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水音速導彈之可能的缺陷 2020-12-08 09:16:20

川普總統宣告美國擁有水音速導彈之後在網上得到了一些嘲諷,有人甚至將他的水音速導彈比喻為名為“水音速(Hydrosonic)”的牙刷。但是,一國的三軍首領通常可以得到一些常人所不知的軍事秘密,因此當川普總統宣布美國已擁有了水音速的導彈時,這個世界與其信其無不如信其有。這樣的話,我們可以在假設它存在的前提下來分析一下這種導彈技術可能面臨什麼樣的挑戰,從而得知如果這種技術確實存在的話,那麼意味着什麼。

從現有的常識來看,水音速導彈存在着一些明顯的致命缺陷,因此如果水音速導彈確實存在,那麼意味着人類已取得一些關鍵性的技術突破,因而常識需要被再次改寫。

在對水音速導彈技術可能存在的致命挑戰進行分析之前,我先對上一篇相關文章“水音速導彈?”的內容做些許補充和修正。首先,那篇文章中所提到的水下一馬赫速度的阻力是空氣中一馬赫阻力的一萬四千倍是按照亞音速的受力進行粗略的估算而來的,其間沒有考慮到音速時的水下和空氣中的音障的對比或超音速時的水下和空氣中的衝擊波(shockwave)影響的對比,所以實際上水下的音速及超音速運行的阻力與空氣中的阻力的對比應該比一萬四千倍還要高出許多來。另外,除了我在那篇文章中提到的如果能夠快速電解一部分水的話有可能產生巨大的推力之外,這裡再補充一點可能性,那就是用極高溫迅速將導彈尾部的一部分水進行汽化,如果能做到的話,同樣可能產生巨大的推力。

順便再提一點,網上有人將Hydrosonic missle翻譯為“水音速飛彈”,竊以為這樣的翻譯不妥。將在空中運行的稱為飛彈可以,將在水下運行的稱作飛彈有些彆扭。

現在言歸正傳來看水音速導彈可能具有的一些可能的致命缺陷。

首先,在空氣中正常工作的雷達波在水下無法工作,因此在水下人們通常用聲納來替代雷達波。但是,當導彈以音速甚至超音速運行時,聲納就完全失效了,這相當於在空氣中以光速運行時雷達將完全失效一樣。同時,水下的視線極差,導致一般光學觀測的效果也基本無效。因此,水音速導彈在水下運行時就完全無法躲避在它前面出現的障礙物。而水下的狀況比萬里長空的狀況複雜千百倍,所以,水音速導彈就必須被設計成不能輕易被引爆,否則,以音速運行的導彈即便是撞上一條小魚也會因其強大的衝擊力而被引爆。當然,任何一條船艦恐怕都無法經得住一顆以水音速運行的具有一定體積的導彈的撞擊,因此水音速導彈或許不需要裝炸藥。但即便如此,由於水音速導彈無法躲避障礙物,如果在它與目標之間存在暗礁,那麼它也會要麼被暗礁引爆,要麼被暗礁擋下來。

其次,水音速導彈在水下引起的巨大波動很容易被空中的反潛機發現。不過,由於水音速導彈的運行速度是空中的一般低於音速飛行的反潛機的好多倍,除非反潛機上攜帶高超音速(Hypersonic)的飛彈,否則即便是發現了水音速導彈的運行也奈何它不了。但是,反潛機仍然可通知水音速導彈運行線上的己方目標早做準備,或通知其它飛機在水音速導彈的運行路徑上進行攔截。

另外,水音速導彈一旦發射後會在水下引起的巨大動靜很容易將發射水音速導彈的潛艇暴露給空中的反潛機。而由於水音速導彈的推動原理(不論是通過電解水還是極高溫汽化水)在空氣中可能無法正常工作,因此載有水音速導彈的潛艇上用來可攻擊反潛機的導彈的裝載量就會相應地減少。

***

以上的兩個缺陷(盲行和巨大動靜)對水音速導彈來說可以是嚴重的,甚至是致命的,因此即便是人們已具有了讓導彈在水下以音速運行的動力系統,可能也會因為這兩個缺陷而對發展水音速導彈望而卻步

但是,換一個角度來看。如果今天地球上確實已經有了水音速導彈的話,那麼意味着什麼呢?

