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21世纪了,鱼雷为啥还是那么贵?

2020-08-10 11:54 作者:冰封之龙  | 我要投稿



从鱼雷诞生之日起,它一直就是对于敌方军用舰船的巨大威胁,也是能够对抗水下高速航行的潜水艇唯一有效的武器(深水炸弹仅能对付距离海面近,速度缓慢的常规潜艇)。不过,由于鱼雷速度较慢,噪音传播速度远大于鱼雷速度,使得鱼雷从历史上一直有着命中率不高的难题。所以,在反舰导弹出现之后,各国水面舰艇都纷纷把鱼雷换导弹,连飞机、潜艇这些传统的鱼雷大户也都换上了反舰导弹。但是,虽然鱼雷不再是二战时那么常见的武器,核潜艇的鱼雷却一直是潜艇武器系统中保密程度最高、价格最高的武器,这又是为什么呢?

俗话说得好,需求决定供给。鱼雷之所以昂贵和高度保密,和它的制造难度和使用目的高度相关,现在请让我们具体分析一下,鱼雷到底贵在哪里。

鱼雷自身:结构自身的高度复杂

在中国军事术语中,鱼雷被定义为:一种水下自动前进的爆炸性武器。这意味着,鱼雷就是一艘小型的无人自杀式潜艇——当然日本人也搞过有人驾驶的“回天鱼雷”。因此,鱼雷和潜艇一样,拥有很多共同的特点,如水下的流体外形、螺旋桨/泵喷推进器、声呐系统、控制系统和动力系统。而其中最为复杂的,就莫过于它的导航和动力系统了。

先说导航系统。为了在水下控制自己的航向,鱼雷必须有陀螺仪。在二战时,各国鱼雷陀螺仪直接决定鱼雷的可靠性和稳定性,早期的日本93式鱼雷虽然航程大、速度快,但是它陀螺仪转速只有7500转,在30节高速发射时的冲击下很容易失稳,导致鱼雷自爆。在著名的泗水海战中,日本人有三分之一鱼雷发射后就因为陀螺仪失控而自毁,后来提升到14000转以上才解决了可靠性问题。而高精度陀螺仪无论是早期的机械陀螺仪还是目前的激光陀螺仪都是非常昂贵的,因此仅此一个部件就让鱼雷的生产难度大于大部分弹药。

93式鱼雷的陀螺仪

当代鱼雷导引头也是重要的成本增项。为了在深水找到敌人的潜艇,或者在浅水环境有效追踪敌人的水面舰艇,鱼雷声呐的探测距离、探测角度、杂波处理等能力要求极高。1944年的德国G7es被动声导鱼雷不仅敌我不分(有被自己螺旋桨噪音吸引而击沉自己潜艇的记录),同时没有杂波过滤装置,英军只要放一个能够产生巨大噪音的拖曳诱饵,就可以免疫所有的声导鱼雷攻击,因此在英军采用拖曳诱饵后,德军G7es声导鱼雷马上命中率降低到不足10%,这种问题就算二战结束后也长期没有解决,1982年英军击沉贝尔格拉诺将军号也是用了1926年开始服役的MK VIII MOD4直航鱼雷。一直到1985年,美国才在MK48 ADCAP上实现了计算机自动滤波功能,使得它被动模式能够识别舰船噪音以外的干扰,主动模式也能够分辨海底礁石和军舰,这使得它终于可以成为一款反潜反舰通用鱼雷,中国在1997年也在鱼3式解决了对水面目标的打击能力,使得中国不再需要混装鱼3反潜鱼雷和鱼4反舰鱼雷了。

MK48 ADCAP

不过,要说当代鱼雷最复杂,最昂贵的装置,那还非鱼雷动力装置。在二战以后,鱼雷主要向着深水反潜发展。因此,二战早期的动力系统就不能使用了,必须研发全新的动力系统。在目前,主要的动力分为两种:湿式热动力发动机(wet-heater)和电动机,这一部分在我前面的鱼雷动力发展有所提及。为了打击苏联潜深超过700米的核潜艇,美国MK48鱼雷采用了昂贵而复杂的斜盘活塞发动机,燃烧室最大排气压力超过8兆帕(因为要在800米水下将废气排出),这种压力已经达到了很多燃气发生器循环的火箭发动机,使用OTTO II燃料,由于该燃料负氧平衡,现在基本上改为HAP三组分推进剂,增加氧化剂提升OTTO II燃料能量利用率,并喷射海水以充分产生燃气。相比之下,电动机就稍微容易一些,无需如此复杂的内燃机系统,但是电动机深水的密封性、电池系统的能量密度也让深水电动机鱼雷研发相当困难。一直到德国“黑鲨”鱼雷之前,欧、俄、中等国大部分电动鱼雷速度仅有35节,射程不超过18公里,无法有效对付33节以上的核潜艇;在进入21世纪后,以“黑鲨”、中国ET40为代表的新式电动鱼雷采用了微电脑电力管理系统,可以有效地进行航速规划,实现25节无声速度-35节巡航速度-50节冲刺速度多档位可调,使得电动鱼雷有效射程大幅提高,低速模式也可以无声无息伏击敌方潜艇,但无论如何,比起MK48 40节巡航速度+55节冲刺速度还是有很大的差距,所以价位上也无法挑战MK48 380万的价格。

