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。
王大发财 via Popsci]