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鱼雷在水下运动时螺旋桨靠什么能驱动

1866年，英国工程师罗伯特.怀特黑德发明了海军史上第一种实用性自航鱼雷（怀特黑德的含义就是“白头”，这种鱼雷通常被称为“白头”鱼雷，后来又出现了黑头鱼雷的提法）这种鱼雷几乎奠定了此后各种螺旋桨推进鱼雷的大致结构设计。但是，由于怀特黑德选择了压缩空气推动汽轮机来驱动单个螺旋桨，虽然压缩空气的压力高达2.55兆帕，但仅能保证螺旋桨达到100转/分的转速，鱼雷的航速仅为6.5节。1906年白头鱼雷已经能够达到35节的航速。

但压缩空气释放能量会吸收热能，导致严重的结冰问题，早期鱼雷设计师开始转向用热机驱动螺旋桨，1904年怀特黑德鱼雷公司在鱼雷上加入了最初的燃烧室，1908年英国人完成了蒸汽推动汽轮机驱动螺旋桨的湿式加热器设计，并成为一战及其后最主要的鱼雷动力系统流派。

不过，压缩空气仅有21%的氧气，燃烧产能有限。因此英国、日本和德国均尝试用氧气代替压缩空气，但随之而来的自爆危险性却使得脑子正常的国家选择敬而远之。

另一个鱼雷动力系统流派是电动鱼雷，该流派的源头是1877年澳大利亚籍犹太武器工程师路易斯.布伦南设计的线导电动鱼雷。这种长度仅4.6米的鱼雷可以能够在3.7米水深中以27节航速行驶1800米。之所以称之为“线导”是因为鱼雷由后部直径不如2毫米的铜缆控制。操作人员在12米高的铁塔上，依靠特殊的双目望远镜追踪鱼雷的航迹，并根据目标和鱼雷的相对位置进行操纵。在试验中这款鱼雷甚至在操纵小转过180度绕到目标另一侧成功命中。

1886年英国皇家海军决定将布伦南鱼雷作为英军制式的海防鱼雷使用。此后十五年中，英军在本土的克里夫堡、怀特岛、朴茨茅斯，爱尔兰的科克港、马耳他以及香港的鲤鱼门等地设置了布伦南鱼雷。作为一款早期鱼雷设计，布伦南鱼雷最大的问题是价格过于昂贵。十几年之前英国订购“白头鱼雷”仅花费了15000英镑，而布伦南鱼雷竟然花费了英国海军十几万英镑。由于价格过于高昂，包括新加坡在内的近十套布伦南鱼雷系统最终都被取消。

电动鱼雷逐渐实用化源自蓄电技术的发展，1873年约翰.埃里克森（说爱立信你们就明白他是谁了）发明了电池供电的电动鱼雷。二战期间德国设计了经典的G7e型电动鱼雷，并催生了美制Mk.18以及FIDO等型号。现代电动鱼雷通常采用不需要定期维护的氧化银电池，电动机推动的共轴反桨螺旋桨效能更高。

冷战进一步催生了新的鱼雷动力性，英国人的剑鱼鱼雷采用燃气轮机泵推技术，苏联的VA-111采用火箭发动机，但它们的推进系统都不是螺旋桨，所以就不在这里赘述了。

鱼雷被压缩空气推出发射管几十米后，雷体内的动力装置开始工作带动螺旋桨旋转，并且推动鱼雷向前。

目前，鱼雷的动力系统有两种，一种：以电池释放出电能提供给鱼雷的微电机，驱动螺旋桨。另一种是：鱼雷携带燃料在鱼雷的“热动力机”燃烧做功带动驱动机械，再由驱动机械带动螺旋桨。

目前鱼雷用电池有两种，一种上面所说的“银锌蓄电池，一种是“镉镍蓄电池。电池鱼雷的优点就是航行时没有“航迹”！我们看关于潜艇的影片时都会有这样的情节出现：舰船上的瞭望哨发现一条明显的航迹极速来袭…瞭望哨发出警报，舰长口令××满舵…鱼雷在船上一片尖叫当中滑过舰船…这其实是热动力鱼雷才有现象！电动鱼雷是没有航迹的，所以电动鱼雷隐蔽性很强，而且它的噪音也很低，缩短了声呐探测的距离，但不论是“银锌蓄电池”还是“镉镍蓄电池”能量储备都很少，通常情况下一枚鱼雷里蓄电池的重量为340～580公斤，比能量是50～70瓦时/公斤，鱼雷是体型很大的水下兵器，533毫米雷径的鱼雷重量都在1300～1500公斤以上，这么点能量只能让鱼雷有8公里左右的航程（40节），显然是攻击距离太短了，对潜艇来说是不安全的，并且“银锌电池组”价格也很昂贵！由于有这些暂时克服不了的问题，所以目前大型鱼雷的型号很少使用蓄电池为动力。
这个就是鱼雷的热动力机，是一个结构非常复杂的装置，并且从精密铸造开始→机械加工，工艺等级要求极高！没有高深的工业化能力根本制造不出来。

热动力机能量输出大、持续时间久，可以让鱼雷航行的更快、更远（最快的50节/50公里）是目前大型鱼雷（533毫米和650毫米雷径）的动力首选，而且热动力鱼雷在和平时期训练当中可以反复使用（操雷）将大大的提高了潜艇的作战能力！

热动力鱼雷的燃料最早期的是酒精，比能量很低，到了一战期间使用的是：煤油+氧气，但是这种鱼雷非常危险！内置氧气瓶如果释放不均匀很容易引起爆炸，对潜艇和鱼雷都是不安全的！随后又出现了：煤油+过氧化氢，在安全系数上略有提高。

过氧化氢进过稀释之后就是我们日常皮肤外伤消毒用的“双氧水”，它在浓度很高的时候遇热可以释放出来氧气助燃煤油，但是过氧化氢也是不安全的！也有氧气释放不均匀情况的发生，浓度太高会引起煤油燃烧过旺，有可能引起热动力机爆炸！图片上“库尔斯克号”核潜艇事故最后查明就是：携带的65-76型鱼雷内部过氧化氢溶液释放出的氧气浓度太高所致..。

现代的热动力鱼雷普遍采用了先进的六氟化硫为主的热动力燃料（奥托Ⅱ燃料组合），由于没有氧气助燃它的安全性大大的提高，而且比能量输出达到了470瓦时/公斤，远远的超过了“银锌电池组”！
热动力机为活塞式发动机，又分成了：往复式、凸轮式、周转斜盘式和摆盘式，图片上这个就是周转斜盘式，由于它的活塞行程比较长，所输出的功率要比其它几种形式略大一些
。
这个是摆盘式
由于摆动幅度较大，也提高了功率输出。
鱼雷的驱动机械部分运行式就是这个状态。

热动力鱼雷虽然有高速度大航程的优点，但是热动力机在运行过程中需要将燃烧废气排出到鱼雷的外面，这样就会形成一条非常明显的航迹，过早的暴露身影，会被舰船提早的发现组织兵器对它进行防御，而且热动力机做功时也会产生噪音，让“被动声呐”过早的发现，这些都是热动力鱼雷目前克服不了的缺陷，但它的利要大于弊，所以现代鱼雷仍然以它为主要动力方式。

总之，鱼雷目前仍然是最主要的水下兵器，能制造它的国家没超过10个！都是工业能力强大的国家，鱼雷将来发展的方向仍然是以智能化为主，现在热动力机是鱼雷的主要动力，如果有新型的高容量、大功率、材料价格便宜电池出现，那将是鱼雷技术的革命。

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