意大利A-244S反潜鱼雷采用常规外形布局和模块化舱段结构,主要由前、中、后3个舱段组成。前舱内装制导系统、声点火电路和战斗部,中舱内装电池,尾舱有电动机和操纵机构。为保证鱼雷在空中飞行稳定和准确入水,雷头和雷尾分别装有弹射头罩和降落伞及其开伞机构。鱼雷投放之后,降落伞张开,使鱼雷减速下落,入水时弹射头罩和降落伞振裂、脱落。入水后,电动机通过齿轮传动装置驱动一对反向旋转的螺旋桨,使鱼雷按预定的环形搜索方式探测目标,截获目标后改变航向,导向该目标,可由触发引信或近炸引信引爆空心装药战斗部。
A-244的早期型号采用的声自动导引头型号为AG70,随后改用单一频率的频率为60/30千赫的CIACIO-60/30导引头,最新改进型A-244S,采用3频率、多重编码的CIACIO-S导引头,有多种可选择的接收/发射波束,并具有频率滤波、实时构形分析、多普勒效应,以及时/空和波形调节等多种功能。
A-244各型的航程约65千米,航速30节,即30海里/小时,下潜深度10~500米。在A-244S基础上发展的A-290,除沿用A-244S的3频率、多重编码的CIACIO-S导引头外,还采用新型喷水式电动机和高效能电池,航程更远,航速增加到40~45节,并可用作法、意联合研制的新一代舰载“米拉斯”反潜导弹的战斗部,攻击水下潜艇。A-290鱼雷属于新一代轻小型通用反潜鱼雷,其性能水平与美国的MK50相近。
火药成分有硫磺、硝石、木炭。硝石的主要成分是硝酸钾,制取硝酸钾可以用硝土和草木灰作原料。硝土一般存在于厕所,猪,牛栏屋,及不易被雨水冲洗的地面。硝土本身含有硝酸钾,最后利用各种盐溶解度的差异,控制温度和浓度,使硝酸钾从混合液中结晶出来。火药,又被称为黑火药,由硝酸钾、木炭和硫磺机械混合而成。是在适当的外界能量作用下,自身能进行迅速而有规律的燃烧,同时生成大量高温燃气的物质。在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭、导弹的推进剂及其他驱动装置的能源,是弹药的重要组成部分。火药是中国四大发明之一,也改变了人类的战争史。
火药的现代应用范围如下:
1、炸药在军事上可用作炮弹、航空炸弹、导弹、地雷、鱼雷、手榴弹等弹药的爆炸装药,也可用于核弹的引爆装置和军事爆破。
2、在工业上广泛应用于采矿、筑路、兴修水利、工程爆破、金属加工等,还广泛应用于地震探查等科学技术领域。
因为火药在密封状态下在水里是可以燃烧的。火药配置的三个主要成分之中,硝石的作用主要是提供氧气,硫磺的作用是膨胀体积,木炭的作用就是持续燃烧。所以这三样东西碰到一起,并不需要于大气之中的氧气接触就可以燃烧,因此在水中并不会被熄灭。
该鱼雷采用常规外形布局,由前、后2个舱段组成,前舱为制导控制舱(含战斗部),后舱为动力装置舱。制导控制舱前部内装复式主/被动声纳系统,包括低噪声天线阵、发射机、接收机,有多种可选择的接收/发射波束,还采用2台数字式信号处理机,对声纳数据进行处理,向AN/AYK-14美国海军标准计算机提供距离图,然后由该计算机向声纳设备和动力装置发出控制信号,完成自动驾驶、导航、目标探测、识别和跟踪、以及实施干扰等任务。制导控制舱内的声纳系统后部,为空心装药战斗部,重量45kg,要求精确导向潜艇最薄弱的部位,并穿入其内部爆炸。
动力装置为160马力双回路闭式循环汽轮发动机,航程大于20km,下潜深度大于800m,潜航速度为30节,即30海里/小时(kn),。战斗部装填炸药重40kg。鱼雷入水时抛掉降落伞,随后海水电池被激活,驱动鱼雷俯冲至预定深度,在水压装置控制下改平,随后作环形搜索运动,以监听水声信号。搜索到目标后,根据俯仰和方位误差信号向目标接近。如无目标信号,鱼雷即作螺旋形下降并继续搜索目标。达到深度极限时再度改平,然后作螺旋形上升,到达预定上升极限为止。一旦能源耗尽,鱼雷即沉人海底。
