海军知识——什么叫做“尾流自导鱼雷”

快过年了，先给大家拜个早年。由于现在调整投稿规定，本人将转向给大家介绍介绍外军武器（其实这一直是我的主流）。

无论是老潜艇迷也好，还是最近通过《冰冷水域》认识到冷战潜艇的朋友也好，都知道美苏冷战中期（1960-1980）期间苏联曾经装备过一种特殊的鱼雷——尾流自导鱼雷。很长一段时间里，尾流自导鱼雷比起它的前辈——声导鱼雷要神秘很多，甚至被传出“尾流自导鱼雷可以抗衡一切干扰”。那么，到底什么是尾流自导鱼雷呢？为什么当年要开发这种鱼雷呢？而为何如今使用量却大幅减少了呢？今天就让我给大家介绍一下。

准备知识：什么是船的“尾流”？它有什么特点？

我们知道，任何在有阻力介质中行进的物体都会在介质中激发出“波”，物体将介质推开，将一部分的动能克服阻力，然后能量便以“波”的形态耗散，这就是为何一颗石头丢入水中会产生一圈圈的涟漪，它的一部分动能转移到了水面，并以波的形态传输。同样，船在水面“劈波斩浪”时也必然克服阻力，一部分能量以波的形式耗散掉了，所以就会看到船头产生一片片两侧分开的水波，这就叫做“首波”；而船尾开过水面后，由于两侧排开的水会填补船经过的尾部，因此会产生低压区，形成气泡，这就是尾波。船首波和尾波可以相互叠加，当正好在船首船尾叠加峰谷时，就会产生非常明显的“波的共振”，进而让阻力变得更大，这种阻力就叫做“兴波阻力”。所以当代当代很多大船都是采用球型舰艏，可以降低一些兴波阻力，据当年建造大和号时估算结果，采用球型舰艏后可以让大和号降低3%的阻力，如果以大和号27节15万匹马力的匀速前进计算，光这一点就可以节约4500匹马力——堪比一个东风4内燃机车的功率了。所以船要克服如此之多的兴波阻力，必然会产生很大的首波和尾波，进而产生明显的尾流。

同时，当代船舶基本上都是靠着螺旋桨或者喷水引擎前进的，它们的原理都是和“泵”相关，通过高速旋转的螺旋桨在船后形成低压区，将前方的水吸入并向后喷出，通过牛顿第三定律让船向前前进。这样一来，螺旋桨和喷水推进器就会形成明显的喷射水流和大量的气泡，这些能量也会以波的形式散失，因此和尾流叠加后会形成更加明显的尾流。

无论是船体克服兴波阻力产生的尾流，还是螺旋桨打击水面形成的低压区尾流，基本上都是和速度正相关，换句话说，速度越快，船的尾流也越明显。但是现实中巨大的船加速需要时间，因此我们会在码头看到刚刚发动的大船尾部螺旋桨水花很大，但船头的浪花却很小。所以，一般我们提到的“越大速度，越大尾流”通常是发动机正常运转匀速前进的工况。

另一个影响因素就是船的大小。毋庸置疑，越大的船兴波阻力越大，螺旋桨功率也越大，因此自然需要克服更多阻力，因此产生的尾流也越大。

那么，既然我们知道了尾流的是船克服阻力产生的，根据能量守恒定居，尾流也必然带有一定能量。这种在介质传输的波属于机械波，而我们也知道，声波同样也是机械波，那么既然我们能够做出收听声波的声纳技术，为何不能设计感知尾流波的传感器呢？因而，尾流自导鱼雷就诞生了。

尾流自导鱼雷的优势

1、探测距离远

既然我们知道尾流波的能量来自于船，那么自然我们也就可以用它反向找到船的存在。根据上面的理论，我们知道船克服的阻力越大，产生的尾流也越加明显，因此现实中高速船舶和大型船舶往往会产生很长的一条尾迹（如上图）。而且尾迹的波浪是非常有力量的，在著名的“威廉·D·波特”号误击罗斯福总统所在的衣阿华战列舰事故中，一发鱼雷错误的从鱼雷管射向总统的战列舰，战列舰只好紧急转弯，鱼雷最终撞在战列舰的尾流中自爆，可见尾流能量是非常强的，很容易就被特定的压力传感器测定出来。所以，尾流自导鱼雷第一个优势是探测距离远，尤其是适合探测高速大船（如现代编队航行的航母战斗群）。

