319

    对空泡鱼雷( 潜艇)有质疑。鱼雷要在空泡中行进就要向鱼雷前方发射气泡。从高速行进的鱼雷上向前发射气泡鱼雷也会受到巨大反作用力形成的阻力、消耗巨大能量。水中气泡区的密度小,鱼雷在气泡区内的浮力小,鱼雷会一直向下沉直至鱼雷搓海底,如果推进器在气泡区,推进器向前的推力会很小。

    http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a3131f00102v2n0.html

  2. DolphinLong
    @3 years ago
    2529257

    专业人士告诉你,稳定的超空泡技术现在在实验室里都没实现。跟核聚变的技术状态差不多。

  3. 贾果境
    @3 years ago
    2527561

    从尖端喷出受到的反作用力大大需要的空气小,从侧面无加速度喷出受到反作用力可以不管,但需求的空气多。反作用力可以参考喷气式飞机╮(╯_╰)╭

  4. 贾果境
    @3 years ago
    2527551

    这个超空泡计划几十年前放弃不是因为无论潜艇还是鱼雷都装不了那么多空气吗?那个超空炮鱼雷估计里面装的全是空气,或者绝大部分是空气再加上一些可怜的弹药。所以没人再研究了。还有就是喷出空气时本身有很大的反作用力。空气要先做加速运动到潜艇的前面去再做减速运动,覆盖在潜艇的因为潜艇和空气的速度差,空气很快会被新喷出来的空气替换掉。问,按中国一般潜艇的体型来算每秒需要喷出多少立方米空气?

  5. 2527005

    达到预定速度以后大部分小体积鱼类可以被空泡推开但是尖端受力点躲不开,就要求尖端材料要达到一个极高的强度,至少以5.8km/h的速度撞上20kg的鱼或者鱼群没吊事情,而且考虑到声音在水中的传播速度,超静音火箭发动机,possible?

  6. 拮抗剂了
    @3 years ago
    2526856

    可以采用包头技术,把脑袋包住,身体利用压力往泡泡里装。然后达到半音速效果?

  7. 2526785

    @月石先生:
    首先潜艇会释放出一层特制的液体薄膜,在超空泡发挥作用之前起到减少阻力的作用。为了能够在超快速行驶状态下操控方向,驾驶者通过改变液体薄膜的填充位置,通过阻力大小的差别实现潜艇的转向。

  8. 当当
    @3 years ago
    2526723

    老早就看到这个概念,只是一直没想明白
    在水里混的总得靠浮力吧,把水排开了,又没翅膀飞,不会再掉水里嘛?

  9. 百得
    @3 years ago
    2526722

    最难的部分:能源

  10. dzq0nice
    @3 years ago
    2526612

    没人喷火箭发动机吗?发射航天飞船的火箭发动机那么大也就维持几分钟,根本不知道怎么运用到潜艇

  11. 老合
    @3 years ago
    2526493

    他们是想用潜艇残骸把海底填满么?

  12. pcplayer
    @3 years ago
    2526419

    把水排开,潜艇就是在空气里跑,就跑得快了。问题是排开水的速度如何?

    我看,不如把空间排开,直接在超空间里飞行,突破光速,更有意思。

  13. freet15
    @3 years ago
    2526410

    前苏联貌似就搞过吧,搞没搞成不知道。

  14. 吐了个槽
    @3 years ago
    2526378

    问题是俄罗斯早就拿这个技术做鱼雷了啊

  15. 大灰羊
    @3 years ago
    2526377

    @哈佛教授: 音速鱼雷你怕不怕?

  16. 逆行秒针
    @3 years ago
    2526245

    空泡技术对于鱼雷来说有意义,但是对于潜艇来说意义不大。首先潜艇的航速意义不大,噪声控制和消音才是王道,空泡潜艇就跟开个拖拉机一样,想想目前的声纳技术,简直是自杀。空泡鱼雷可以做成两段式推进,末端才使用空泡是可以的,个人认为既弥补航程问题也弥补噪声问题

  17. 白鹰
    @3 years ago
    2526225

    @123: 瞬压时间=0.01s

  18. 白鹰
    @3 years ago
    2526223

    @河畔小镇: 同意,少数的鱼会撞到空气泡的最顶端,然后。。。;另一些鱼会被潜艇高速前行的压力挤压到空气泡的两端,然后经过瞬间压力(t=0.01s)之后,惊险的回到现实当中。。。

  19. 月石先生
    @3 years ago
    2526176

    @Miu: 折中的方案是,在需要转弯的时候把航速降下来。因为是被气泡膜裹在里面,船体的大部分和水体是不直接接触的,目前水面和水下舰体转向用的舵机在这种超空泡潜艇上用不了的。
    也有理论认为可以在船体头部装一组三向火箭发动机(像太空中的航天飞机那样)调整航向,但是外形设计一直没突破。

  20. 卡拉士尼科夫
    @3 years ago
    2526154

    这个超空膜技术以前不是为了制造音速鱼类和音速水下导弹么,怎么变成音速潜艇了???????还有,飞机突破音障时的音爆有很多图片、视频,水下超过音速时,超空膜不会音爆么???????求扫盲

