开式喷气式发动机,开式喷气式发动机工作原理

摘要： 鱼雷在水下运动时螺旋桨靠什么能驱动？鱼雷在水下运动时螺旋桨靠什么能驱动？承蒙邀请，刀君尽力。我是锻刀炼心，专门辣评军事武器战术战法的刀君，请多多关注。之前说过潜射鱼雷的发射，其实鱼...

1. 鱼雷在水下运动时螺旋桨靠什么能驱动？

鱼雷在水下运动时螺旋桨靠什么能驱动？

承蒙邀请，刀君尽力。

我是锻刀炼心，专门辣评军事武器战术战法的刀君，请多多关注。

之前说过潜射鱼雷的发射，其实鱼雷还有舰射，空射，火箭助飞几种。对应这些发射，刀君说鱼雷水下运动不止靠尾部那个小花朵（菊？）才能行走滴~

鱼雷发展历史有过电动螺旋桨自航时代，也有过泵推进时代，目前正逐步向热驱动时代过渡中。雷子在水下行走最害怕的是阻力和动静（噪声），然而初代的雷子们基本都是呼呼出一堆气泡的白线（航迹）让大家投来异样的目光（参照水里放个屁）而纷纷躲避开来。于是羞愧的雷子们奋发图强，终于练就了在水里放屁不露痕迹还寂静无声的神奇能力来。下面给大家介绍几个流派吧!

雷尾的活塞式发动机，呱唧呱唧的那种

日派代表，以菊为标志的日本国为了让雷子做个安静的美男子，隐逸在幽暗水下一击必杀。利用本国的优秀机电工艺，给雷子腚部安装了电池和电机用来摧动那朵菊。我们在声呐中只能听到那徐徐的“嗤嗤”声，但凡海浪拍打了舰体，便被覆盖了。。。。

销魂的菊花图

德派代表，严谨的德国人为了使雷子更像严谨的雷子，使用了水泵这种不会出气的简单办法。大道至简，在水里为啥不用水呢？于是雷子们的尾部纷纷出现了一股股激射的水流。一下一下的，除去腹部的闷声，什么都看不到。。。。

鱼雷因为拥有自主寻找目标的能力（声导和线导），也可以称之为水下导弹，而与导弹相比，鱼雷装药量更大，又专门攻击军舰水线以下部位，加之水下倍增效应的BUFF加成，威力往往是同等反舰导弹的数倍，很容易将军舰倾覆甚至击沉。因此鱼雷在一战之后就已经成为了各国军舰仅次于舰炮的第二大杀手锏，如今虽然反舰导弹推陈出新，但是鱼雷因为其不可替代性，仍旧是主要海军强国争相追逐的重要武器！

（美军一枚MK48鱼雷就将澳大利亚2500吨的河级护卫舰炸成两段）

目前全世界的鱼雷主要分为两个流派，一个是热动力鱼雷，一个是电动力鱼雷。所谓热动力鱼雷其实就是通过在鱼雷内部安装燃料发动机，燃料燃烧产生高温高压燃气推动发动机做功，发动机再带动螺旋桨旋转。热动力鱼雷因为使用成熟的燃料发动机，而且不断有各类能量密度超高的燃料研制出现，因此热动力鱼雷的航程非常大，速度也比较快（苏联的65型鱼雷最大航程超过100千米，速度也接近100千米/小时），从二战至今一直是鱼雷界的霸主！
（我军装备的鱼6热动力鱼雷）

与一部分AIP潜艇一样，因为鱼雷在水下航行时发动机无法得到氧气，因此鱼雷内部必须自己携带过氧化氢和压缩氧之类的氧化剂，但是这也带来一个巨大的缺点，因为发动机燃料与氧化剂混合燃烧以后会产生海量的诸如二氧化碳之类的无用气体，因此这些气体就会排出并上升至海面形成一连串的气泡，这就是鱼雷航迹，航迹过于明显也导致敌方军舰老远就能发现这类热动力鱼雷的攻击，并能预测其航向进行有效的闪避。
（鱼雷航迹明显）

那么如何避免气泡航迹的产生呢？人们想到了通过更换动力装置的方式来解决，将燃料发动机直接更换成电动机，电动机因为直接使用电池中的电能推动螺旋桨，所以没有气泡产生。不过相比燃料发动机而言，受制于现在蓄电池的能量密度太小，因此大部分电动力鱼雷的航程短，速度也更慢（最先进的意大利黑鲨鱼雷***用4组铝氧化银电池，最大航程90公里，最大速度90千米/小时，已经有赶超热动力鱼雷的趋势），电动力鱼雷要淘汰掉热动力鱼雷，未来还得仰仗超高能量密度的新款电池助攻。
（德国海鲟电动力鱼雷）

