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水音速导弹之可能的缺陷 2020-12-08 12:16:20

川普总统宣告美国拥有水音速导弹之后在网上得到了一些嘲讽,有人甚至将他的水音速导弹比喻为名为“水音速(Hydrosonic)”的牙刷。但是,一国的三军首领通常可以得到一些常人所不知的军事秘密,因此当川普总统宣布美国已拥有了水音速的导弹时,这个世界与其信其无不如信其有。这样的话,我们可以在假设它存在的前提下来分析一下这种导弹技术可能面临什么样的挑战,从而得知如果这种技术确实存在的话,那么意味着什么。

从现有的常识来看,水音速导弹存在着一些明显的致命缺陷,因此如果水音速导弹确实存在,那么意味着人类已取得一些关键性的技术突破,因而常识需要被再次改写。

在对水音速导弹技术可能存在的致命挑战进行分析之前,我先对上一篇相关文章“水音速导弹?”的内容做些许补充和修正。首先,那篇文章中所提到的水下一马赫速度的阻力是空气中一马赫阻力的一万四千倍是按照亚音速的受力进行粗略的估算而来的,其间没有考虑到音速时的水下和空气中的音障的对比或超音速时的水下和空气中的冲击波(shockwave)影响的对比,所以实际上水下的音速及超音速运行的阻力与空气中的阻力的对比应该比一万四千倍还要高出许多来。另外,除了我在那篇文章中提到的如果能够快速电解一部分水的话有可能产生巨大的推力之外,这里再补充一点可能性,那就是用极高温迅速将导弹尾部的一部分水进行汽化,如果能做到的话,同样可能产生巨大的推力。

顺便再提一点,网上有人将Hydrosonic missle翻译为“水音速飞弹”,窃以为这样的翻译不妥。将在空中运行的称为飞弹可以,将在水下运行的称作飞弹有些别扭。

现在言归正传来看水音速导弹可能具有的一些可能的致命缺陷。

首先,在空气中正常工作的雷达波在水下无法工作,因此在水下人们通常用声纳来替代雷达波。但是,当导弹以音速甚至超音速运行时,声纳就完全失效了,这相当于在空气中以光速运行时雷达将完全失效一样。同时,水下的视线极差,导致一般光学观测的效果也基本无效。因此,水音速导弹在水下运行时就完全无法躲避在它前面出现的障碍物。而水下的状况比万里长空的状况复杂千百倍,所以,水音速导弹就必须被设计成不能轻易被引爆,否则,以音速运行的导弹即便是撞上一条小鱼也会因其强大的冲击力而被引爆。当然,任何一条船舰恐怕都无法经得住一颗以水音速运行的具有一定体积的导弹的撞击,因此水音速导弹或许不需要装炸药。但即便如此,由于水音速导弹无法躲避障碍物,如果在它与目标之间存在暗礁,那么它也会要么被暗礁引爆,要么被暗礁挡下来。

其次,水音速导弹在水下引起的巨大波动很容易被空中的反潜机发现。不过,由于水音速导弹的运行速度是空中的一般低于音速飞行的反潜机的好多倍,除非反潜机上携带高超音速(Hypersonic)的飞弹,否则即便是发现了水音速导弹的运行也奈何它不了。但是,反潜机仍然可通知水音速导弹运行线上的己方目标早做准备,或通知其它飞机在水音速导弹的运行路径上进行拦截。

另外,水音速导弹一旦发射后会在水下引起的巨大动静很容易将发射水音速导弹的潜艇暴露给空中的反潜机。而由于水音速导弹的推动原理(不论是通过电解水还是极高温汽化水)在空气中可能无法正常工作,因此载有水音速导弹的潜艇上用来可攻击反潜机的导弹的装载量就会相应地减少。

***

以上的两个缺陷(盲行和巨大动静)对水音速导弹来说可以是严重的,甚至是致命的,因此即便是人们已具有了让导弹在水下以音速运行的动力系统,可能也会因为这两个缺陷而对发展水音速导弹望而却步

但是,换一个角度来看。如果今天地球上确实已经有了水音速导弹的话,那么意味着什么呢?

