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船舰的转舵速度到底和排水量有没有关系?

时间:2022-07-01 02:32 点击:245 编辑:邮轮网

船舰的转舵速度到底和排水量有没有关系?

有关系。排水量小、转舵速度慢。排水量大、转舵速度快。

舰船操舵系统在船舶检验过程中有着严格的规定与要求,它与船舶的排水量有着相当大的关系。首先,一般船舶的舵角有着舵角临界,也称极限舵角,海船的极限舵角一般为32°-35°。对于海船的操舵时间一般不能大于28秒,也就是说从左(右)满舵操至右(左)满舵的最大时间,军舰的参数属于军事机密,要求更为严格,操舵时间船舶的排水量越大,操舵时间越长。第二,操舵过程中,船舶越大,吃水越深,应舵时间越长,即舵效越差,通常操到一个舵角,排水量大的船首向反应时间越长。三,操舵的灵活性同时与舰船的主机功率有关,转速越高,输出功率越大,螺旋桨推力产生的扭矩越大,应舵时间越快。总之,排水量大的舰船,操纵性比排水量小的难度大,舵机是一个系统工程,海船考虑到经济性通常单车单舵,而军舰一般双车双舵,甚至四车四舵,讲求机动灵活,且在机动过程中车舵是需要配合操纵的,所以海船与军舰的使用性质不同,操纵性不可以比拟的。

听说重型鱼雷的研制比导弹还困难,是真的吗?

美军MK48重型鱼雷1990年代末的时候就价值350万美元一枚,这都20年过去了价格涨到500万美元一枚都不贵!而1990年代末一枚高档“战斧”巡航导弹(装地形匹配那种)仅130~150万美元, 今年空袭叙利亚的“战术战斧”一枚价格是80万美元左右,“战略战斧”涨到了200万美元。

那么,从价格上来说为啥鱼雷要比导弹贵了这么多?原因就是鱼雷的制造实在是太困难了!目前可以制造反舰/反潜重型鱼雷的国家:中美俄/英法德/日本、瑞典,加在一起连10个国家都没有,而意大利只是在制造轻型反潜鱼雷方面有所建树…技术等级显然要低了一些。

图片上是鱼雷的螺旋桨,鱼雷其实就是一艘微型潜艇,也需要螺旋桨推进,也得使用舵进行方向控制,而螺旋桨的制造则是一项非常困难的事情,它可不是用一块铁片子再拿一把钳子掰成的,它的制造完全是一套铜金属加工工艺,涉及了:铜冶炼、铜精密铸造、热处理、各种车、铣、刨…金属加工母床的机械加工,还有研磨、抛光…等工艺,而且在机械加工过程中所使用的各种工装、夹具至少上百套!只有这样才能将螺旋桨的精确设计尺寸加工出来 ,那么为啥要耗费这么大的力气去制造它呢?因为螺旋桨是鱼雷推进系统当中非常重要的零件,它若是加工精度太低会直接导致鱼雷在航行过程中出现“跑偏”的问题,影响到鱼雷能否击中目标!还有就是螺旋桨是鱼雷航行中重要的噪声源,舰艇的声呐兵通过噪音就能判断出鱼雷来袭的方向和距离…而螺旋桨加工的精度越高噪音就会变得很低,使声呐兵发现的鱼雷的距离就会降低,所以先进的国家在鱼雷推进系统这个问题上都是严肃对待,一丝不苟的!

这可不是一般的紫铜丝圈,它是稀有的铍青铜合金!那它是做什么用的?鱼雷里面有一个装置叫做“定深器”,就是控制鱼雷航行时候的深度,如果没有这个装置,鱼雷不可能击中目标!而铍青铜合金就是制造“定深器”里面的定深弹簧,为何要使用铍青铜制造弹簧?因为铍是弹性非常高的金属,即便是在“红热状态”下它的弹性依然没有改变!现代的鱼雷都可以潜深至1200米以下的海底去攻击潜艇,本身要经受非常大的海水压力!如果采用一般材料制造“定深簧”一下就被压断了,所以必须采用最高级的材料才行。

“氢氦锂铍硼”,这是化学元素周期表中前五个化学元素,而铍是自然界第二轻的金属,并且是非常稀少的金属,从铍矿的开采,选矿→冶炼→铜合金化每一步都伴随剧毒!具有强烈的致癌可能性!在防护措施上是非常严格的,到了制造“铍青铜定深簧”的环节更是难上加难 ,因为它在红热状态下仍然有弹性,使本来已经缠绕好的“簧丝”在热处理过程中加工困难,不是失去了弹性变得坚硬无比,就是软的像一根面条,没有了使用价值。我国第一代“鱼–1”大型鱼雷的制造过程中在这个环节上也消耗了数十公斤昂贵的铍青铜才最后加工成功,可见其制造难度和工艺水平都是极高的!