除了这两种动力方式之外，鱼雷在1866年被英国人怀特黑德发明之初，使用的是压缩空气动力，也就是将大量空气注入鱼雷内部的压缩罐内，在鱼雷发射时就打开一个小阀门，空气就会向外喷射而出，从而推动螺旋桨旋转。这种驱动方式过于原始，压缩空气释放动力太弱，鱼雷只能维持10公里/小时的速度，而且压缩空气很快就会释放完毕，鱼雷即可停止运动，因此这个时候鱼雷的航程也普遍不超过2公里，压缩空气动力鱼雷很快就被热动力鱼雷淘汰了。
（世界最早的压缩空气鱼雷）

目前最先进的鱼雷动力当属火箭发动机驱动，火箭发动机自身携带氧化剂与燃料，燃烧后直接向后喷射高速混合气体推动鱼雷前进，速度堪称水中火箭。苏联著名的“风暴”超空泡鱼雷即是***用这种推进方式，它的水下速度能够达到370千米/小时，比陆地上跑的高铁还要快，几乎是防不胜防！不过因为火箭发动机功率大，爆发性强，燃料消耗快，因此风暴鱼雷的航程只有15千米，这也是为什么火箭驱动虽然高大上，但是却没有成为主流的原因！
（俄罗斯暴风雪鱼雷的火箭发动机喷口）

现代鱼雷的驱动方式主要有两种，分别是热动力和电动力。所谓的热动力就是使用燃料+燃料发动机，电动力则是使用电池+电动机。热动力鱼雷使用的燃料发动机包括有燃气轮机、活塞式发动机、火箭发动机等，至于燃料，早期的鱼雷使用空气+水+煤油或者酒精，后面发展到使用单组燃料的，比如奥拓燃料、过氧化氢等，也有使用多组燃料的，即过氧化氢+奥拓2+水等，比如俄罗斯的53式重型鱼雷，其中53-65和53-65M型使用的是煤油+过氧化氢的涡轮发动机，53-65K型则是使用煤油+压缩空气燃气轮机，下图为53式鱼雷的发动机结构：▲53式鱼雷发动机结构

然后是电动力鱼雷，动力系统为电池+电动机的组合。最早的电动力鱼雷诞生于1873年，不过因为当时的电池技术不过关，所以是***用外部电缆供电的方式给电动机提供电力。而世界上第一款***用电池供电的鱼雷由德国在二战期间发明，即G7E鱼雷，使用铅酸可充电电池，不过这种电池对震动过于敏感，在使用过程中需要经常维护，并且需要提前余热才能达到最佳的使用性能，后面又诞生了G7E鱼雷的改进型，使用原电池的G7EP鱼雷，随着电池技术的发展，后面出现了镉镍电池、银锌电池、氧化银电池等，比如英国的MK-24“虎鱼”鱼雷，使用的就是氧化银电池。▲鱼雷的电池舱

最早的自行式鱼雷诞生于1866年，使用压缩空气为动力来源，储存的空气压力高达2.55兆帕，当这些压缩空气冲击鱼雷上的活塞发动机时，活塞发动机将会带动螺旋桨以每分钟100转的速度转动，可以使鱼雷以6.5 节（约12公里/小时）的平均速度行进约180米的距离，后面的改进型更是可以让鱼雷以35节（约65公里/小时）的平均速度行进约1000米。到了19世纪末期，美国最先发明了飞轮动力鱼雷，也就是提前使用机械飞轮蓄力，然后驱动鱼雷的螺旋桨转动，从而给鱼雷带来行进的动力，这种飞轮式鱼雷可以以25节（46公里/小时）的速度行驶约370米，且跟压缩空气式鱼雷不同，飞轮式鱼雷在水中航行时没有气泡，隐蔽性相对更好，下图为美国海军“Howell”鱼雷的飞轮：

▲“Howell”鱼雷上的飞轮装置

除了上面提到的几种鱼雷的动力方式，其实历史上还出现过“加热空气式”鱼雷，即把空气和煤油混合点燃，燃烧会产生更多的气体，使气体体积进一步膨胀，提高鱼雷的速度和射程；然后还有“湿加热式”鱼雷，即使用水来给鱼雷发动机的燃烧室降温，可以解决发动机的发热问题，使其可以燃烧更多的燃料，同时还可以将生成的水蒸汽与燃烧产物一起送入发动机来产生额外的动力，这就是“师加热式”鱼雷的主要工作原理，第一次世界大战和第二次世界大战中使用的鱼雷大多数是都是“湿加热式”鱼雷。