上述的第二个缺陷所导致的潜艇容易被暴露的问题是无法完全克服的,但是潜艇上方有反潜机的机会也并不很大,所以尽管这个缺陷使得水音速导弹的使用不那么地完美,但与其威力相比起来,它的这个缺陷还是可以被接受的。更何况载有水音速导弹的潜艇仍然可能具有对反潜机进行攻击的能力。

但是,水下(不论是海里还是河里)的状况的复杂性却是完全无法回避的。因此,如果水音速导弹已经被实际发展出来了,那么恐怕意味着水下远距扫描的技术已经取得突破。而这种突破一定不是通过雷达来实现而只能是通过激光雷达(LIADAR)的技术的发展来实现的。

。。。。。。

补充:

如果能用极高温瞬间汽化水,那么它产生的推力将远高于任何现今的内燃式的发动机,不论是轴向涡流的还是冲程的。。。很显然,空气再怎么压缩也压不到水的密度,所以如果能瞬间将水汽化进行膨胀,那么它产生的冲力会非常之大。。。


当然,这里需要两个关键条件,一是能产生极高温,一是能耐住极高温的材料。但这两点都是可能,NASA好像曾有一个去探测太阳的计划,那一定要有耐极高温的材料。。。中国好像曾提出要做人造太阳的计划,那一定要能产生极高温。。。所以,原理上都是可能的,只是如何在工程上实现而已。。。


如果能够瞬间产生极高温,那么只要在导弹尾部装一圈圆筒,使得其中几个圆筒中的水在极高温下瞬间汽化,然后在换另几个圆筒,反复轮流,就类似多冲程内燃机那样地产生连续不断的高冲力。。。


如果能做到这一点,川普所说的水音速导弹不是不可能。。。其实,并不一定要达到音速,因为那样还要克服音障或冲击波的阻力,只要接近音速就很厉害了。。。现在的所谓的电磁炮不过是用3到4倍的音速将一小铁疙瘩击中目标就能摧毁目标,水里的亚音速就能达到空气中的3至4倍音速,如果是比小铁疙瘩大上几十倍甚至几百倍的导弹,那确实威力极大。。。亚音速还可以降低对LIADAR的分辨率和反映速度的要求,甚至可以用声纳来扫描。。。


所以,只要在用极高温将一个长圆筒中的水瞬间汽化的技术得到突破,就能造出川普所说的水导弹。。。


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文章评论
作者:慕容青草 留言时间:2020-12-08 22:16:34

如果能用极高温瞬间汽化水,那么它产生的推力将远高于任何现今的内燃式的发动机,不论是轴向涡流的还是冲程的。。。很显然,空气再怎么压缩也压不到水的密度,所以如果能瞬间将水汽化进行膨胀,那么它产生的冲力会非常之大。。。

当然,这里需要两个关键条件,一是能产生极高温,一是能耐住极高温的材料。但这两点都是可能,NASA好像曾有一个去探测太阳的计划,那一定要有耐极高温的材料。。。中国好像曾提出要做人造太阳的计划,那一定要能产生极高温。。。所以,原理上都是可能的,只是如何在工程上实现而已。。。

如果能够瞬间产生极高温,那么只要在导弹尾部装一圈圆筒,使得其中几个圆筒中的水在极高温下瞬间汽化,然后在换另几个圆筒,反复轮流,就类似多冲程内燃机那样地产生连续不断的高冲力。。。

如果能做到这一点,川普所说的水音速导弹不是不可能。。。其实,并不一定要达到音速,因为那样还要克服音障或冲击波的阻力,只要接近音速就很厉害了。。。现在的所谓的电磁炮不过是用3到4倍的音速将一小铁疙瘩击中目标就能摧毁目标,水里的亚音速就能达到空气中的3至4倍音速,如果是比小铁疙瘩大上几十倍甚至几百倍的导弹,那确实威力极大。。。亚音速还可以降低对LIADAR的分辨率和反映速度的要求,甚至可以用声纳来扫描。。。

所以,只要在用极高温将一个长圆筒中的水瞬间汽化的技术得到突破,就能造出川普所说的水导弹。。。

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作者:慕容青草 回复 渔阳山人 留言时间:2020-12-08 13:35:07

不是的。他同时说hypersonic和hydrosonic,而且补充了一句:水。


应该不是口误。无风不起浪。如本文分析的那样,尽管按照现有常识来看,水音速导弹有缺陷,但并非完全不可能。首先,只要动力问题解决了,第二只要在水中的LIADAR技术取得突破,那么就可能。普丁曾说他们有核动力鱼雷,虽然他没说是超音速,但只要是核动力就有可能通过“极高温”将部分水汽化,因而产生巨大的推力。。。而现在的AI技术也完全可能提高LIADAR的分辨率。


所以,无风不起浪。未必是川普搞错了,也完全可能是其他人看错了。。。


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作者:渔阳山人 留言时间:2020-12-08 13:20:31

会不会是川普把“hypersonic”当成了“hydrosonic",向习妄人的“通商宽衣”看齐呀?

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