潜艇黑科技时速5800公里！中美都在争分夺秒研究，能取得突破吗？

目前速度最快的人造设备是什么？人们自然而然会想到火箭或者是飞到外太空的探测器。

实际在地球上，还有一种人造设备的时速也很快，每小时甚至能达到6000公里。至少在理论上，科学家相信能达到这样的时速。

更让人难以置信的是，这样的高速度，还可以在水下办到。究竟是信口雌黄还是真的可以，咱们接着往下看。

两小时横渡太平洋，中美都在研制

人们的认知里，水下的阻力比在空气中的阻力还要大，让时速接近6000公里，听上去是天方夜谭。但根据2016年的公开报道，确实有科研人员在进行研究，而且该技术还是运用在潜艇上的。

根据英国媒体的报道，我国正在这一领域进行研究，媒体形容这是“神话般的项目”。

因为潜艇一旦进入水下，行进中和水产生摩擦力，这一强大的阻力很难让潜艇的速度提很高。解决这项难题，运用到了一项名为超空泡的技术。

潜艇在水下行进时，全身会被包裹在一个巨大的气泡中，这样就能很好解决水流引起的阻力问题。理论上，超空泡潜艇能够以超音速的速度在水下航行，最慢的时速也将达到5800公里。以这样的速度行驶，潜艇两个小时就能横穿太平洋，一个小时就能洞穿大西洋。

我国在该领域研发，美国也不甘落后。美海军资助了相关的研究项目，科研人员借助超空泡技术，试图开发一种全新的系统。

除了高速外，无论是我国还是美国，在该领域的研究都是全方位的。潜艇的减震降噪、武器系统、转向系统等各个方面都要重新研制。

所以一旦超空泡潜艇真的从理论走入现实，就意味着潜艇开启了全面的更新换代。外界认为，我国和美国在这一领域的研发是竞争性的，一旦获得这套最先进的水下技术，代差优势就会碾压其他武器。

虽然听上去很厉害，但在实际的研究中还存在很多问题需要一一解决。

要让潜艇在水下高速行驶，需要在它的周围形成空泡，通常是在潜艇的前方注入空气，而后气泡形成会扩散到整个潜艇周围。

可气泡虽然能形成，但它却会不稳定收缩，这种现象被称为脉动模式。一旦收缩不能完全覆盖住潜艇，速度就会由高转低，进而将会增加航行的不稳定性。

为了解决这一问题，科研人员此前已进行了多种试验，结果如何后来并没有公开的消息。除此之外，理论上的超空泡可以减小阻力让速度提高，但潜艇本身也得具备高效的推进系统才行。

目前，这一领域的研究如何外界还不得而知。不过在推进武器领域，超空泡技术其实已经在应用了。

比直升机还要快的水下鱼雷

2015年，伊朗曾展示过一款超空泡鱼雷，发射出去后最大时速可达370公里，这比一架直升机的速度还要快。

这并非伊朗的首创，苏联时期的“暴风雪”鱼雷就运用了超空泡技术。相比于传统鱼雷，超空泡鱼雷的速度快了3到4倍，相比一般的水上舰艇，速度更是高出了7倍。

实战中，在没有制导系统的帮助下，超空泡鱼雷可以在3分钟左右击中目标。据说，弹头里哪怕不装炸药，光是高速都能在各种舰艇的外壳撞出一个大洞来。

苏联在该领域的研究最早，当年超空泡鱼雷问世后，美国的潜艇碰到苏联潜艇都是绕行，就是忌惮超空泡鱼雷的威慑力。

听上去也相当厉害，不过超空泡鱼雷也有明显的缺点。

首先，利用了该技术的鱼雷，射程就会大大缩短。常规鱼雷的射程可以达到20到30公里，但超空泡鱼雷的射程最大还不到15公里。

射程太短，限制了发射平台潜艇的机动力。因为不能远距离攻击，要尽可能靠近目标才能发射，对方很容易就能发现自己，从而失去了隐蔽性和突然性。

此外，由于速度太快，鱼雷本身不能使用制导系统，如此一来鱼雷不会在水下拐弯，只能单纯的直射进行攻击。这不一定能命中目标，只要移动目标稍稍偏离位置，速度再快鱼雷也会跟目标擦肩而过。

再者，超空泡技术一旦使用，发射后的鱼雷就是大张旗鼓进攻的，没有丝毫隐蔽性可言。

原来在发射之后，鱼雷的尾部会出现拖拽的白色气泡，如此明显的海水变化，不要说对方能发现鱼雷，就是发射鱼雷的潜艇的位置也很容易暴露。

也难怪有人调侃说，超空泡鱼雷，适合像小日子这样喜欢自杀式攻击的国家。它速度够快，对方来不及躲避就可能被击中。可与此同时，对方在被击中之时，也能发射武器对潜艇进行反制，最终两方同归于尽。