  21. 2526152

    拿飞机和潜艇比也是醉人 智商可以再低点不 撞到鱼就撞了呗 潜艇外壳强度你和飞机比?。。。。

  22. virchow
    @3 years ago
    2526150

    @日人民报:
    我也想到了toy box
    结合前些时中国的框架式人体外骨骼。。。除了能源部分,这简直就是黑科技了。。啥时候出CCS和ECCS那就真心碉堡了

  23. 小学生
    @3 years ago
    2526145

    @我的id太长: 问一问,你们理科生都学过怎么造鱼雷和潜艇吗?
    超空泡鱼雷和超空泡潜艇不是一个概念吗? 如果不是一个概念,两者的区别在哪儿呢?
    回答不上来,就别在煎蛋上装逼。

  24. 小学生
    @3 years ago
    2526142

    @我的id太长: 那你就来个有科学常识的理科生评论? 不然就别BB

  25. 我的id太长
    @3 years ago
    2526133

    煎蛋评论似乎被没有科学常识的文科生占领了。。。。

  26. 楼上说书
    @3 years ago
    2526131

    真的是不想再吐槽什么了,对此深感无力

  27. ljx4392a
    @3 years ago
    2526128

    超空泡技术在于减少水的粘滞阻力,但由于气泡的截面积较鱼雷更大,所以压差阻力只会比普通鱼雷更大。所以使得阻力达到空气级别是不可能的。

  28. 小学生
    @3 years ago
    2526112

    我读书少,你不要骗我
    这是新概念?
    暴风雪鱼雷是吃屎的啊? 200节 懂吗

  29. 膝盖中箭
    @3 years ago
    2526101

    这个不算砖家辟谣过了吗……

  30. 北海边
    @3 years ago
    2526097

    9S可是神棍小说,记得那一段讲的是利用超空泡原理让飞机从海底突破云霄。。

  31. 2526071

    空泡鱼类倒是有,空泡潜艇倒是没听过,但是只要创新,就是好事。

    某些网友喷的,都是想靠批评这个批评那个显得自己很博学,但是大部分都是自己一事无成

  32. 信不信由你
    @3 years ago
    2526062

    “提出了一种使用“超空化”技术的新型潜艇概念”
    太无耻了。。。

  33. 最强大脑
    @3 years ago
    2526031

    对比哈工大和麻省理工的研究,我觉得哈工大要比麻省理工强多了。美国人的智商真的下降到了很惊人的程度。

  34. 真土豪
    @3 years ago
    2526028

    屁从菊花最前方喷射出,但是前提是你的速度也要足够快,这样才能挤压前方的屁,形成超空屁。一旦你的速度达到可以保持自身停留在屁的泡泡中,你就有如导弹一样飞速直线行驶

  35. 呵呵
    @3 years ago
    2525989

    撞到海绵宝宝怎么办?

  36. 呵呵
    @3 years ago
    2525957

    刘翔蹲在草丛里突然现身给了@超熊 一板砖,然后撒丫子就跑。边跑边喊你来打我呀打我呀。我请问@超熊 你能拿刘翔怎么样?
    静若处子,动若脱兔。
    潜艇又不是时时刻刻使用超高速移动.先使用普通的安静航速或则干脆守株待兔到达指定作战海域,然后一击脱离,远遁千里。直接跑进己方掩护范围内。
    我想打你,打了就跑,你想打我,你追不上。

  37. 西瓜
    @3 years ago
    2525946

    用什么制导?

  38. 2525937

    @龟毛先生:
    重庆人也想尝一尝……

  39. 深潜抗高压蛋
    @3 years ago
    2525925

    潜伏已久。见楼上有辟谣贴被删,深表遗憾。此贴凤凰网已经辟谣。

  40. rockinhell
    @3 years ago
    2525918

    你倒是研究出一个没有哪个国家研究过的东西出来啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊

  41. 2525916

    @: 曾经哈工大文物保护单位的一公寓电气渣路过,不仅6人寝还上下铺,做梦都想上床下桌,看着对面的留学生公寓都是泪啊,李长春都住过的公寓啊。冬天大妈亲切的拿报纸浆糊来给你糊窗户啊,糊窗户还糊不好,窗外-30度窗台上都是冰渣渣啊;夏天还得铺凉席啊,空调电扇都木有啊,只好各种裸奔。校门一进去左边就又是文物保护单位的电机楼……这是主楼啊!都是苏联援建时期的东西了,本科生真心就是拿来吃苦的,研究生们有新科技园啊!

  42. 艾玛头晕
    @3 years ago
    2525898

    哈工没听说,哈尔滨佛学院倒是经常听人提起

  43. 二楼
    @3 years ago
    2525882

    为什么我的辟谣贴都被河蟹了,难道我的辟谣会让你们没话题聊吗?

  44. 名字太长
    @3 years ago
    2525869

    不错的技术,这个技术的优势是可以发射后过一段时间和距离再进行超空泡航行,这样的鱼雷可以有传统鱼雷宜于转向的优点,也可以在末端发动高速突袭减少敌方躲避和反制的反应时间。可以说有了巨大的进步。

  45. 2525867

    @月石先生:
    不是转向技术么?

  46. 步惊鱼
    @3 years ago
    2525858

    为啥都不信呢

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