这两个是二战期间鱼雷所使用的陀螺,其价格等同于当时的瑞士“百达翡丽”!

陀螺相当于人的“小脑”(是管平衡神经的)鱼雷没有陀螺发射出去之后只能打转,既不前进、也不后退,就像“半身不遂”根本不去攻击目标!

而陀螺的制造的工艺难度要高于鱼雷螺旋桨和“定深簧”!完全是精密的机械,别看上面图片里的“大圈套小圈”,机械加工精度(如果有一丝的精度差就可能出现陀螺卡死,那么鱼雷也就完蛋了)和制成品的光洁度都是最高等级的,据说:研磨用的砂片就几十个规格和“细度目数”,抛光用的“布砂轮”对于棉丝的粗细都有很高的要求!完全是手工制作高级机械表的等级(顺便说一句,能制造陀螺的国家都能制造比肩瑞士的机械表)!

通过上面对鱼雷所使用的三个小零件最粗略的介绍 ,就会清楚鱼雷的“贵”不是没有原因的,就是因为它的制造等级太高了!机械部分的制造是根本绕不过去坎,唯有长期的工业化积累和工艺沉淀才能制造出来!并且它所使用的材质要普遍高于导弹,毕竟要到水下1000米去打击敌人,材质不好经受不住海水压力自己就“粉身碎骨”了!所以,制造鱼雷的技术难度不是我们这些业界之外的人可以想象出来的!

梁老师说事为您回答这个问题。

别说重型鱼雷了,轻型鱼雷也不好造。不说别的全世界能够造鱼雷的国家不超过十个,而能够造重型鱼雷的就更加的少了。

至于能够造导弹的国家,怎么也得有几十个国家吧。所以光从这个数量对比,就知道制造鱼雷的难度有多高了。

这也是为什么鱼雷的价格一直居高不下的原因,比如在1990年的时候,一枚MK48重型鱼雷的价格是三百五十五万美元,现在已经是2022年了,价格只会涨不会跌的。

而通常使用的导弹能有多贵?二百万美元也就差不多了。

接下来我们就来说说,鱼雷为什么这么难造?

鱼雷难造的原因。

话说鱼雷算是一种海军使用的最古老的武器之一,到现在都有一百多年的历史了。

一般情况下,轻型鱼雷重量不超过三百公斤,直径为324毫米。

轻型鱼雷的标准是美国MK—44鱼雷给定下来,没有什么特殊原因,就是大多数西方国家都是按照这个直径来制造的,不为别的,就是为了到时候使用起来,可以通用。

而重型鱼雷的重量是一千公斤以上,直径大多都是五百五十三毫米,一般情况下重型鱼雷潜艇装备得多一点。

那么制造鱼雷的难点在哪里呢?

主要集中在两个地方,一个是制导系统,另一个是动力系统。

制导系统的难点。

一说制导系统,很多人都会想到卫星定位系统,美国的GPS,很多导弹都会使用GPS来制导他们的导弹。

但是鱼雷是不能使用GPS之类的系统来制导的,为什么呢?很简单,鱼雷是在水里使用的武器,GPS电磁波在水里的衰减是相当严重的,理所当然的GPS是作用不到鱼雷的身上。

所以最开始的时候,鱼雷只能使用陀螺仪制导,为了提高精度这东西可要做得好一点,不然一发鱼雷打出去就找不到目标,几百万美元就得泡汤。

这种陀螺仪还要造的小一点,要知道鱼雷的个头就摆在哪里。

那么为了提升鱼雷的精确度,现在的鱼雷都开始使用声波制导。

话说声波制导也就是在海里好使,到空气中使用,这技术一点用都没有。

因为我们都知道声音的传播速度是三百四十米每秒,所以用声音去抓目标太慢了,毕竟如今的武器都是超音速的,而且要是武器在大气层外圈运动的话,这可是真空地带,声波制导基本上就是听不到了。

