译介丨美国海军鱼雷研发简史（四）

本文系用户投稿，不代表机核网观点
英文原文可在这里查看
译：OwenNiu
校对协助：kurenoyukikaze
文中部分术语没有采用常用翻译，但首次出现时会标注英文原文。
注意文中所有“现在”“当前”等均指本文写作时的1978年。
由于全文过长，无法一次发出。可能在机核将分部分发布。在机核发布的版本会经过比较精细的校对，但如果您想要立刻阅读中文版全文（未经校对），可以点击此链接。
我会根据评论反馈调整每次更新的长度、频率、划分等。下部分从1950年至今的现代鱼雷发展开始。  
二战前（1930-1939）
航空鱼雷Mk 13的研制
航空鱼雷的研制历时约25年。除了军械局，由于必须同时开发令人满意的鱼雷飞机，航空局也参与其中。
1920年5月，第一个实验性空投是使用两枚Mk 7 Mod 5鱼雷在马里兰州阿纳科斯蒂亚市的海军航空站进行的。这些空投据信在18和30英尺以50至55节的速度进行。从30英尺高处掉落的鱼雷受到严重损坏，而从18英尺高处掉落的鱼雷则没有。
海军航空早期的主要推动者，特别是在使用鱼雷作为飞机打击武器方面，是美国海军少校布拉德利·A·菲斯克（Rear Adm. Bradley A. Fiske）。1912年，他获得了鱼雷飞机的专利。他的专利中有战术上使用鱼雷飞机的方法，被美国海军使用了很多年。
1921年，在罗德岛州古德岛成立了纽波特鱼雷站的航空部门，这证明了海军对鱼雷飞机的兴趣。鱼雷飞机的大部分测试和最终的完成是在此设施进行的。最初的精力主要放在修改/改装现有鱼雷上。到1924年，Mk 7鱼雷成功从DT 2鱼雷飞机在32英尺空中以95节的速度成功投放。空投的Mk 7如图15所示。
1925年2月，军械局发起了“ G-6项目”，专门研发由飞机投放的鱼雷，其规格如下：
重量（战斗时）-2000磅，
战斗部装药-350磅，
最短射程-4000码，
最小速度-35节，
直径-21英寸，
长度-不超过18英尺。
鱼雷还应能至少从40英尺空中以140英里/小时投放。
1926年，G-6项目停止，转而改装现有的18英寸鱼雷。停止是短暂的，在航空局局长的敦促下，G-6项目于1927年恢复。目的是开发一种满足飞机需求的鱼雷，以便在耗尽18英寸鱼雷的现有存货之前就可以开始生产。
经过一段时间的反复之后，规格在1929年进行了修改。鱼雷能够从50英尺的高度以100节（对地/海面速度）投放。其他规格包括：
射程-7000码，
速度-至少30节，
重量（战斗时）-1700磅，
战斗部炸药-400磅，
直径-23英寸，
长度-13英尺6英寸（最大）。
从这些规格演变而来的设计是13英尺，6英寸×22.5英寸的鱼雷，该鱼雷在1930年8月被指定为Mk13。由于取消了G-6项目，该项目从1930年10月至1931年7月再次暂停。由于在USS游骑兵（Ranger，CV 4，译注：或译“突击者”，这里采用“游骑兵”）搭载鱼雷机的计划被取消了，G-6计划在1930年10月-1931年7月间被再次暂停。

1933年3月，有关将来是否会有鱼雷机存在的问题引起了讨论。这个问题不仅是由当时使用的鱼雷机（T4M / TG）的不良特性引起的（性能差、缺乏自卫能力、尺寸太大、操作和维护的开销大），还因为航空鱼雷的差劲表现。不好用的飞机和鱼雷带来的是低效的战术和高额的物质损失。
航空局实质上撤回了对Mk 13型鱼雷的支持，取而代之的是开发一种1000磅的鱼雷，以用于从轰炸机投放：（1）能够从50英尺空中以125节投放；（2）射程2000码；（3）速度30节。
当时，军械局认为在技术水平上几乎不可能开发1000磅重的鱼雷，并继续发展Mk13。1939年9月的第二次世界大战爆发给这一发展提供了更大的推动力。1941年美国参战时，Mk 13鱼雷问世，尽管数量有限。所使用的飞机是道格拉斯毁灭者（Douglas Devastator）（TBD，约1937年），后来换成格鲁曼公司/通用汽车公司的复仇者（Avenger）（TBF和/或TBM，均1941年）。
潜艇鱼雷Mk 14的研制
1930年的潜艇鱼雷库存包括鱼雷Mk 7（18英寸鱼雷管），鱼雷Mk 9（由战列舰鱼雷改装而成）和鱼雷Mk 10（约于1915年研制）。在随后的十年中，鱼雷Mk 14的研制提供了21英寸的现代蒸汽鱼雷，具有两挡航速/射程和较大的战斗部。
在第二次世界大战开始之前，Mk 14的开发完成并开始生产，在战争年代，大约制造了13,000枚这种鱼雷。Mk 14是战争中潜艇部队的主要支柱，直到1944年无尾流的电动鱼雷Mk 18问世为止，Mk 14被认为击沉了大约400万吨日本船只。
