超空泡：傳統海戰模式的“踢館人”
一艘潛艇在水下以200節速度航行，這種連科幻大片都不敢設想的場景，未來有望借助超空泡技術成為現實。日前，美國DSG技術公司宣布正式生産其研制的超空泡多環境彈藥，該彈藥可在水下發射並可對付水面水下多種目標。無獨有偶，剛剛下水的俄羅斯“喀山”號核潛艇，在大秀裝備肌肉的同時也強調可發射超空泡魚雷。
超空泡是物體在水下高速運動時産生的一種物理現象，被超空泡包圍後，阻滯水下潛艇前行的主要力量就從水變成了空氣，因而可減小水下物體90%的運動阻力。超空泡現象的發現與應用，推動了以超空泡航行器、超空泡彈藥、超空泡魚雷和超空泡導彈為代表的一係列“超空泡武器”的誕生。近年來，為適應未來海戰需求，以美、俄為首的軍事強國投入大量人力與資金研制超空泡武器。隨著最新型動力設施與超空泡技術的“牽手”，未來海戰裝備的航行速度將得到大幅度提升，極有可能成為未來海戰“遊戲規則”的改變者。
水中漫步跨入超音速
在這個強調“兵貴神速”的信息化戰爭時代，大洋上依舊上演著“慢悠悠”的傳統作戰模式。當然這不能怪馳騁在汪洋的鐵甲艨艟，由于水的密度遠遠高于空氣，海戰裝備即使動力再強勁，在水中依舊面臨著數百倍于空氣的巨大阻力，航行速度只能達到飛行器速度的十分之一。
為有效降低各類海戰裝備面臨的阻力，各軍事大國拿出了許多“腦洞大開”的技術方案，諸如在船體表面布置纖維分子、涂覆粘彈性材料等，但在擅長“以柔克剛”的海水面前依舊是“杯水車薪”。
超空泡是一種奇特的物理現象，可有效解決上述難題。隨著物體在水中運動速度的逐步加快，其所承受的水壓反而會減小，一旦水壓減小到一定程度，就會在物體與水的接觸表面形成氣泡，這一過程就叫做空化。在一定條件下形成的能完全包裹運動物體的氣泡就是超空泡。超空泡形成以後，相當于在物體與水面涂上了一層潤滑劑，運動物體接觸的介質就由水變成了空氣，因而可以將水中物體所受的阻力減少90%以上。這對于艦船、潛艇、導彈和魚雷來説，是可以大幅度提升航行速度和水下射程的戰力“倍增器”。
因此，從人們觀察到超空泡現象開始，對它的軍事應用研究一直不曾間斷。超空泡技術的研究最早可追溯到19世紀初，第二次世界大戰期間，德國最早進行了超空泡技術及相關武器的理論與試驗研究，進入20世紀90年代，在美國國防部高級研究計劃局和海軍研究署的大力支援下，美國海軍水下作戰中心開發了高速水下彈藥係統和大型水下超空泡航行器，大大加速了超空泡武器的實用化步伐。
近年來，美國研制的“幽靈”號超空泡試驗船反覆進行多次試驗，為超空泡技術的軍事應用打下了良好基礎。目前，美國甚至已經開始研制超空泡潛艇，它的航行速度超越現有潛艇，將成為未來海戰的“領跑者”。正是由于看到了超空泡技術在提升海洋軍事實力的巨大潛力，美國國防部已將超空泡武器列入需要在全世界范圍內密切關注的重大武器技術之一，俄羅斯、德國等國家也積極參加超空泡武器的研制與改進，力圖提前掌控未來海戰的顛覆性技術。
“大殺器”早已琳瑯滿目
隨著超空泡技術的不斷發展，世界各軍事強國早已將其作為下一代新概念武器的重要研究方向，目前已經形成了以超空泡航行器、超空泡彈藥、超空泡魚雷、超空泡導彈等為代表的一係列“超空泡武器”。盡管其中絕大部分還處于理論探索和概念構想階段，但超空泡武器的技術優勢符合未來海上作戰需求，我們有理由相信，它們將肩負起未來海戰的大量作戰任務。