2、探测精度高

我们知道，波遇上障碍物会发生绕射和反射，在传输介质改变（如海底因热量不均匀产生的垂直分层）时也会发生折射，因此传统的声导鱼雷在垂直分层较多的海域，或者是礁石林立的水域活动时，很容易因为附近障碍物（或者垂直分层）反射或折射声波，导致鱼雷无法识别目标。相反的，由于尾流波长很大，而且源头非常明确，很难因其他障碍物影响而形成干扰，所以尾流自导鱼雷非常适合打击水面战舰。

3、难以干扰

根据第一和第二点我们知道，尾流来源明确，能量很大，而且不易被障碍物反射，因此设计出模拟大船尾流的干扰弹几乎不可能。而且，现实中由于尾流对于其他船舶（尤其是小型船舶）有很大危害，小船很容易被尾流低压区卷入而失去控制，因此编队航行中船需要仔细注意前船的尾流，防止自己的船陷入尾流导致控制异常。所以，目前为止还没有能够完全模拟目标舰船的尾流干扰器出现，只能用“反鱼雷鱼雷”将其摧毁。

尾流自导鱼雷的搜索模式也和一般的声导鱼雷有很大差别。由于它是利用尾流感知军舰的，因此它瞄准点就不像一般的鱼雷瞄准船的行进方向前方，而是瞄准船的后方尾流。发射后，鱼雷进入目标尾流开始感受水压信号，在遇上尾流时首先是感知到“高压”水墙，然后行驶到另外一侧尾流，感受到第二堵“水墙”，便进行Z型转弯，直到遇上另外一侧的水墙再转回，于是鱼雷便在尾流中“反弹前进”，由于尾流收敛于目标船的尾部，因此这样不断Z型前进的鱼雷必然会最终撞上船尾爆炸。

由于上述优点，尾流自导鱼雷一度是苏联开发的热门鱼雷。那么，就让我们介绍几款比较知名的尾流自导鱼雷吧。

苏联53-65 /M/K/KE系列反舰鱼雷

苏联于1969年开始服役的53-65系列鱼雷是主要的尾流自导鱼雷，分为53-65,53-65M，53-65K，53-65KE等几个子型号。其中，53指代的是它的口径是533mm，65是定型编号。这几款鱼雷导引头都是尾流自导，射程18-22公里，速度44节左右，但是动力系统不太一样。俄罗斯自用的53-65M是煤油+过氧化氢组合，而出口的53-65KE是煤油+压缩氧气组合，有些类似日本二战95式潜用鱼雷。当时苏联采用这种氧气/过氧化氢鱼雷主要是因为它不产生气泡，而且能量密度高于传统压缩空气助燃鱼雷。同时，53-65鱼雷虽然是533mm口径，但是它重量却达到了2.3吨，比美国MK48整整多了50%。考虑到弹头二者接近（307对290），而最大航速（44对55）和最大航程（44节/22公里对55节/38公里），因此可见苏联的燃油和氧气占用了大量的空间，且能量密度远低于MK48的OTTO II燃料。

苏联除了53-65系列尾流自导鱼雷外，还有一款鱼雷也采用尾流自导。这就是苏联独有的650mm鱼雷中65-76鱼雷。

前文提过，苏联53-65系列鱼雷虽然重量达到了2.3吨，但因为燃料和氧化剂较为落后，射程仅有24公里，而且只有307千克战斗部，威力甚至不如二战英国MK VIII鱼雷（曾经击沉过沙恩霍斯特号和贝尔格拉诺将军号，配备380千克战斗部），加上苏联老对手美国拥有巨大的航母，因此苏联决定开发威力更大的鱼雷对付航母。那么，除去核鱼雷的选项，想要增大威力，就得进一步增大口径，于是他们将53-65升级到了650mm口径。其中，最早出现的63-73鱼雷采用2万吨核战斗部，后来的65-76系列改为450千克常规弹头，最新的DST92型号升级为557千克常规战斗部，威力已经超越了日本93式鱼雷。但是它的重量和尺寸也急剧增大，增加到了4.5吨，长度增加到了11米，尺寸和重量几乎和同期服役的P700花岗岩一样巨大。通过巨大的燃料舱，它的射程延长到了50公里/50节，超过了MK48的最大射程。不过，由于其高度不稳定的过氧化氢推进剂，在2000年引发了令世界震惊的“库尔斯克号灾难”，65-76A鱼雷泄漏的过氧化氢溢出到了鱼雷管上的铁锈，铁锈作为过氧化氢分解的催化剂促使分解出大量氧气，然后发生爆炸。一连串的鱼雷爆炸最终彻底炸毁了鱼雷舱，也连带波及了整个潜艇，库尔斯克号这艘才服役6年的新锐949A型潜艇便沉入大海，118人死亡。在那之后，俄罗斯生产的“北风之神”级战略导弹核潜艇和“亚森”级核潜艇都未安装650mm鱼雷管，而原先的潜艇也不敢带不稳定的过氧化氢鱼雷，于是目前大部分650mm鱼雷管如同美国海狼级的660mm鱼雷管一样通过转接器使用533鱼雷。

