導入
スーパーキャビテーションは、既知のキャビテーション現象に基づく新学です。スーパーキャビテーションは、摩擦を減らすために水を蒸発させる燃焼ガスによって物体（これまでは魚雷）に蒸気エンベロープを生成させる水中推進技術です。水中での摩擦は、空気などの気体（この場合は水蒸気）中の摩擦よりも約 1,000 倍大きくなります。
キャビテーションからスーパーキャビテーションへ
キャビテーションは既知の現象です。これは、液体が高速に加速されるとき、たとえばプロペラのブレードの壁で発生します。流体の圧力はその高速性により低下し (ベルヌーイの定理)、液体の圧力が蒸発圧力を下回ると、通常は水蒸気、つまり気体状の水の小さな泡が形成されて蒸発します。
通常の流体力学では、キャビテーションは、ほとんどの場合、偶然で望ましくない現象です。通常、気泡は維持されず、流体の急激な減速と周囲圧力の急激な上昇によって内破されます。これらの小さな爆縮は、たとえば設計が不十分な高速プロペラなどの物理的損傷につながる可能性もあります。
魚雷などの物体は、一見すると周囲の水との摩擦による障害物を回避しなければなりません。オブジェクトの抗力は、オブジェクトが移動する流体の密度(または密度) に比例します。液体の水の密度は、同じ推力では水蒸気の密度よりもはるかに大きいため、魚雷は水中でははるかに遅く移動します。
液体媒体の真ん中に気体媒体を作成するにはどうすればよいでしょうか?
ベルヌーイの原理は、たとえば魚雷の場合、エネルギー保存則として簡単に見ることができます。動く魚雷は、運動エネルギーと熱エネルギーの形で流体に運動エネルギーを伝えます。水の密度により、空気中よりも魚雷の運動エネルギーが「汲み上げ」られるため、魚雷を動かすためにより多くのエネルギーが必要になります。
スーパーキャビテーション魚雷の視覚的特徴は、特に加工された機首、全体的に平坦で、流体力学的および空気力学的に流線型の形状です。ノーズの形状はディフレクターとして機能します。
このような先端が平らな物体が流体に入ると、水は激しくそらされます (先端が平らなライフルの弾丸など)。オブジェクトの速度は、オブジェクトを包む泡が見えるほどです。
しかし、これは依然として前部で発生し、魚雷の速度を制限する摩擦と水圧を軽減するには十分ではありません。水と直接接触する前であっても、水の自然な偏向だけでは、魚雷の前方で水を蒸発させるスーパーキャビテーションを発生させることはできません。
水により大きな力を加えるだけでスーパーキャビテーションを発生させることは、摩擦が比例して大きくなるため現実的ではありません。あるレベルでは、水はコンクリートと同じくらい硬くなります。
スーパーキャビテーションを発生させるために、魚雷は物体の前面に高温の燃焼ガスを噴射する必要があります。ガスは水を蒸発させるため、水の摩擦と水の動きを妨げる一定の圧力が減少します。燃焼ガスと蒸発した水の混合物の摩擦のみが発生します。したがって、スーパーキャビテーション、スーパーバブルです。キャビテーション現象との類推による新語。重要なのは、このガスの前方への排出です。ガスの噴出によって前部の水が急速に蒸発すると、魚雷はもはや水と接触せず、ガスと蒸気の混合物と接触します。
シュクヴァル魚雷の機首の先端も、このガス雲を魚雷の周囲に分散させ、方向の変化に適応させるように設計されているようです。魚雷は、機首の可動円板を誘導し、メインノズルの周囲の 8 つの噴出口からのガスの噴出を調整するワイヤ誘導によって遠隔制御されることになっています。