鱼雷Mk 14最初是为机械式火控装置设计和生产的，经过修改后可与现代的电子式火控系统兼容，并继续在当今的潜艇部队中服役。
1943年，战时对更多鱼雷和物料短缺的需求导致开发和制造了短程高速鱼雷（46节时速4500码），鱼雷Mk 23。与没有低速功能的Mk 14相同，这种鱼雷不受操作部队的欢迎，因为Mk 14的多速选装件具有更大的战术灵活性，尤其是在第二次世界大战后期，这时更复杂的护送和反潜战术从较远距离强制射击。
驱逐舰鱼雷MK 15的研制
在两次世界大战之间的几年中，驱逐舰的建造随着1922年最后的273艘平甲板、四层式驱逐舰的投产而停止。1922年至1934年之间没有新的驱逐舰投入使用。
1934年服役的USS法拉格特（Farragut）（DD 348）号舰体现了许多创新，例如：焊接的船体结构，高压蒸汽锅炉，改进的火炮和鱼雷火控系统。和5英寸/ 38倍径两用炮来代替旧的4英寸炮。该级别及以后级别的现代驱逐舰配备了21英寸多联装鱼雷管。
在1920年代开发和生产的驱逐舰Mk 11和Mk 12的库存有限，加上有限的战斗部（500磅），是导致在1931年开发鱼雷Mk 15的因素。它在保持航速和射程的前提下加长加重，以容纳更多炸药（从500磅增加到825磅）。第二次世界大战开始之前，Mk 15的开发已经完成。在战争年代开始生产，一共制造了大约9700枚Mk 15鱼雷。
Mk 15在太平洋战争中偶尔使用，在1950年代的舰队恢复和现代化计划期间，随着从驱逐舰上卸下的21英寸鱼雷管退役，给作为反潜平台的驱逐舰上要安装的反潜武器让位。
第二次世界大战（1939-1950）
国防研究委员会
1940年6月，罗斯福总统任命了一批杰出的平民科学家加入国防研究委员会（NDRC）。哈佛大学校长詹姆斯·B·柯纳特（James B. Conat）博士被任命为会长。委员会还包括麻省理工学院（MIT）校长卡尔·康普顿（Karl Compton）博士和美国国家科学院院长弗兰克·B·杰维特（Frank B. Jewett）博士。它是作为华盛顿卡内基研究所所长范内瓦尔·布什（Vannevar Bush）博士领导的科学研究与发展办公室（OSRD）的一个部门成立的。NDRC的主要目标是：（1）向OSRD建议合适的有关战争工具的项目和研究计划，以及（2）应美国陆军和海军或同盟要求发起研究项目。NDRC成立时有23个研究不同领域的部门。
第6部门（水下战斗，由约翰·T·塔特（John T. Tate）博士领导）是负责鱼雷研发工作的小组。该部门的第一个目标是“对准确检测完全或部分下潜的潜艇，以及反潜装置所涉及的所有因素和现象进行最全面的调查”。（"Principles and Application of Underwater Sound," NAVMAT P-9674, Naval Material Command, Washington, D. C., 1968 (UNCLASSIFIED).）通过对水下声学各个阶段​​的系统研究，为第二次世界大战期间声学制导鱼雷的工程开发和部署奠定了基础。
电动鱼雷MK 18
1941年俘获的德国潜艇U 570（译注：由英国俘获），使美国获得了德国G7e电动鱼雷（1942年1月），这促使西屋电气公司在宾夕法尼亚州沙龙的工厂研制了鱼雷 Mk 18。在15周内，交付了第一颗原型。合同签订六个月内，前六批鱼雷交货。第二次世界大战期间，鱼雷Mk 18被认为击沉了100万吨日本船只。除了没有尾流之外，制造诸如Mk 18之类的电动鱼雷只需要约70％的制造热推进的鱼雷的工作量。
电动鱼雷与其前代鱼雷的不同之处在于，空气瓶被装有能量源（电池）的电池盒代替。发动机及其附件由电动机取代，并且在电力可用的情况下，通常使用电气控制。在Mk 18中，战争的紧迫性决定了使用久经考验的气动控制装置，将高压空气存储在鱼雷尾部的空气瓶中。
第二次世界大战中使用的电鱼雷使用铅酸蓄电池作为电源。这些电池需要定期维护（即，检查电解液的比重，添加电解液和定期充电）。
使用水下鱼雷的主要问题之一是在潜艇巡逻时必须在鱼雷室内进行电池维护。作为对比，航空鱼雷如果没被发射，可以回到基地、航母、或维修站内拆解开维护。为了便于维护，潜艇鱼雷的电池舱设有手孔，可以不用拆解就能接触到电池，并提供了一种释放积蓄的氢气的方法，氢气是在更换过程中、或者在闲置时通过电池的自放电而生成的。
被动声学制导鱼雷的研制
