引言
魚(yú)雷是用以攻擊、摧毀潛艇和水面艦船的重要海戰(zhàn)武器。作為海戰(zhàn)的主要武器，魚(yú)雷武器具有多方面的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能指標(biāo)，其中主要的有航速、航程、最大航深、噪聲和無(wú)跡性等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高新科學(xué)技術(shù)不斷地應(yīng)用到戰(zhàn)爭(zhēng)中來(lái)，為了在未來(lái)海戰(zhàn)中占據(jù)更大的優(yōu)勢(shì)，魚(yú)雷正朝著高航速、遠(yuǎn)航程、大航深、低噪聲方向發(fā)展。 魚(yú)雷動(dòng)力系統(tǒng)是魚(yú)雷的主要組成部分之一，無(wú)論從重量和體積的角度來(lái)看在全雷中都占有很大比例。且魚(yú)雷主要的戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)直接取決于魚(yú)雷的動(dòng)力系統(tǒng)。魚(yú)雷動(dòng)力系統(tǒng)一般有能源儲(chǔ)備與供應(yīng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器等部分組成。魚(yú)雷動(dòng)力系統(tǒng)可分為熱動(dòng)力系統(tǒng)和電動(dòng)力系統(tǒng)兩大類。熱動(dòng)力系統(tǒng)的能源是推進(jìn)劑，利用推進(jìn)劑燃燒反應(yīng)釋放的熱能來(lái)做功，故其發(fā)動(dòng)機(jī)是熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)力系統(tǒng)的能源是動(dòng)力電池，利用動(dòng)力電池放電釋放的電能來(lái)做功，故其發(fā)動(dòng)機(jī)是推進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展
魚(yú)雷從最早的瓦斯雷發(fā)展到現(xiàn)在的電動(dòng)力和熱動(dòng)力魚(yú)雷，經(jīng)過(guò)了一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程。但是各動(dòng)力系統(tǒng)在應(yīng)付未來(lái)海戰(zhàn)中還存在很多的不足和有待完善的地方，各國(guó)都在做出自己的改進(jìn)和革新。為了解決熱動(dòng)力魚(yú)雷在大深度航行時(shí)的影響，各個(gè)國(guó)家都在研究半閉式和閉式循環(huán)動(dòng)力裝置，并且取得了一定的成績(jī)。電動(dòng)力魚(yú)雷關(guān)鍵是高能電池的研究。目前銀鋅電池是在役魚(yú)雷上使用最多的一種電池。魚(yú)雷電機(jī)的發(fā)展方向是進(jìn)一步改進(jìn)永磁電機(jī)，提高推進(jìn)電機(jī)的可靠性、維修性、比功率等性能。為了解決電動(dòng)力魚(yú)雷航程短的問(wèn)題，還可借助于空投及火箭助飛的發(fā)射方式，綜合利用魚(yú)雷與發(fā)射裝置之間的搭配關(guān)系，進(jìn)一步提高魚(yú)雷的作戰(zhàn)指標(biāo)。 熱動(dòng)力、電動(dòng)力系統(tǒng)比較 動(dòng)力系統(tǒng)作為魚(yú)雷戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)的主要決定部分，特以魚(yú)雷武器的戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)對(duì)熱動(dòng)力、電動(dòng)力系統(tǒng)作出比較。 一、 航速 為能對(duì)艦船做出有效的打擊，魚(yú)雷的航速一般至少是目標(biāo)航速的1.5倍
以上，當(dāng)前，常規(guī)潛艇水下速度為25節(jié)左右，核潛艇一般在35節(jié)左右，水面艦艇一般在25-35節(jié)之間，這就要求魚(yú)雷航速應(yīng)該大于50節(jié)，更高的航速更能減少目標(biāo)的規(guī)避時(shí)間能形成更有效的打擊，因此在航速方面是越高越好。 航速的關(guān)鍵因素是動(dòng)力系統(tǒng)的單位輸出功率即比功率，目前服役的電動(dòng)力魚(yú)雷采用的電機(jī)比功率在采用了稀土永磁無(wú)刷技術(shù)后最大為1.7KW/kg;而目前在役的熱動(dòng)力魚(yú)雷使用的凸輪機(jī)和擺盤(pán)機(jī)比功率為2 KW/kg。又由魚(yú)雷所需的功率即螺旋槳所提供的功率正比于魚(yú)雷的速度與前進(jìn)迎面阻力 (魚(yú)雷推力)的乘積，而魚(yú)雷前進(jìn)迎面阻力 又與魚(yú)雷速度的平方成正比。所以，魚(yú)雷所需的功率與雷速的立方成正比。在其他外界條件相似的情況下，電池組單位時(shí)間釋放的電能想對(duì)于熱動(dòng)力系統(tǒng)熱機(jī)所做得功要小，熱動(dòng)力系統(tǒng)提供的功率大于電動(dòng)力系統(tǒng)提供的功率。所以，熱動(dòng)力系統(tǒng)更能滿足高航速的要求，近年來(lái)隨著高能電池和永磁技術(shù)的發(fā)展使得電動(dòng)力系統(tǒng)也在慢慢的接近熱動(dòng)力系統(tǒng)。
