美國革命性超音速潛艇？時速5800公里，上海到美國不到2小時？
今天看到一個驚掉下巴的消息，說美國正在開發一種革命性的超音速潛艇，在水下時速可達5800公里，一個多小時就能橫穿太平洋，這意味着從上海到美國舊金山，還要不了兩個小時，這也太聳人聽聞了吧？然而轉念一想，不對啊，音速不是340米/秒，1200多公里/小時嗎？這也超得太厲害了吧？要是撞上鯨魚怎麼辦？
文章說，美國海軍希望改造一個被遺忘的超音速潛艇項目，理論上可以利用所謂的“超空泡”，以超音速在水下航行，注意，這裏說的是水中音速，5500公里/小時，遠遠超過空氣中的音速。文章還說，中國也在開展類似研究，並且早就已經取得了技術突破，如果用來生產超級魚雷，100分鐘就可以打到美國！
是不是不明覺厲？打死你可能也不敢相信，什麼東西能在水中以5800公里/小時，也就是1600米/秒的速度運動，已經遠遠超過子彈的速度了。但這種潛艇在理論上確實是可行的，它利用了一種叫超空蝕效應的現象，在潛艇周圍製造出一個大氣泡，潛艇就在這個氣泡中前進，由於不再有水的阻力，理論上潛艇可以達到極高的速度。
是不是想起了什麼？沒錯，科幻電影《星際旅行》中的曲速引擎，物理上叫阿庫別瑞引擎，通過壓縮飛船前方的空間，擴張後面的空間，在空間中製造一個人工“氣泡”，或者叫曲速泡，飛船被完全包裹在泡中，乘着泡前進。由於曲速泡內部仍然是正常的時空，所以可以在不違背愛因斯坦相對論的情況下，進行超光速的星際旅行。
那麼這種潛艇製造的“超空泡”，實際也不違揹物理學的原理，所以可以超過水中的音速，也就是5500公里/小時前進。你可能會覺得太科幻了，根本不可能成爲現實，但事實上已經有利用這種超空泡的產品出現了，這就是1960年代蘇聯研發的VA -111暴風（Shkval）超空泡魚雷，1977年投入使用，1990年代正式部署，到現在都還有多個型號列裝，已知至少有三個國家，包括俄羅斯、伊朗、越南有這種魚雷。
只是這種魚雷的速度達不到水中音速，它長8.2米，直徑533毫米，重2.7噸，可攜帶210公斤的彈頭。暴風魚雷在魚雷管中用固體燃料火箭發射，當加速到50節（93 公里/小時）的空化速度後，鼻錐上的聯合循環燃氣輪機會以極高的壓力噴出氣泡，將整個魚雷包裹起來，然後用強大的火箭發動機推動前進，最終達到200海里，也就是370公里的水下“飛行”時速，也有報告稱可以達到460公里，甚至560公里的。雖然連水中音速的十分之一都不到，但也是極爲驚人了，是普通魚雷的四五倍，只是射程只有11到15公里。
可能正是看到暴風魚雷的驚人速度，美國國防高級研究計劃局（DARPA）2004年宣佈水下快車計劃，開發一種新型水下潛艇，速度可以達到100節，2009年還公佈了進展情況，但此後似乎就沒有消息了。
美國海軍則在2016年，資助賓夕法尼亞州立大學應用研究實驗室研究一種革命性的超音速潛艇，希望把整個潛艇包裹在氣泡中，用火箭驅動在海里超音速前進。原理說白了就是，氣體密度和粘度遠低於海水，可以顯著降低艇身摩擦阻力達80%，甚至一個數量級，從而大幅提高潛艇速度。
但研究中科學家們發現，最大的問題就是如何維持潛艇周圍氣泡的完整性，因爲氣泡會膨脹收縮，產生週期性的脈動，導致局部坍縮，讓艇身頻繁地接觸海水。
你知道這個問題有多嚴重嗎？你可以想象在超音速的飛行中，飛機側面突然撞上一堵堅硬的牆，即使不馬上撞毀，也會失控亂飛，甚至很快解體，而水中5800公里/小時的超音速潛艇，艇身撞上“水壁”，結局只會比這更慘，不可能更好！
科學家們於是通過一個類似風洞的直徑30釐米的高速水道，用模型進行了測試，結果發現，通過調整氣體的釋放速度，可以緩解甚至消除這種脈動，但隨後就沒有再看到什麼新的研究結果了。我估計可能是所謂的超音速潛艇難度太大了，你想想看，一個多小時從水下穿越10000公里的太平洋，比超音速飛機還快，這要實現了用於商業運輸，那地球就成兩小時經濟圈了，這也太聳人聽聞了。
另外就是海洋生物們可就遭殃了，你想一個幾米幾十米的大氣泡在水裏穿來穿去，速度高達5800公里/小時，誰經得起這樣的折騰啊？潛艇呼啦啦一過，海面上頓時翻起一片魚肚白，鯨魚、海豚、鯊魚、金槍魚、小魚小蝦，它們到哪兒去說理啊？漁民們都不用四大洋到處跑，每天等在航路上，趕海就大豐收了。要是這樣的潛艇太多，會不會導致海嘯呢？
然後就是另外一個大問題，如此超高速的潛艇，如何讓它調整方向，不可能一直直線前進吧？如果你沒有意識到這是一個問題，你可以設想一下，一般的船可以把舵伸入水中來控制方向，或者通過兩個螺旋槳的不同轉速來控制，也就是說不管怎樣，都得讓船上的一部分與水接觸，這在低速運動中可能不是問題。但在5800公里/小時的潛艇中，你把方向舵伸出去試試？你在超音速飛機上把手指伸出去試試？我估計要麼方向舵瞬間折斷，要麼潛艇瘋狂旋轉，直接被撕得粉碎！
最近出來的這個消息，說的就是賓夕法尼亞州立大學這個被遺忘的超音速潛艇項目，稱美國決定利用現代技術來探索將它變爲現實的可能性，不過沒見有正規媒體的更多報道，我估計可能還是小道消息。有趣的是，2014年《南華早報》就報道說，中國在超空泡技術上取得重大突破，實現了水下超音速潛艇的可控航行，從上海到舊金山只需100分鐘。
中國科學家是如何解決變向問題的呢？報道說他們的嘗試是不斷在艇身表面噴射一種液膜，減輕遇到的阻力，然後通過精確控制液膜的噴射，在潛艇的不同部位產生不同的摩擦力，從而控制潛艇的方向。你是不是腦洞大開，驚爲天人，佩服得五體投地？但這個說法經不起推敲，因爲液膜是在艇身表面，而潛艇是在氣泡中，液膜無法接觸到海水，如何產生摩擦力，如何控制轉向？這就像左腳踩右腳，或者提着自己的頭髮想跳到空中，不符合基本的物理原理。
後來記者採訪了文章中提到的哈工大李教授，結果李教授說，自己也才知道有這個事情，不知道這些信息出自何方，和他根本沒有關係。
從科學的角度來看，所謂超音速潛艇可能只是一個概念，比曲速泡、阿庫別瑞引擎容易不了多少，現有科技能力可能還無法達到。但蘇聯既然在上世紀就把2.7噸的魚雷加速到了370公里/小時，可以跑10多公里，說明我們現在雖然操控不了“時空泡”，但操控空氣泡還是有可能的，或許5800公里/小時做不到，但打造速度比現在快很多的潛艇還是有可能的，誰知道各國是不是都在研究這樣的項目呢？只是可能處於祕密狀態而已。