最后，超空泡鱼雷在使用的过程中，鱼雷周围的气泡要面临很大的压强，但气泡本身同样会出现不稳定的脉动模式。

一旦气泡破裂的话，强大的压力也会给鱼雷带来破坏，很可能还没有接近目标，鱼雷因为突然出现的压强变化就自爆了。

正因为上述几项明显的缺点，使得超空泡鱼雷虽然被投入应用了，可还从没有进行过实战。这就意味着，研究领域以及概念上的优势，到实际层面并不一定会体现出来。

那么围绕超空泡技术，科学家在研发中间经历了怎样的历程变化呢？

超空泡的概念是什么

超空泡，又叫超空蚀效应，它是在水下利用空穴效应，制造出来的气泡膜。它能够阻隔被包裹物和水的直接接触，所以在水下就能以超高速度行驶。

常规物体在水下移动，其阻力是空气阻力的850倍，正因为如此，所有水下武器像鱼雷，它们的速度很难超过每秒35米。

使用超空泡技术后，这一阻力就能减少90%以上，如果再配合使用更高速的推进系统，物体在水下的速度就能以高速状态行驶了。

在具体的应用上，超空泡技术分为自然超空泡和通气超空泡两种类型。

自然超空泡形成，靠的是水下行驶物体自身的速度或者是环境压强的变化。比如鱼雷，只要提高其速度，或者是降低鱼雷周围的压强，自然超空泡就能形成。

通气超空泡，则需要人为操作才能形成。利用人工的通气，增加空泡内的压强，内外压力发生变化后就会形成超空泡。

以俄罗斯此前研发的超空泡鱼雷为例，其超空泡装置主要有五部分构成。

在鱼雷的最前端有一个空化器，该装置内部安装有传感器，通过监测鱼雷外部的压力变化，空化器能诱导生成空泡。

同时，它还可以提供升力和姿态控制，影响和改变鱼雷行进过程中的阻力。海水还可以通过空化器上的孔道进入鱼雷结构的内部。

在空化器的后方是通气管口，这一装置主要是让形成的空泡拉伸扩大的，当空泡变得足够大，才能将整个鱼雷给包裹起来。

通气管口的旁边又是导引系统，该装置上安装有微型传感器，它可以辅助鱼雷进行信号处理、波形优化、收发声纳信号。

在鱼雷的中间部位，则是推进和通气系统。这个装置采用了水反应推进系统，可以对鱼雷进行推力矢量控制。装置上的喷嘴也能喷射气体，进而提高空泡的稳定性。

鱼雷尾部还有控制尾翼，它的绝大部分表面穿过了空泡表面，能够提供鱼雷尾部的升力，也可以控制鱼雷的姿态和滚转等等。此外，尾部还有海水入口以及制导导线的连接出口。

上述几种主要部件，构成了超空泡装置的全部。

各国的研发进展如何

苏联时期，超空泡的研究主要由莫斯科大学和乌克兰科学院来推动，相关的试验也都在乌克兰进行。

莫斯科大学的主要试验设备是大型高速水洞，乌克兰方面则拥有多个大型超空泡试验设备。这些设备都建设于上世纪80年代以前。苏联时期的研究，在理论和试验上，将水下的行驶速度提升到了每秒30到140米。

美国方面，超空泡技术的研究起始于上世纪50年代。主要研究的领域是高速推进器和水翼，到21世纪初，又开始研究超空泡高速射弹和超空泡鱼雷。

我国在超空泡领域的研究开始于上世纪60年代，前期主要进行空化和空蚀问题的研究，水翼、螺旋桨等水下物体的空化噪声和空蚀是主要研究方向。

从上世纪80年代开始，研究逐步聚焦空泡的稳定性和升力、阻力特性、对水下兵器的水动力特性影响等问题。

进入21世纪后，又面向了超空泡技术领域，相关的模型试验，主要在空泡水洞、拖拽水池和射弹实验水槽里进行。

此外，德国方面在二战期间就进行超空泡研究了。彼时主要进行超空泡射弹和超空泡火箭武器研究。上世纪70年代后，德国继续在该领域进行研究，并开发出了超空泡固体火箭发动机等。与此同时，德国在超空泡火箭的制导、控制和发射方面也有深入研究。

结语

就目前的情况看，像鱼雷这样的推进武器，已经能够应用超空泡技术。理论层面，未来的潜艇乃至于车辆和飞机等，也能使用超空泡技术。

不过，由于涉及到了多领域的复杂技术，关键性的突破目前应该还没有出现。比如运行过程中的稳定性，机动控制和导航，适用于水下的高性能推进系统等，都还需要一一去攻克。

超空泡的本质就是减小阻力提升速度，只有解决了一系列配套问题，超空泡武器才能取得实质性进展。