所以空气中声波制导的价值比较低,那么到海里可就不一样了,海水是导体,声音在水里传播的衰减速度会很小。

不说别的,如果一颗只有几公斤的深海炸弹,在海水里发生爆炸,就算距离万里之外都可以接受到这个爆炸声音。

这就是为什么,船舶总会装一套声纳系统的原因,当然了声纳系统和声波制导虽然都利用了声音,当然这是两个是完全不同的领域。

鱼雷的声波制导是一套技术性非常高的系统。

比如海洋的环境是很复杂,这里面不仅有海水流动的声音,还有各种鱼类水生动物的叫声,声波制导系统起码的要分别出这些东西。

这还不算,声波制导系统还被分为了主动和被动。

其中主动声波制导系统听起来很靠谱的样子,可以自己发出声音寻找目标。

这东西好是好,但难度更大。

首先主动声波制导系统,它是主动发射声音的,所以最好在鱼雷中安装上大型低频声制导系统。

但问题来了,鱼雷就那么大,哪怕是重型鱼雷的体积也不能将大型低频声自导系统装进去。

看起来就只能换装工作频段高的自导系统了,但问题来了,太高的频率放出去,在水里传播的损耗会增大,也就是说使用的距离会变的很短。

那么鱼雷的探测距离变短之后,势必会影响鱼雷的使用效果。

所以目前制造除了主动声波制导系统,它的作用距离只能做到几公里以内而已。

这还不算,在使用的过程中,主动声波制导系统还会受到海水中各种嘈杂声音的干扰,所以在实际使用中,这个作用距离会进一步的缩短。

而且主动声波制导系统,它发射声音之后,寻找到目标,声音返回再接受这些声音,那么这个路程是一来一回的双程,声音在传输过程中会有衰减。

所以主动声波制导系统虽然听起来很不错,但也不好使。

那么被动声波制导系统呢?

它是利用军舰和潜艇本身航行时候发出的噪音来锁定对手的。

我们说,现在的水面舰艇都讲究隐身的,但它只能做到雷达隐身,光学隐身,它是做不到声学上的隐身。

所以鱼雷是打击水面舰艇的最好武器,这也是为什么很多国家在研发舰艇的时候,总是喜欢尽可能地降低噪音的原因。

如今水面舰艇为了防止自己被鱼雷给盯上了,还研发了反鱼雷声诱饵发射装置,原理也简单就是发射一些东西,制造声音,让鱼雷以为目标是这些东西,傻乎乎的往上撞。

但不管怎么说吧,被动声制导系统它是搜寻舰艇的声音发起的攻击,相对来说还是比较精准的。

再加上被动声波制导系统,是单程的,只负责接受声波,不需要像主动声波制导系统那样走双程,那么信号强度还很不错。

但不管是主动声波制导系统,还是被动声波制导系统,本身都是有优点的,所以如今的鱼雷都是采用主动结合被动制导来装备鱼雷的。

这样可以用被动声波制导系统寻找目标,靠近之后,然后再使用主动声波制导来锁定目标。

这个听起来很好,但他们依然无法适应各种声音的干扰,毕竟水底的声音情况是很复杂的,海洋中有自己的噪音,鱼雷自己也会发出噪音,还有干扰弹,混响等等的作用下,声波制导系统现在也是头大的很。