超空泡航行器。超空泡航行器包括超空泡艦船、超空泡潛艇和水下航行器等，是美國目前花費巨資重點研究的技術之一。2011年8月，美國朱麗葉艦船係統公司公布了世界上第一艘採用超空泡原理設計的“幽靈”號艦艇，最高航速可達50節，主要依靠旋轉艦艇螺旋槳産生超空泡效應。美國國防部高級研究計劃局于2005年啟動的“水下快車”項目，旨在探索超空泡技術在潛航器領域的應用。
超空泡彈藥。超空泡彈藥主要包括超空泡水下子彈和超空泡炮彈。俄羅斯研制的APS雙用途特種突擊步槍，可發射採用超空泡平頂、長雙錐鼻、短圓柱體設計的PSP超空泡彈藥，代表了俄羅斯水下火器制造的巔峰水準。為進行水下突襲，美國海軍水下作戰中心研制了超空泡水下子彈。同時，在空中和水中平穩航行，具備先進目標定位能力，主要用于消滅水雷的超空泡炮彈也應運而生。
超空泡導彈。一提起超空泡導彈，就不得不提大名鼎鼎的“暴風”魚雷。俄羅斯研制的第二代“暴風”魚雷，採用發動機推力向量控制，利用燃氣回流頭部進行超空泡補氣，速度可達每秒200米，射程超過100公里。“暴風”魚雷誕生之初，就將體型龐大、機動性差的航空母艦作為潛在對手，如果在“暴風”上加裝戰術核彈頭，它就是一枚當之無愧的水下“大殺器”。此外，德國研制的“梭魚”導彈也是典型的超空泡導彈，航速可達每秒120米，主要用于保護艦船和潛艇免遭魚雷攻擊。
超空泡鑽地彈。其實，超空泡技術不僅可以馳騁汪洋，在固體介質中只要運動速度足夠快，同樣也能形成超空泡效果。美國海軍與洛克希德·馬丁公司利用超空泡技術研制出一種高性能鑽地炸彈，鑽地深度可達300米，比目前最強大的侵徹彈侵徹能力還要高出10倍，因此被譽為“鑽地之王”。
“淩波微步”仍需高功夫
回顧世界艦艇發展史，動力裝置經歷了從風力、蒸汽動力、燃氣、柴油向核電一體的發展歷程。就拿速度快、威力大的超空泡魚雷來説，“暴風”魚雷的攻擊速度是一般艦艇航速的7倍，即使在沒有制導的情況下，該魚雷依舊可在100秒內擊中目標，僅憑巨大的動能就足以在任何艦船的殼體上撕出一個大口子。這也難怪美軍核潛艇和航母都對裝備“暴風”魚雷的核潛艇避而遠之，其所忌憚的正是超空泡武器強大的攻擊實力。
隨著近年來超空泡技術的發展越發深入，世界各軍事強國也加快了超空泡武器的研究步伐。美國已經推出了一項發展超空泡武器的全面計劃，將重點研制諸如超空泡“動能”炮彈、超空泡潛艇和超空泡鑽地彈等裝備，其中由直升機發射的超空泡炮彈甚至已接近實戰應用階段。
雖然超空泡武器研究方興未艾，但要想真正實現“淩波微步”仍需要高功夫。即便是誕生數十年之久的超空泡魚雷也從未用于實戰，一定程度上與其技術存在缺陷有關。“暴風”魚雷的射程近7~13公里，只能採取直來直去的直航式攻擊手段，在被發射後尾部還會産生長長的白色水蒸氣泡，很容易暴露潛艇的位置。此外，超空泡技術對海戰裝備的外形設計和結構強度也有很高的工藝要求，否則一旦在航行時産生晃動，很容易將包裹在外部的超空泡層破壞掉。同時，如何有效解決噪聲、實時控制以及動力不足等問題，都是擺在超空泡武器應用面前亟須突破的問題。（國防科技大學鄭平剛 張乃千）
