這幾年，高超音速武器是軍事科技領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)高頻詞，然而，在近期的一次佐治亞州講話(huà)中，特朗普對(duì)外放出猛料，稱(chēng)美國(guó)有“水音速”武器。
你沒(méi)有聽(tīng)錯(cuò)，就是“水音速”武器。
那么何為“水音速”武器呢？
水音速和高超音速我們都知道，聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒，所以我們?cè)诤娇战缤ǔw行速度超過(guò)340米/秒的飛行器稱(chēng)為超音速，而飛行速度超過(guò)5倍音速的飛行器就是這幾年世界各軍事大國(guó)，爭(zhēng)先恐后發(fā)展的高超音速武器。
水音速武器在計(jì)算原理上大致和音速相類(lèi)似，因?yàn)槁曇粼谒械膫鞑ニ俣群驮诳諝庵袀鞑サ乃俣纫騻鞑ソ橘|(zhì)不同而存在顯著的差異。一般聲音在水中的傳播速度更快，能夠達(dá)到1500米/秒，幾乎是廣義上音速的五倍（實(shí)質(zhì)上是4.4倍多一點(diǎn)）。
由此可見(jiàn)，在同等速度之下，某種飛行器被稱(chēng)為是水音速武器，意味著該飛行器的在水中的運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)1500米/秒，即水中的高超音速武器系統(tǒng)。
這里我們需要特別強(qiáng)調(diào)一下，這里將其稱(chēng)為水中的高超音速武器系統(tǒng)，是一個(gè)廣義的泛指，因?yàn)槲覀兺ǔw行速度超過(guò)5倍音速的飛行器稱(chēng)為高超音速武器，其最低的飛行門(mén)檻秒速度為1700米/秒，時(shí)速可達(dá)6120公里/小時(shí)，并非廣義范圍上我們所講的一小時(shí)飛行5000公里的表述。
之所以在特朗普不斷的強(qiáng)調(diào)美軍已經(jīng)擁有水音速武器的情況下，美國(guó)媒體和部分知名科學(xué)家對(duì)此嗤之以鼻，主要原因在于水的密度是空氣的800倍，水阻力自然也就是空氣阻力的800倍，這就意味著我們?nèi)绻诳諝庵袑?shí)現(xiàn)高超音速飛行，那么要在水中實(shí)現(xiàn)同樣的速度的難度要比空氣中高出800倍。
這也是當(dāng)前，水下武器及各類(lèi)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度最快的也就是蘇聯(lián)時(shí)代發(fā)展的VA-111“暴風(fēng)”超空泡魚(yú)雷，該型采用超空泡技術(shù)的魚(yú)雷使得其最大速度超過(guò)了200節(jié)，換算成秒速度的話(huà)大約為100米/秒，和水音速1500米/秒的速度相比差了15倍，發(fā)展難度可見(jiàn)一斑。
特朗普口中的水音速武器很大可能是采用超空泡技術(shù)的水下載具根據(jù)相關(guān)的信息，美國(guó)海軍早在1997年就成功的測(cè)試過(guò)一種利用超空泡技術(shù)原理的水下高速載具，試驗(yàn)速度達(dá)到了1549米/秒，換算成水中平臺(tái)通常使用的“節(jié)”，即為3098節(jié)，將近3100節(jié)的速度。這是人類(lèi)歷史上第一款水下超音速載具。
所謂的超空泡技術(shù)通俗點(diǎn)講是，當(dāng)物體在水中運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)185公里/小時(shí)之后，物體的尾部便會(huì)形成一個(gè)奇異的大型水蒸氣溝，從而將物體與水接觸的部分包住，與水接觸的介質(zhì)由物體表面轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?，這就是超空泡化現(xiàn)象。
更簡(jiǎn)單一些理解就是，當(dāng)物體的飛行速度超過(guò)一定的臨界之后，或者通過(guò)物體自身攜帶的一些氣泡產(chǎn)生器，使得一個(gè)比較大的空氣泡附著在水下航行器的表面，從而降低水下航行器的水下阻力。
前邊我們也講到了，水的密度比空氣大的多，因而水中的航行阻力也自然大得多。以潛艇為例，通常常規(guī)潛艇的最大航速在20節(jié)左右，核潛艇能達(dá)到三四十節(jié)，而在整個(gè)潛艇的動(dòng)力運(yùn)作效率分配上，潛艇約80%的動(dòng)力被用來(lái)克服在水中航行的湍流阻力，實(shí)質(zhì)上應(yīng)用到潛艇推進(jìn)上的動(dòng)力只有不到20%。
以當(dāng)前的技術(shù)水平，想要使得水下航行器的航行速度超過(guò)水音速，唯一可行的方案便是超空泡技術(shù)。美軍除了進(jìn)行過(guò)水下高速載具試驗(yàn)之外，還稱(chēng)已經(jīng)解決了控制方向和長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生氣泡這兩個(gè)核心問(wèn)題，美國(guó)海軍水下作戰(zhàn)中心還設(shè)計(jì)過(guò)螺旋槳葉片表面完全被汽化水分子所覆蓋的超空泡螺旋槳；此外在2011年美國(guó)的朱麗葉艦船系統(tǒng)公司還公開(kāi)了美國(guó)海軍專(zhuān)利局的“幽靈”號(hào)艦船，并發(fā)布了相關(guān)的照片，是迄今為止世界上第一艘對(duì)外公布的采用超空泡原理設(shè)計(jì)的艦船，最大航行速度可達(dá)97公里/小時(shí)。
