引言
魚雷是用以攻擊、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)，魚雷正朝著高航速、遠(yuǎn)航程、大航深、低噪聲方向發(fā)展。 魚雷動(dòng)力系統(tǒng)是魚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。且魚雷主要的戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)直接取決于魚雷的動(dòng)力系統(tǒng)。魚雷動(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)力魚雷關(guān)鍵是高能電池的研究。目前銀鋅電池是在役魚雷上使用最多的一種電池。魚雷電機(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，綜合利用魚雷與發(fā)射裝置之間的搭配關(guān)系，進(jìn)一步提高魚雷的作戰(zhàn)指標(biāo)。 熱動(dòng)力、電動(dòng)力系統(tǒng)比較 動(dòng)力系統(tǒng)作為魚雷戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)的主要決定部分，特以魚雷武器的戰(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)力魚雷使用的凸輪機(jī)和擺盤機(jī)比功率為2 KW/kg。又由魚雷所需的功率即螺旋槳所提供的功率正比于魚雷的速度與前進(jìn)迎面阻力 (魚雷推力)的乘積，而魚雷前進(jìn)迎面阻力 又與魚雷速度的平方成正比。所以，魚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)力魚雷電池的能量密度。熱動(dòng)力魚雷比電動(dòng)力魚雷能達(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，魚雷的最大航深主要由魚雷承受的背壓對(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)力魚雷能達(dá)到更深的航行深度。 四、 噪聲 魚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)魚雷要與海水接觸后才開(kāi)始啟動(dòng)。 總結(jié) 熱動(dòng)力魚雷雖然在航速和航程方面都優(yōu)于電動(dòng)力魚雷，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)力魚雷，以發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，提高作戰(zhàn)能力。