Ti80是一种具有高强耐蚀、易焊等优质性能的钛合金牌号,用于船舰设计,广泛用于潜艇、鱼雷、深潜器等水中兵器的受力构件、螺栓、轴及耐压耐蚀壳体。Ti80钛合金名义成分为Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo,是一种铝含量较高并含有β型稳定元素Nb,Mo和中性元素Zr的近a型钛合金。
直流电动机工作原理与结构
近几十年来,随着永磁材料的发展,尤其是稀土永磁的相继问世,其磁性能有了很大提高。与电励磁电机相比,永磁电机,特别是稀土永磁电机具有结构简单,运行可靠;体积小,重量轻;损耗小,效率高;电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。因此,鱼雷上的电机也已开始采用永磁体励磁的电机,特别是采用稀土永磁电机。
本节主要叙述串励式双转直流电动机。
1-前支承 2-磁系统线圈 3-后支承 4-电枢 5-轴承
图7-8 电动机原理结构
1-转子轴承 2-滑环 3-换向器电刷 4-磁系统 5-电枢 6-磁系统轴承 7-外轴
8-内轴 9-磁绕组 10-壳体 11-换向器 12-滑环电刷
图7-9 电动机结构简图
鱼雷所用电动机主要由支承和电动机本体组成,如图7-8所示。电动机装在支承座或壳体内,电动机在其上转动。而电动机通过支承座(或壳体)固定在鱼雷后舱上。
电动机本体由磁系统、转子(电枢)、换向器、电刷等组成。图7-7是有外壳的串励式鱼雷电动机剖面简图。
磁系统是用以产生磁场的,当电枢的磁通在此磁场内相互作用时,产生作用力矩及反作用力矩,使电枢和磁系统转动,并且二者转动方向相反。磁系统由铁心和激磁绕组组成。磁系统有主磁极和辅助磁极两部分。主磁极的作用是产生磁场,磁极的磁通即由绕在其上的绕组线圈所产生。辅助磁极的功用是产生补充磁通,以改善换向性能。因为当电枢绕组中的线圈电流在换向时,与线圈相联的换向片同电刷之间会产生火花。为了减少火花,改善换向性能,通常在两主极之间均装有一辅助磁极,也可称换向磁极。
电枢也是用来产生磁通的,它由电枢铁心和绕组线圈组成。电枢铁心作为磁的通路及嵌放电枢绕组之用。当电枢在磁场中旋转时,铁心中的磁通方向不断变化,因而也会产生涡流及磁滞损耗,为了减少涡流损耗,电枢铁心一般用05或035mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片迭压而成。电枢绕组是由许多个完全相同的绕组元件按一定的规律联接起来所组成。绕组元件一般就是一个线圈,它的两个线端分别接到换向器的两个换向片上,各元件是在换向片上相互联接起来的。
换向器是电动机的整流部分,它是用来向旋转电枢供电和向各段绕组分配电流的。电枢绕组内流过的是交变电流,而外电路是直流电,换向器即是将电源提供的直流电转换为电枢绕组中的交变电流,使电动机工作时始终按一个方向连续旋转。
电刷是用以将转动的磁系统和电枢与外线路过程回路系统。鱼雷双转电动机有两组电刷。一组与滑环接触,滑环与磁系统一起转动,而电刷固定不动。另一组电刷装在磁系统上,与随同电枢轴一起转动的换向器接触。
图7-10 电动机的线路图
(动画 电流经过的途径)
图7-8是电动机的线路图,由电源出来的电流所经过的途径是:
蓄电池正极—正极接线柱—滑环电刷—后滑环—换向器正极电刷—电枢绕组—换向器的负极电刷—磁极绕组—前滑环—滑环电刷—负极接线柱—蓄电池负极。
当电流流过电枢及励磁绕组时,二者形成相互作用的磁场,导致磁系统和电枢作相对的旋转。而磁系统与外轴联接,电枢与内轴联接,因此电动机形成两个旋转方向相反的输出轴,从而带动对转螺旋桨。