所以目前鱼雷的制导,还有线导鱼雷。

线导鱼雷

听名字也能知道是怎么回事。

鱼雷发射出去之后,身后会拉着一根细细的导线,潜艇通过这根导线来指挥鱼雷的行动。

而潜艇的体积是很大的,本身装备的声纳系统很先进,比鱼雷自身装备的那点可怜的声波制导系统要好很多。

所以线导鱼雷说到底还是一种声导鱼雷,只不过是把声音这个寻找目标的装置放在了潜艇上了。

这种线导鱼雷的作用距离可以达到几十公里,因为在这个过程中不仅可以使用火控系统来自动引导鱼雷,还可以人工引导鱼雷,所以相对来说线导鱼雷的精度要高一点的。

而且线导鱼雷还有一个特点,在发现目标之后,根本不用向目标进行瞄准的,它可以在发射之后再进行锁定,毕竟它的锁定是依靠潜艇的操作,所以这一套系统很方便。

既然这个东西这么好使,所以很多重型远程鱼雷上,就出现了线导和声波制导鱼雷的合体。

作战的时候,先是通过线导将鱼雷发射出去,锁定目标,等到了被动声波制导的距离达到了,哎,这就打开被动声波制导接着寻找目标,等到了合适的距离,再打开主动声波制导。

其实这三种制导模式装到一块,还能防止那根细细的线,因为其他什么原因断开之后,鱼雷还可以自己寻找目标进行攻击。

在这里还得补充一句,线导鱼雷听起来很好,但这根导线是必须特制的,它的直径通常要小于1.2毫米,除此之外还要很强的抗拉力和抗腐蚀性。

抗拉力好理解,至于抗腐蚀性主要的原因是海水有腐蚀性的,线太细的话,在鱼雷行动过程中,海水就有可能将这根线给腐蚀了。

再有就是线导鱼雷其实也是有很大的缺点。

第一线导鱼雷发射之后,导线要和潜艇连接,而鱼雷在水下运动的速度是很慢的,也就是说在鱼雷攻击到对手的时候,中间会消耗很多时间。

那么作为发射鱼雷的潜艇,这个时候其实是被束缚在了原地,想要来个机动,是不可能的。

这个时候的潜艇很危险。

第二如果因为各种原因提前掐断了导线,导线鱼雷的进攻还失败。

比如潜艇被对手发现,需要机动了,这个时候导线鱼雷还没有进入到被动声波制导打开的状态,那么势必会让这枚鱼雷的进攻,变得功败垂成。

再有水底的环境很复杂,什么植物岩石,珊瑚虫,甚至是海底光缆都有的。

而导线鱼雷的导线在水中复杂的环境中行动,就有可能和这些东西纠缠到一起,结果如何就不用说了吧。

第三其实潜艇和鱼雷之间有联系的时候,鱼雷的发射管是一直被占据的,这个时候潜艇想要利用这根鱼雷发射管发射第二发鱼雷是不可能的。

所以线导鱼雷的缺点也很明显。所以导线制导和声波制导是一块被装入到鱼雷中的。

最后又出现了尾流自导鱼雷。

尾流制导鱼雷。

首先我们来解释一下什么是尾流?

话说水面舰艇在航行的过程中,它的螺旋桨持续不断的运动,就会在水面搅拌起一连串的浪涛,这就是尾流。

那么尾流它和旁边的海水是有很大的区别,首先是声音上,接着是热特性要比周围的海水高,因为搅拌海水压力场也会有所变化,而且还会有大量的气泡产生等等。

而这些东西不是说,船开过去之后,螺旋桨不搅拌海水,水面平缓之后就会立马消失的。

这些不一样的特性,会持续十几分钟的时间,长度可以达到几公里。

所以尾流的目标是相当大的,那么依据尾流中的一些特性,就可以相应地开发出尾流声制导,尾流磁制导,尾流热制导,尾流光制导等等,这种制导太多了。

这种尾流制导简直是无敌了,目前还没有研制出抵抗这种尾流制导的技术。

那么美军为了让航母躲避这种尾流制导鱼雷的攻击,会使用替身,用一艘舰船行驶在航母的后边,至于目的就不言而喻了。

相比较来说,尾流制导鱼雷它追踪的目标并不是一个点,而是一个比目标本身长几倍甚至是几十倍的一个目标,所以尾流制导鱼雷的精度还相当的不错。

而且尾流制导鱼雷一旦击中目标,通常都是舰艇的尾部,所以舰艇通常会在一瞬间就失去动力,停下来。

当然了尾流制导鱼雷也不是没有弱点的,它对海里的潜艇就没法子,因为潜艇在海水里的尾流相对来说很弱,而且深度加深之后,这种衰弱还会加重。

再有就是尾流制导鱼雷是不能够攻击低速航行的水面舰艇,或者是处于停泊状态的水面舰艇。

所以尾流制导鱼雷在重型鱼雷中是不会单独使用的,它也会和其他制导系统一块塞入重型鱼雷中。

好吧一枚重型鱼雷,三套制导系统,一般的国家研发的话,很费劲的。

如果说一百多年前的鱼雷是不需要控制的,很好制造,可如今的鱼雷都开始向智能化发展,里边的计算机系统也是有的。

一发鱼雷其实就是一架紧致的无人潜艇,它的研发难度相当的高。

就拿美国MK48重型鱼雷来说,他们从1962年开始研发,前后经历了十年的时间,才研发出来,而研发的经费是六十七亿美元。

而且这笔钱是上个世纪的,按照现在的购买力翻个十倍,十几倍都没有问题。

除此之外还有制作成本,不说别的,就上边介绍的三套制导系统,成本就相当的大,所以一发鱼雷的价格超过了大部分的导弹,还真就没毛病。

文章前边说了,鱼雷的动力系统也是一个很大的麻烦。

说得直白一点,鱼雷就是一艘小型化了的潜艇,它的动力系统要追上至少有三十节速度的舰艇,所以它的动力系统要更加的优秀才成。

比如MK48鱼雷重达一点五吨,最高航速是五十五节,而它的战斗部装药量有也就一百到一百五十公斤而已。

所以鱼雷小小的空间里要塞进去很多先进的东西,是非常困难的,不是一般的国家能够制造的。

如今为了提高鱼雷的速度,还发明了超空泡技术,就是给鱼雷套一个气泡,让鱼雷和水进行隔离,从而减小水对鱼雷的阻力。

这种技术也不是随便一个国家就可以制造的。

所以可以相信,随着时间的推移,能够造重型鱼雷的国家不会变多,保不齐还会变少。

那么今天就到这了,喜欢的话,点个赞,再加个关注,方便以后常来坐坐。

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