空泡打造船幽靈

時速200千米的潛艇？

目前，世界上最快的潛艇——美國海軍潛艇，速度也就是時速55千米，然而美國還不滿足，正打算打造一艘時速達200多千米的潛艇！這個速度超過了一般小轎車的速度！想想這麼快的潛艇在水下穿梭，那真是幽靈一般，水對於它來說，好像就如空氣一般是無形的。

但水不可能是無形的，下過水池的人都知道，在地面上可以快速跑動，到了水中，前進一步都很難，因為水就像水牆一般阻礙物體的運動，地面上的短跑運動員到了水中，一秒鐘跑一米都不容易。難怪水中的物體運動起來都是慢鏡頭的。

其實哪個國家都希望自己的潛艇更快，但無奈快不了，目前55千米的時速已經是極限了吧？如今想製造比最快潛艇快4倍速度的潛艇？談何容易，只是一種雄心壯志吧？

水流的奇妙空泡現象

不管是空氣還是水，這些流動的物質被科學家叫做「流體」，流體的流動表現很有意思。例如快速流動的空氣流經過時，空氣流的周圍就會出現真空，這就是為什麼大風經過時，容易把屋頂給掀了，火車快速經過時，產生的氣流會對附近的人有一種吸引力，所以人要站在大約1米的安全線之外等車，否則就會被氣流拖入而進入車輪下。

水的流動也是會讓周圍產生真空，如果水中的物體，例如一個小球速度由小變大的時候，它經過時，帶動水流的流動，產生的真空也越來越大，當達到一定的高速度後，小球後面的水流產生的真空比3%個大氣壓還小的時候，25℃下的水就會快速蒸發，變成蒸汽，其實就是25℃的水在3%大氣壓下的真空中沸騰了，從而產生大量的水蒸汽，這些水蒸汽就會包圍在小球的周圍，形成一層氣層包圍著小球，除了小球最前端的「鼻子尖」接觸水之外，其他部位都與氣體接觸，避免了水的強大摩擦，於是這時的小球快速在水中穿行反而變得省力了，要想再繼續增大速度，也不需要很費力，這時的小球就像是在空氣中飛行一樣，對於小球來說，水真的像是不存在了。流體專家把這叫做水的「空泡」現象，其實這種現象經常出現，例如快速轉動的渦輪抽水機或輪船的螺旋槳周圍就會產生很多氣泡，快速流動的水流在水管直角拐彎的地方也會出現氣泡。

用空泡打造潛艇幽靈

水的空泡現象給相關專家很大的啟示，其他物體，包括魚雷、潛水艇在水中的運動也同樣會遇到類似小球的情況。這讓製造魚雷和潛艇的專家都很高興，這意味著，魚雷或潛艇如果速度超過一定速度後，所需要的能量反而會大大減少，之後再給潛艇加速就很容易了。

於是，自從1960年開始，蘇聯就在進行「暴風」計劃，研製超高速魚雷和水下火箭，到1972年，研製成功的魚雷速度達到了傳統魚雷的5倍！2004年，德國研製成功的空泡魚雷達到了時速400千米！

根據前人的研究經驗，美國看到了空泡現象的潛力，於是2005年開始，美國的「水下快線」計劃開始，目標是利用空泡現象研製超高速空泡潛艇，潛艇速度至少要達到100節以上，也就是大約200千米的時速，美國海軍想用這種潛艇來快速運輸緊急用品或人員。2009年的時候，一個1/4大小的模型開始進行測試，並進行技術上和工程上的調試，計劃在緊鑼密鼓地進行著，相信不久，一艘大約30米長的水下潛艇幽靈就會出現。

誘人的船幽靈

其實，研製船幽靈的人很多，前不久，美國新罕布希爾州的一家公司對外宣布了剛剛研製成功的船幽靈，不過這艘船幽靈不是完全在水下穿行，它看上去像是一艘普通艦船，但它還有水下的部分，水下的部分是兩個魚雷形狀的發動機並排排列，尖端對著前進的方向。船艙或船體就是架在這兩個「魚雷」上的，整個船看上去像一隻巨大的蜘蛛。架船體的支架角度可以調整，能夠在大浪淘天的時候，把船體架高一點。

把這蜘蛛樣子的船放入海洋中，兩個發動機和架子都在水下，而船體卻在水面上。行駛的時候，開始就要讓發動機達到最快的速度，因為魚雷發動機速度必須超過一定速度才會導致水中產生空泡，之後飛馳起來就輕鬆，且節省燃油了。魚雷發動機和支架表面採用的能夠吸附氣體的材料覆蓋，當水產生大量水蒸氣的時候，氣體就會附著在發動機和支架表面，形成一層氣層，同時發動機噴出的氣體也可以補充到空泡中，於是魚雷發動機那真是魚貫而行，帶動上面的船體以180千米/小時的速度快速飛馳。

這真是一種新概念的飛艇。當然現實中也有完全飄在水面飛馳的飛艇，但這樣的飛艇一般都很小，飛馳起來顛簸非常厲害，耗費的能量還很多，因為它需要一定的上托的力把自己托在水面上。但空泡船幽靈卻可以造得很大，裝軍火彈藥都可以，同時它不需要能量來提供浮力，靠的是水的浮力，速度卻是飛艇般的速度！

看來，空泡現象打造的形形色色的船幽靈將不斷上演，人們藉助空泡現象既節省了能源，又大大提高了速度，流體的性質真是奇妙啊。

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