綜合上述，美國(guó)海軍對(duì)于超空泡技術(shù)的研究和技術(shù)積累是有一定的基礎(chǔ)的，特朗普此次宣稱(chēng)的水音速武器并非是信口開(kāi)河胡鄒鄒，很可能是美國(guó)海軍真實(shí)存在的一種采用超空泡技術(shù)的水下高速載具。
水音速武器的研發(fā)難度在哪里？距離我們有多遠(yuǎn)？在超空泡技術(shù)領(lǐng)域，率先取得技術(shù)上實(shí)質(zhì)性突破的便是蘇聯(lián)研發(fā)的VA-111“暴風(fēng)”超空泡魚(yú)雷，美國(guó)海軍也進(jìn)行了一系列有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展的試驗(yàn)，但我們?cè)诋?dāng)前美俄的武器庫(kù)中鮮有機(jī)會(huì)看到切切實(shí)實(shí)服役的采用超空泡技術(shù)的武器系統(tǒng)，這是由技術(shù)成熟度和研發(fā)難度綜合決定的。
主要難度大致有以下這么幾個(gè)方面：
首先，打不準(zhǔn)是第一個(gè)問(wèn)題。我們以俄羅斯的VA-111“暴風(fēng)”超空泡魚(yú)雷為例，這種魚(yú)雷相比傳統(tǒng)魚(yú)雷50節(jié)左右的航行速度，提升了4倍超過(guò)了200節(jié)；但這種武器并沒(méi)有大規(guī)模使用的原因就是它的打擊精度不怎么好，因?yàn)樗暮叫兴俣却蠓嵘?，?duì)控制系統(tǒng)的要求更高，不具備水中航行機(jī)動(dòng)能力，只能進(jìn)行直航，技術(shù)固然先進(jìn)，難以規(guī)避和攔截，但實(shí)用性也不行，更重要的是只能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的固定目標(biāo)攻擊，并不能攻擊具備機(jī)動(dòng)能力的目標(biāo)。
其次，射程短是另一個(gè)問(wèn)題。射程主要體現(xiàn)在推進(jìn)系統(tǒng)上，當(dāng)前大多數(shù)的超空泡航行器必須依靠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)超空泡化效應(yīng)，然而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)固然能解決速度的問(wèn)題，但也因燃料的載量以及深度的增加，推力隨著壓力的增加而降低，這就導(dǎo)致了這類(lèi)武器系統(tǒng)的射程通常很短，俄羅斯的“暴風(fēng)”魚(yú)雷也就十幾公里的射程，高速度和短射程塑造了這類(lèi)武器只適用于近戰(zhàn)的現(xiàn)狀。
此外，超空泡魚(yú)雷還帶來(lái)另外一個(gè)副作用，那便是容易暴露航行器自身的位置。由于超空泡魚(yú)雷在發(fā)生后會(huì)產(chǎn)生極大的噪音，這對(duì)于隱蔽在大洋深處的潛艇來(lái)說(shuō)，并不是一個(gè)好消息，在對(duì)敵發(fā)起攻擊的同時(shí)，超空泡魚(yú)雷高速航行所產(chǎn)生的噪音也暴露了發(fā)射平臺(tái)的位置。
在2009年的海軍成立60周年活動(dòng)中，時(shí)任海軍司令員吳勝利談及中國(guó)海軍發(fā)展方向時(shí)，曾提及到要發(fā)展大深度高速智能魚(yú)雷，被廣泛的理解為是一種采用超空泡技術(shù)的新型魚(yú)雷。
其實(shí)，我國(guó)早在上世紀(jì)90年代就從國(guó)外獲得了一批俄制“暴風(fēng)”超空泡魚(yú)雷，并進(jìn)行了相關(guān)的研究，在2006年前后展示了國(guó)產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)比原版的“暴風(fēng)”魚(yú)雷要更勝一籌，除了速度的進(jìn)一步提升之外，據(jù)稱(chēng)還使用了高速光纖指令傳輸系統(tǒng)，具備一定的轉(zhuǎn)向制導(dǎo)能力。
盡管這種新興技術(shù)具有很強(qiáng)的戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)性，但是整體發(fā)展尚處于技術(shù)成熟發(fā)展階段，距離真正走向戰(zhàn)場(chǎng)，成為名副其實(shí)的水下殺手，還有很長(zhǎng)的一段路要走。這里需要強(qiáng)調(diào)一下，超空泡技術(shù)不僅僅局限于魚(yú)雷領(lǐng)域，還可用于潛艇、潛射導(dǎo)彈等諸多領(lǐng)域，比如采用超空泡技術(shù)的潛射導(dǎo)彈，在水中發(fā)射后，能夠以高超音速在水中飛行，在接近打擊目標(biāo)后沖出水面躍升攻擊，將對(duì)反導(dǎo)攔截系統(tǒng)產(chǎn)生顛覆性的優(yōu)勢(shì)。