上述的第二個缺陷所導致的潛艇容易被暴露的問題是無法完全克服的,但是潛艇上方有反潛機的機會也並不很大,所以儘管這個缺陷使得水音速導彈的使用不那麼地完美,但與其威力相比起來,它的這個缺陷還是可以被接受的。更何況載有水音速導彈的潛艇仍然可能具有對反潛機進行攻擊的能力。

但是,水下(不論是海里還是河裡)的狀況的複雜性卻是完全無法迴避的。因此,如果水音速導彈已經被實際發展出來了,那麼恐怕意味着水下遠距掃描的技術已經取得突破。而這種突破一定不是通過雷達來實現而只能是通過激光雷達(LIADAR)的技術的發展來實現的。

。。。。。。

補充:

如果能用極高溫瞬間汽化水,那麼它產生的推力將遠高於任何現今的內燃式的發動機,不論是軸向渦流的還是衝程的。。。很顯然,空氣再怎麼壓縮也壓不到水的密度,所以如果能瞬間將水汽化進行膨脹,那麼它產生的衝力會非常之大。。。


當然,這裡需要兩個關鍵條件,一是能產生極高溫,一是能耐住極高溫的材料。但這兩點都是可能,NASA好像曾有一個去探測太陽的計劃,那一定要有耐極高溫的材料。。。中國好像曾提出要做人造太陽的計劃,那一定要能產生極高溫。。。所以,原理上都是可能的,只是如何在工程上實現而已。。。


如果能夠瞬間產生極高溫,那麼只要在導彈尾部裝一圈圓筒,使得其中幾個圓筒中的水在極高溫下瞬間汽化,然後在換另幾個圓筒,反覆輪流,就類似多衝程內燃機那樣地產生連續不斷的高衝力。。。


如果能做到這一點,川普所說的水音速導彈不是不可能。。。其實,並不一定要達到音速,因為那樣還要克服音障或衝擊波的阻力,只要接近音速就很厲害了。。。現在的所謂的電磁炮不過是用3到4倍的音速將一小鐵疙瘩擊中目標就能摧毀目標,水裡的亞音速就能達到空氣中的3至4倍音速,如果是比小鐵疙瘩大上幾十倍甚至幾百倍的導彈,那確實威力極大。。。亞音速還可以降低對LIADAR的分辨率和反映速度的要求,甚至可以用聲納來掃描。。。


所以,只要在用極高溫將一個長圓筒中的水瞬間汽化的技術得到突破,就能造出川普所說的水導彈。。。


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作者:慕容青草 留言時間:2020-12-08 19:16:34

如果能用極高溫瞬間汽化水,那麼它產生的推力將遠高於任何現今的內燃式的發動機,不論是軸向渦流的還是衝程的。。。很顯然,空氣再怎麼壓縮也壓不到水的密度,所以如果能瞬間將水汽化進行膨脹,那麼它產生的衝力會非常之大。。。

當然,這裡需要兩個關鍵條件,一是能產生極高溫,一是能耐住極高溫的材料。但這兩點都是可能,NASA好像曾有一個去探測太陽的計劃,那一定要有耐極高溫的材料。。。中國好像曾提出要做人造太陽的計劃,那一定要能產生極高溫。。。所以,原理上都是可能的,只是如何在工程上實現而已。。。

如果能夠瞬間產生極高溫,那麼只要在導彈尾部裝一圈圓筒,使得其中幾個圓筒中的水在極高溫下瞬間汽化,然後在換另幾個圓筒,反覆輪流,就類似多衝程內燃機那樣地產生連續不斷的高衝力。。。

如果能做到這一點,川普所說的水音速導彈不是不可能。。。其實,並不一定要達到音速,因為那樣還要克服音障或衝擊波的阻力,只要接近音速就很厲害了。。。現在的所謂的電磁炮不過是用3到4倍的音速將一小鐵疙瘩擊中目標就能摧毀目標,水裡的亞音速就能達到空氣中的3至4倍音速,如果是比小鐵疙瘩大上幾十倍甚至幾百倍的導彈,那確實威力極大。。。亞音速還可以降低對LIADAR的分辨率和反映速度的要求,甚至可以用聲納來掃描。。。

所以,只要在用極高溫將一個長圓筒中的水瞬間汽化的技術得到突破,就能造出川普所說的水導彈。。。

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作者:慕容青草 回復 漁陽山人 留言時間:2020-12-08 10:35:07

不是的。他同時說hypersonic和hydrosonic,而且補充了一句:水。


應該不是口誤。無風不起浪。如本文分析的那樣,儘管按照現有常識來看,水音速導彈有缺陷,但並非完全不可能。首先,只要動力問題解決了,第二隻要在水中的LIADAR技術取得突破,那麼就可能。普丁曾說他們有核動力魚雷,雖然他沒說是超音速,但只要是核動力就有可能通過“極高溫”將部分水汽化,因而產生巨大的推力。。。而現在的AI技術也完全可能提高LIADAR的分辨率。


所以,無風不起浪。未必是川普搞錯了,也完全可能是其他人看錯了。。。


回復 | 1
作者:漁陽山人 留言時間:2020-12-08 10:20:31

會不會是川普把“hypersonic”當成了“hydrosonic",向習妄人的“通商寬衣”看齊呀?

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