除了主机,潜艇推进器也很有讲究。以往潜射鱼雷通常采用同轴反转螺旋桨技术,但这种效率还不足以发挥动力的全部潜能。为此美国在MK48上率先采用喷水推进器,采用后置导流片设计,能够将主机的机械功率的91%转化为前进功率,是迄今为止机械效率最高的推进器。由MK48的喷水推进器的启发,美国在海狼级采用前置导流片设计的泵喷推进器,虽然机械效率没有MK48高,但成功降低了噪声水平(由于结构上非常相似,中国人长期混淆“喷水推进器”和“泵喷推进器”,直到2018年一篇哈尔滨工程大学由王永生教授发表的学术论文,才根据这两个典型完成了泵喷推进器和喷水推进器的定义区分:以效率为主的推进器为喷水推进器,以降噪为主的推进器叫做泵喷推进器)。中国一直到2006年的鱼6鱼雷还在采用同轴反转螺旋桨,2018年珠海航展推出的ET39热动力鱼雷采用了喷水推进器,可见现在中国鱼雷基本上追平了1974年MK48的全部性能。

MK48 尾部特写,可见他后置的导流片

除了以上因素,还有一件事其实大部分军迷都不知道——和平年代的鱼雷是可以重复使用的!由于鱼雷实在是太贵了,和平年代无法做到频繁的实弹打靶,美国和德国甚至1919-1940年间从未进行鱼雷实弹射击,因此磁性引爆器的问题直到战争爆发后才显现出来。1940年击沉布吕歇尔号的挪威鱼雷,是1900年从奥匈帝国采购的,一共仅采购了12发,在40年里每一发鱼雷都平均发射过200次,因此射手们非常了解每一枚鱼雷的技术状态,根本不需要提前测试就装上战雷头发射,一次就击沉了布吕歇尔号巡洋舰。所以,鱼雷的引擎必须能够反复使用,和平年代换下爆炸的“战雷头”改成不会爆炸的“操雷头”,命中靶标或者达到一定条件后会浮出水面,以便打捞回收,这就是经常有渔民捞到鱼雷或者看到冲上岸鱼雷的原因,各国也有专门的鱼雷回收船。和平年代的鱼雷捞回后会彻底清洗发动机和燃料箱,换上新电池组继续待命,中国公开论文有清洗操雷内的剧毒OTTO燃料的研究方法。

所以,由于鱼雷本身技术复杂、生产量低、要求可以回收,导致鱼雷成本居高不下,养护难度较大。但是,如果看了下文鱼雷对抗的目标,你就会觉得这东西物有所值了。


鱼雷的目标——高价值潜艇和主力舰

二战之后,潜艇越跑越快,传统的深水炸弹已经完全丧失了对抗最大速度超过20节潜艇的能力,唯一有效仅剩下鱼雷。同时,当代的主力舰随着时代发展,防空系统越来越强,空中轰炸和导弹齐射都有可能被拦截。因此,面对跑得越来越快的潜艇,和自卫能力越来越强的主力舰(如航母、核动力巡洋舰),下潜深度大、机动力强、难以干扰和拦截的现代鱼雷成为了打击它们最佳的选择。

当代的鱼雷普遍可以航路规划,而且配备了良好的声呐导引头,俄罗斯还有独特的“尾流自导”(仅限于对军舰)和“红外成像”(跟踪核潜艇排放的废热)技术。再配合集成电路计算机和陀螺仪,鱼雷可以很容易在被甩开(如对方使用声呐诱饵、急转弯创造出水泡区域遮住声呐信号时)后掉头继续穷追猛赶目标。因此一发速度55节的MK48在5公里内发射后,可以连续追赶敌人超过30海里,也就是半小时内一直会追着敌人潜艇不放,这让敌人的核潜艇,尤其是可以发射核导弹的战略导弹核潜艇难以生存。而一旦击沉了敌人的战略导弹核潜艇——如俄亥俄级和苏联德尔塔级,就可以让自己100多个城市免受核武器威胁,这种价值是无法用鱼雷的单价交换比对比的。就算用于战术任务,鱼雷的交换比也是非常高的。由于鱼雷难以拦截和干扰,现代鱼雷的命中率比起容易被干扰和拦截的反舰导弹(如也门对美国发射的C-802虽然大部分都未被防空导弹拦截,但被干扰弹很容易解决掉了)高很多,同时由于现代鱼雷可以航路规划,可以在命中敌方军舰时从水平进攻船壳转为从水底直接攻击船底龙骨,有如标枪导弹对坦克的“攻顶打击”,让二战主力舰厚达数米的反鱼雷隔舱形同虚设,因此二战后除了航母等60000吨以上主力舰和48000吨的台风级核潜艇,绝大部分船只都没有采用二战主力舰防鱼雷隔舱的设计。所以,一发MK48鱼雷虽然只有290千克战斗部,但仍然可以轻易撕碎一艘当代8000吨的斯普鲁恩斯级驱逐舰(美国斯普鲁恩斯级大部分都当了靶船),方法就是利用攻底攻击直接炸断龙骨,这对于二战鱼雷是不可想象的,吃过日本93式鱼雷490千克战斗部而幸存的6000吨以下军舰数不胜数。

MK48 将靶船一劈两半

所以正因为鱼雷极高的打击效率,考虑到最便宜的千吨级军舰——056型也有2000万美元的价格,一枚MK48就算打击1艘056也能达到5倍的价格交换比,相当划算。


因此,大家知道为啥鱼雷这么贵了吧?这正说明一个问题:便宜没好货,好货不便宜,要想实现战略战术目的,是必然要在武器上舍得花钱的。当然,这一切都建立在能够自产自研的基础之上,如果缺乏自主生产能力,那么定价权全部握在外国之手,就有可能“华而不实”了。


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