二、 航程
航程的直接決定因素是動(dòng)力系統(tǒng)的能量密度，在航速一定的情況下，能量密度越高能達(dá)到的航程就越遠(yuǎn)。對(duì)熱動(dòng)力系統(tǒng)主要是指推進(jìn)劑的能量密度，對(duì)電動(dòng)力系統(tǒng)是指電池組的容量。 用于電動(dòng)力系統(tǒng)的電池組主要有鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、銀鋅蓄電池、一次銀鋅電池、鎂/氯化銀海水電池、鎂/銅海水電池及鋁/氧化銀電池。而這些電池組中最新的鎂/氯化亞銅海水電池的能量密度相比其他電池組要高，能達(dá)到150Wh/kg。用于熱動(dòng)力系統(tǒng)的推進(jìn)劑主要有煤油+空氣、煤油+氧氣、煤油+過(guò)氧化氫、煤油+硝酸、OTTO-Ⅱ以及由OTTO-Ⅱ組成的HAP推進(jìn)劑。以上幾種推進(jìn)劑的比能量從最初的煤油空氣的0.197Wh/kg到OTTO-Ⅱ的336.27Wh/kg，而最新的OTTO-Ⅱ組成的HAP比能量達(dá)到了470.78 Wh/kg。由此看來(lái)，目前的熱動(dòng)力系統(tǒng)推進(jìn)劑的能量密度要明顯大于電動(dòng)力魚(yú)雷電池的能量密度。熱動(dòng)力魚(yú)雷比電動(dòng)力魚(yú)雷能達(dá)到更遠(yuǎn)的航程。
三、 航深
核動(dòng)力的發(fā)展使得潛艇下潛的深度越來(lái)越深，而要對(duì)潛艇形成攻擊最好是比潛艇的下潛深度更大，魚(yú)雷的最大航深主要由魚(yú)雷承受的背壓對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)影響決定。 熱動(dòng)力系統(tǒng)主要采取開(kāi)式循環(huán)，半閉式循環(huán)和閉式循環(huán)，而大多數(shù)為開(kāi)式循環(huán)和半閉式循環(huán)，與外界存在物質(zhì)交換。隨著航行深度的增加，魚(yú)雷的排氣壓力就隨著增加，而初始?jí)毫σ欢ǎ员硥阂搽S之增加，循環(huán)功率和效率都會(huì)降低導(dǎo)致了動(dòng)力系統(tǒng)的做功能力下降。而電動(dòng)力魚(yú)雷不存在物質(zhì)交換，航行深度不影響其做功能力。因此電動(dòng)力魚(yú)雷能達(dá)到更深的航行深度。 四、 噪聲 魚(yú)雷的噪聲不但影響自己的隱蔽性還影響自己的導(dǎo)航能力。熱動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲主要是發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)工程中得機(jī)械振動(dòng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的摩擦和機(jī)械噪聲，以及附屬機(jī)件的機(jī)械噪聲，還有就是推進(jìn)劑在管道中流動(dòng)和燃燒過(guò)程產(chǎn)生的噪聲，相對(duì)噪聲較大。電動(dòng)力系統(tǒng)主要是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以及減速器等傳動(dòng)附件產(chǎn)生的噪聲，相對(duì)熱動(dòng)力系統(tǒng)噪聲要小。 五、 無(wú)跡性 航行軌跡主要是系統(tǒng)與外面物質(zhì)交換產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)軌跡。由于熱動(dòng)力系統(tǒng)大多數(shù)是開(kāi)式循環(huán)和半閉式循環(huán)，與外界都或多或少的有物質(zhì)交換，所以無(wú)跡性不好。而電動(dòng)力系統(tǒng)與外界沒(méi)有物質(zhì)交換，無(wú)跡性要好很多。 六、 其他 在從技術(shù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性考慮，熱動(dòng)力系統(tǒng)要復(fù)雜與電動(dòng)力系統(tǒng)。電動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定性也要優(yōu)于熱動(dòng)力系統(tǒng)，電動(dòng)力在發(fā)射管里就也開(kāi)始啟動(dòng)，而熱動(dòng)力系統(tǒng)魚(yú)雷要與海水接觸后才開(kāi)始啟動(dòng)。 總結(jié) 熱動(dòng)力魚(yú)雷雖然在航速和航程方面都優(yōu)于電動(dòng)力魚(yú)雷，但其技術(shù)難度大，研制周期長(zhǎng)，航行深度受背壓影響，噪音大，航跡明顯，隱蔽性差。而電動(dòng)力魚(yú)雷可在大深度航行，功率不受背壓影響，噪音小，不排氣，無(wú)航跡，隱蔽性好，造價(jià)也比較低廉，其單雷價(jià)格是熱動(dòng)力魚(yú)雷的三分之一。
因此各國(guó)海軍大都同時(shí)裝備有熱動(dòng)力和電動(dòng)力魚(yú)雷，以發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，提高作戰(zhàn)能力。
