潜艇发射鱼雷主要分为两类,一种是靠鱼雷自身的动力“游”出鱼雷管,比方说“自航式鱼雷发射装置”;另一种是依靠其他设备施加给鱼雷一个力(一般是压缩空气),将其压出或弹出鱼雷发射管,比方说“气动不平衡式鱼雷发射装置”、“空气涡轮泵式鱼雷发射装置”等。但无论是哪种发射方式,既然在水下发射,无论如何鱼雷发射管内都会接触到海水,例如早期的“自航式鱼雷发射管”一般都会设计成栅状管,当鱼雷装填完毕后,鱼雷等于是一直浸泡在海水中(栅状管与海水想通),但是这些海水并不会进入潜艇舱室内,因为这种较为原始的发射系统一般安装于潜艇耐压可以外侧;而现代常用的各种鱼雷发射系统,则通过发射管前盖、后盖、各种密封部件和注疏水系统来隔开密闭艇内舱室和舷外海水,并将发射时注入的海水排走。
现代潜艇的下潜深度一般都能达到300米左右,而很多潜艇的极限潜深则远远超过300米,过大的下潜深度必然带来巨大的海水背压,对于潜射武器的发射系统来说,压力倍增。而鱼雷作为潜艇的主要武器之一,寻求大深度发射技术成为基本趋势。以美国为例,其在上世纪七八十年代就开始在潜艇上使用“空气涡轮泵式发射系统”,并在九十年代优化改进为Mk17系统装备到“海狼”级、“弗吉尼亚”级攻击核潜艇上,可以发射MK48重型鱼雷、“战斧”巡航导弹、“鱼叉”反舰导弹等武器,并实现水下600米最大发射深度。
“空气涡轮泵式鱼雷发射装置”实际上就是一种采用高压空气作为发射能源,通过涡轮机带动海水泵,将舷外海水泵入鱼雷发射管后部,推动鱼雷克服阻力运动,并保证鱼雷有足够的出口动能,安全出管。
这种鱼雷发射装置由“涡轮机和海水泵”构成发射动力系统,用发射阀来控制发射气瓶内的高压空气驱动涡轮机高速运转,涡轮机通过齿轮减速机构带动海水泵运行,将舷外海水泵入潜艇发射水舱,增压后的海水通过位于发射管后部的进水阀注入到发射管内,继而推动鱼雷安全发射出管。该系统的基本结构原理见下图:
至于发射不同的武器(重型鱼雷、潜射巡航导弹、反舰导弹等)所需的海水注入流量不同,以及不同下潜深度需要克服的发射压力不同,则可通过调节发射装置内的各设备参数即可。比如说我们可以通过调整程序控制节流阀来改变发射阀的的开口大小(出流面积),从而改变高压空气进入涡轮机的流量,进而改变涡轮机带动海水泵的运动做功,达到调整舷外海水泵入鱼雷发射管的流量,达到发射系统能量控制的目的。为了应对复杂海洋环境和大潜射状态下发射的需求,由空气涡轮机和海水泵组成的动力系统在设计制造时,就应满足变工况、大负载、高速启动等诸多要求。由此,可以看出“空气涡轮泵式”发射鱼雷,无非就是利用空气推动涡轮机做功,带动海水泵运动泵入海水,由海水在发射管尾部给鱼雷施加推力,克服各种阻力的过程。
至于海水进入的问题,在发射管前盖打开的情况下会进入管内,而随着海水泵的工作还会通过各种管路被泵入发射管尾部,但是由于发射管后盖在发射鱼雷时是关闭并且密封的,这些海水并不会进入的潜艇的舱室内,发射完毕后海水还会通过排水阀及整套疏水系统被排出到特定的水柜内,一部分用来弥补鱼雷发射后造成的重量损失。
除了上文我们所说的美国Mk17型“涡轮泵式鱼雷发射装置”,还有俄罗斯“基洛”级常规潜艇所用的ГС-240型“气动不平衡式发射装置”、法国“红宝石”级攻击核潜艇上的IQ-63A型“气动冲压式鱼雷发射装置”等,当然随着技术的不断进步,美国还在研制“电磁式鱼雷发射装置”,虽然各种各样的潜艇鱼雷发射装置在发射动力产生发生及具体结构上不尽相同,但是无非是利用各种手段实现“外部”动力推动鱼雷克服阻力运动,并且海水只能在鱼雷发射管和注疏水系统中流动,并不会进入潜艇内舱。