但是，相比于苏联热衷开发尾流自导鱼雷，其他国家反应就冷淡得多，甚至除了苏联以外，没有任何一个国家开发过尾流自导鱼雷！那么，问题又出在哪了呢？那么，就得让我们认识到尾流自导鱼雷的缺陷了。

尾流自导鱼雷的缺陷

1、前文说过，尾流产生的主要原因是船体克服兴波阻力产生的船头波和船尾波，以及螺旋桨打击水面产生的低压区共同导致的。虽然任何船只（包括潜艇和鱼雷）都会产生这样的波，但是并不代表这些波都是容易被探测到的。因此，尾流自导鱼雷通常只适合攻击大型且有一定航速的船，这就导致它在使用方面被限定了。而潜艇在水下运动时，在速度较慢的情况下，凭借高效的七叶螺旋桨和泵喷推进器，可以几乎消除掉螺旋桨气泡，因此就难以产生明显的水花和尾流。因此尾流自导鱼雷通常不具备反潜能力。

因此，以反潜为主的美国鱼雷显然不可能设计采用尾流自导，这就能解释为何他国不热衷此类鱼雷的根本原因。

2、尾流自导鱼雷攻击效率较低

前文说过，尾流自导鱼雷通常需要瞄准船的尾部发射，以跟踪船的尾流。但是，由于它跟踪尾流时是沿着Z字型前进，无形间耗费了更多的时间，而且走行距离也很远。这对于近距离发射，希望尽快击沉对手的潜艇并不算有利，如果遇上濒海战斗舰这一类速度较快的船只，完全可以利用自己直线航行的速度来对抗Z型机动的尾流自导鱼雷，将其燃料耗尽。因此，如果是使用射程较低的53-65鱼雷射击10公里左右的速度为30节的驱逐舰目标，则很容易被对方利用走位甩开，这也能解释为何苏联要开发650mm尾流自导鱼雷——因为燃料足够多。

3、尾流自导鱼雷无法在最有利位置爆炸

由于尾流自导鱼雷通常是沿着尾流收敛的三角形顶端前进，而三角形顶端却是军舰的尾部和舵机。这样一来，虽然尾流自导鱼雷很容易就能炸坏螺旋桨和舵机，但是却并不容易一下就制敌于死地，不像目前先进的声导鱼雷可以扫描出船底后俯冲到龙骨一下炸毁对手。同时，由于尾流自导鱼雷碰撞角度通常较小，很容易导致哑弹出现。

所以，综上所述，尾流自导鱼雷并不是一款“全方位发展”的武器，苏联解体后，俄罗斯也逐渐对其失去了信心，目前开发的多种新式鱼雷都回归到了声导鱼雷，据说还有俄罗斯新的脑洞——跟踪核潜艇尾流混合的冷却水热量的“红外制导鱼雷”，当然这种脑洞其他国家也没仿效过。

结语 复合制导才是未来

通过近70年来的制导武器的发展，人们日益觉察到，单一的制导技术很容易被敌方识破和抵御，未来随着计算机科技和传感器小型化发展，复合制导也将成为时代的主旋律。传统的声导鱼雷，直航鱼雷和尾流自导鱼雷通常都有这个和那个问题，但是在现代技术下，将声导导引头、尾流传感器、陀螺仪和光纤/导线集合到一款鱼雷上已经不再是困难。这样一来，能够自由选择制导模式的鱼雷，必然是未来可怕的武器。