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解析:
水蒸气
水呢?水中通常溶有少量空气,进一步说,水的分子群可以转化为气体——水蒸气。在这一点上说,它同啤酒没有什么不同。不同的是,水分子在较低的压强下才会变为气体,产生气泡,这 种气泡称为空泡,也称为空穴。空泡有时小到直径只有10-5厘米,可别小看这种不起眼的空泡,它曾经是而且现在还是航海事业的可怕障碍。
1894年,英制240吨的小型驱逐舰“勇敢号”初试航时,螺旋桨转速只能达到384转,比额定设计转速低154%,几经调试,直到1897年,总工程Barnaby才在造船工程师会上发表论文说明最初成绩不
良是由于螺旋桨发生了空泡现象。过了20年,1915年,英制的新鱼雷艇“德林”号驶入大西洋试验,它的设计速度比前一型号大一倍,但是当舰艇机器以最大转速工作时,艇尾抖动,尾部海水泡沫翻腾,犹
如倒啤酒时一样,速度和前一型号一样。当鱼雷艇回到基地时,螺旋桨已破烂不堪了。这又是空泡在捣乱。直到1971年,有人对上千艘船做了调查发现,其中有30%的螺旋桨在使用一年后,由于空泡造成不同程度的损伤。
为了研究空泡产生的机理及其作用,人们从上世纪就开始了理论与实验研究。1895年,英国建造了专门研究空泡问题的小型水洞,随后在本世纪20~30年代,英、德、法、苏、美等国相继建造了较大型的空泡水洞。同时理论研究也取得了相应的进展。
高速水流为什么会冒气泡?原来水在标准大气压下(一个大气压相当于101325Pa),温度达到100℃,水就会沸腾,“沸腾”就是水内部能冒气泡的现象。不同温度下,水沸腾的压强是不同的,这个压强称为饱和蒸气压,也称蒸气压。水在不同温度之下的饱 和蒸气压为:
温度/℃ 020406080 100 120
蒸气压/Pa6006623381738121493447377101325198490
由此可见,在压强为23381Pa时,水在20℃就开了,这种在常温下沸腾的现象,可以称作“冷沸腾”。在海拔4000米以上的高原地面,由于那里的气压低,沸点只有86℃,所以在那里煮东西不容易熟。在压强达到198 490Pa时,即约不到两个大气压时,水到120℃才开,这个压强差不多是通常高压锅的压强。
前面说过,流体高速运动,会造成局部压力减小,特别是高速舰船、螺旋桨、鱼雷等在水中运动时,会造成局部水的压强很大,达到常温下的蒸气压。这就是高速航行水中产生气泡的原因。
一旦产生了空泡现象,阻力就会加大,产生气泡会消耗大量的能量。所以船速再也上不去了。如果不采取对空泡问题的特殊对策,那么大部分大船速度将超不过26节(约14米/秒)。
然而空泡对航海带来的危害还不止如此,问题是空泡在低压区形成后,随着流动流到高压区,在那里压力增高,空气泡无法存在而闭合。空气泡闭合会造成类似于爆炸的高压,甚至会达到100000大气压。在这种大气压下,任何金属材料都会被破坏,于是螺旋桨很 快便被空泡咬得百孔千疮。类似的问题在大型水电站与大型水坝上也产生过,泄流洞水速高了,水泡可以侵蚀洞壁,水电站涡轮机叶片可以在几天
之内被水泡吃掉数十毫米厚。
水滴石穿,不间断的水滴可以将坚硬的石头打穿。起先,人们认为是由于水流长时间冲刷造成的,原来也是由于空泡在起作用。随着高速摄影机的发展,有人以每秒1500张的摄影机对准液滴“着陆”的
地方。液滴由圆而扁然后四散溅开,就在这一瞬间在液滴中心附近的一些局部流速相当大,足以达到产生空泡的低压。于是空泡逐渐将坚硬的石头咬去。在涛涛流动的江河中,流水拍击岩岸,“乱石穿空、
惊涛裂岸”,水的这种作用,恐怕也是空泡在作怪。
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