从头说起

​​注：本文为来自原作者 @蛋炒饭配煎饺 的投稿，原文基础上有改动

（上篇文章好多人说写得太专业了看不懂，这次我们不扯那些了，单纯来说一下鱼雷中的各种热动力，顺便为上篇做一些解释）

主要燃料

既然要说鱼雷的热动力，那首先就得说一下什么是热动力。“热动力”顾名思义，就是燃料通过燃烧产生动力，而最常用的燃料有三种：烃类、醇类、以及含氮燃料。

烃类：主要为碳氢化合物，也就是汽油、煤油这类燃料，缺点很明显，燃烧需要大量的氧化剂。同为烃类的萘烷和松节油一类虽然质量热值较低，但是密度大，整体动力高，例如德国人的G7a热动力鱼雷就是使用十氢化萘作为燃料。

醇类：即甲醇、酒精这些，本身就含有一定的氧元素，燃烧需要的氧气比烃类少，因此尽管热值较小，但与氧化剂作为整体时动力并不低。比如知名的“美帝21吋动能铁棍”MK14鱼雷就是使用的酒精（然后就被船员做成了鱼雷菠萝鸡尾酒）

含氮燃料：常见的就是传统火箭上的肼，也叫联氨，带腐蚀性，难易长期储存，因此自然和鱼雷无缘。

三组元动力

三组元热动力鱼雷最早要追溯到1904年，由美国人布里斯发明，用于代替先前的压缩空气发动机鱼雷，这种鱼雷也被称作蒸汽瓦斯鱼雷。

早期的蒸汽瓦斯动力鱼雷，外形为纺锤形

蒸汽瓦斯鱼雷使用三组元动力，推进剂为煤油、压缩空气、纯水。燃烧时，将煤油和空气泵入活塞发动机形成燃气，同时喷水冷却发动机气缸，蒸发的水蒸气和燃气一起推动活塞，驱动螺旋桨推动鱼雷。

有趣的是，80年后的英国“旗鱼”鱼雷，使用的同样也是三组元HAP动力，只不过更新了燃料和氧化剂，原理依然是燃气和水蒸气一起推动鱼雷发动机做功。

经典的HAP三组元动力，图为英国“旗鱼”鱼雷

双组元动力

由于早期鱼雷使用的压缩空气中仅有1/5的氧气，因此射程很短。而如果将空气替换成氧气，预计鱼雷射程将能够提高1.37倍！于是间战期间，各国为了增加鱼雷的射程和速度，相继研究了各自的新型鱼雷，最知名的莫过于日本二战海军的93式氧气鱼雷。但是，93式鱼雷并不是使用完全的纯氧，日本研究人员发现，纯氧和燃料混合后很容易发射爆燃，损坏鱼雷发动机，这一问题后来通过往发动机泵入氧气与空气的混合气体后解决。因此，93式鱼雷实际上有两个氧化剂罐，一个储存纯氧，另一个储存空气。

93式氧气鱼雷的动力舱段

太平洋对岸的美国同样也在研究氧气鱼雷，不过不是用的压缩氧气，而是过氧化氢，也就是战争后期生产的MK16/MK17鱼雷。过氧化氢相比压缩纯氧要安全许多，并且在分解出氧气的同时还会产生大量热量，既能做氧化剂又能做推进剂。冷战时期，瑞典人生产的TP系列鱼雷同样也采用了过氧化氢+酒精的热动力方案。

使用过氧化氢-煤油动力的苏联鱼雷发动机简图

单组元动力

多组元燃料的复杂程度在重型鱼雷上尚能接受，但随着冷战时期324mm轻型鱼雷的发展，鱼雷动力舱段的体积开始变得捉襟见肘。起初，各国使用电池作为轻型鱼雷的动力，对常规潜艇还算够用，但是一旦遇到高速核潜艇就懵逼了：你这鱼雷怎么还没人家潜艇跑得快啊！(╯°Д°)╯┻━┻

这里点名批评Mk37这位小朋友，冷水里多少潜艇都被你害了.jpg

TP47轻型鱼雷，可以看到其电池动力舱

上面说过，过氧化氢接触到催化剂后分解，产生氧气并放出大量的热，既能做氧化剂又能做推进剂。于是美国人就寻思，能不能做出一种平时安全稳定，遇到催化剂后迅速分解成燃烧剂和氧化剂的燃料呢？于是，奥托2燃料便应运而生，并且迅速成为了北约各国鱼雷的燃料，功成名就。

（关于奥托2的详细介绍，可以翻到文章末尾查看专栏上一篇，这里不再赘述）

MK46鱼雷的凸轮发动机

固体火箭动力

液体燃料热动力快速发展的同时，固体推进剂也在空投鱼雷中进行探索性应用，其中比较典型的有美国的MK40鱼雷和前苏联的PAT-52鱼雷。MK46 Mod.0型作为早期预生产批次也使用了固体推进剂，作为奥托2燃料还未成熟时的备份动力，其采用了与MK48重型鱼雷同样的斜盘式发动机，通过燃气推动活塞做功，正式生产型MK46 Mod.1则改为五缸凸轮式发动机。

著名的空投火箭助飞鱼雷PAT-52就采用了固体推进剂

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金属燃料动力

除了传统的燃烧热动力，近些年来金属反应热动力以其极高的体积能量密度、动力不受航行深度与背压影响的特点，成为了未来鱼雷的明星燃料之一。主要为水反应金属燃料、Li/SF6闭式循环动力金属燃料、氢氧闭式循环动力金属燃料三种，这三种金属燃料代表着鱼雷热动力能源未来发展趋势。

金属燃料与奥托燃料的对比，能量密度完全可以用代差形容

当中，以MK50鱼雷为代表的Li/SF6（液态锂金属/六氟化硫气体）动力最为成熟。其通过向液体金属池内泵入气体，引起剧烈的化学反应，反应中心温度超过4000开尔文（3700℃左右），液面平均温度可达800开尔文，剧烈沸腾的锂蒸汽吹入汽轮机内，推动鱼雷前进。

一种Li/SF6鱼雷动力舱设计

运用Li/SF6燃料的Mk50实现了强大的深水性能，但随之而来的还有居高不下的成本。因为昔日庞大的红色深海舰队已经不复存在，Mk50也被采用更常规的奥托II推进的Mk54取代

（参考资料）

路骏等."铝基水反应金属燃料动力系统建模与仿真."鱼雷技术第24卷.3(2016):211-216.

袁鹏等. "鱼雷动力系统发展综述." 舰船科学技术 第41卷.5(2019):22-26.

黄庆等."Li/SF6热源在鱼雷和UUV推进系统中的应用."舰船科学技术第28卷.2(2006):67-71.

刘晓瑜."Li/SF6表面喷射反应器内燃烧流场数值研究."哈尔滨工程大学,2012.​​​​