1943年，在技术界众所周知，德国人正在使用一种称为“德国海军声学鱼雷”（GNAT）的鱼雷，该鱼雷带有末端制导功能，该鱼雷通过船只螺旋桨产生的噪声（空化声）引导自己与目标接触。德国开发GNAT的举动在美国情报界广为人知，并且在1940年，国家发展和改革委员会（NDRC）赞助了一个开发声导鱼雷的项目。该项目由西屋电气牵头。导航系统的工作集中在贝尔电话实验室和哈佛大学水下声音实验室。水雷Mk 24的工程开发（出于保密原因，使用“水雷”这个名称混淆视听），分配给新泽西州科尔尼市的西屋电气公司和纽约州斯克内克塔迪市的通用电气（GE）工程与咨询实验室。经过对原型的成功评估，1942年开始在新泽西州基尔尼的西屋电气公司和GE公司在宾夕法尼亚州伊利的工厂生产，后来在GE公司宾夕法尼亚州费城的工厂生产。海军订购了大约10,000台，由于武器的高效率，这笔订单后来缩减了。（水雷Mk 24也以代号“费多（Fido）”而闻名。）
水雷Mk 30，这个命名同样是为了混淆视听，是由俄亥俄州克利夫兰的布拉斯研发公司（Brush Development Co.）与水雷 Mk 24共同开发的，原因是担心水雷Mk 24的声导转向出现问题。
Mk 30的独特之处在于直径只有10英寸，重量只有265磅（包括50磅的战斗部）。它与十年后的鱼雷Mk 43 Mod 1几乎相同，只是Mk 30采用了被动声学制导系统而不是Torpedo Mk 43 Mod 1的主动声学制导系统。
1943年Mk 30开发成功完成，但由于Mk 24在1942年末表现出令人满意的性能而没有生产。
Mk 24首次亮相是在1943年7月击沉了U 160，在第二次世界大战中，盟军发射了约340枚Mk 24（图16）。其中有244个针对水下目标，结果如下：
攻击U艇的次数-204，
击沉的U艇数量-37（18％），
击伤的U型艇数量-18（9％）。
美军在对“水雷”的使用方面进行了充分的培训，因此比盟军能更好地运用它，142次对U型艇的袭击获得了以下结果：
击沉的U艇数量-31（22％），
击伤的U艇数量-15（10％）。 

将Mk 24与飞机发射的深水炸弹的效能进行比较表明，当使用深水炸弹时，被攻击的U型船有9.5％被击沉，而使用Mk 24时，有22％被击沉。
大约在同一时间，西电公司（Western Electric）开始研发电动反护卫舰艇鱼雷。鱼雷Mk 27 Mod 0或“小可爱（Cutie）”是Mk 24的改型产品，由潜艇使用，并于1944年末/ 1945年初在太平洋战区开始服役。
第二次世界大战期间，约发射了106枚鱼雷Mk 27 Mod 0，命中33发（31％），造成24艘沉没，9艘受损。单个Mk 27对抗护卫舰艇的效果与大型非制导鱼雷的齐射相同。
为了发射时保持安静，Mk 27在发射时会在鱼雷管中启动并自力驶出，需要8到10秒钟离开鱼雷管。这样就消除了常规鱼雷那样的的发射时的噪音。
随着被动归巢技术成功应用于“任务杀伤”或以小战斗部为特征的“残废”武器，从逻辑上讲，它也适用于大型反水面舰艇武器，因此，宾夕法尼亚州莎伦的西屋电气公司开发了鱼雷Mk 28。第二次世界大战的后期。Mk 28是全尺寸（直径21英寸×21英尺长）电动推进式鱼雷鱼雷，航速为20节，射程约4000码。在最初的1000码处，该鱼雷还在预设航向上进行了陀螺仪控制，此后声学制导系统被激活。炸药也增加到大约600磅。
第二次世界大战期间，约有14枚Mk 28鱼雷被发射，造成四发命中。由于这种鱼雷在战争后期没有经过战术训练，因此命中数没有预期的那么多。将声导鱼雷视为可以纠正任何火控错误的装置的想法是其低成功率的一个因素。尽管如此，Mk 28证明有可能成功地将声导系统纳入全尺寸、潜艇发射的鱼雷中。
主动声导鱼雷的发展
第二次世界大战期间开发和部署的声波武器是被动的。它们接收声音，然后不加选择地攻击音源。这种技术虽然比以前的任何一种技术都有效得多，但它对于低速航行的船舶、潜入深处的潜艇、停在海底的潜艇、或采取诸如气泡发生器或噪音诱饵之类的对策的船舶具有局限性。
1941年，在美国国家发改委（NDRC）的主持下，纽约州斯克内克塔迪市的通用电气公司研究实验室开始对使用回波测距设备或“主动式”鱼雷系统进行研究。主动式制导与被动式制导不同之处在于，主动式制导时，鱼雷根据目标反射的鱼雷自身发射信号进行转向。1942年中期，GE开始研发第一个主动式制导鱼雷，鱼雷Mk 32，其外形上类似于Mk 24（图17）。

Mk 16和Mk 17化学能鱼雷的研制
尽管化学能鱼雷在第二次世界大战期间问世，但最终带来“化学能”鱼雷的基础研究1915年就开始了。研究在宾夕法尼亚州沙龙的西屋电气与制造公司（WECO）的A·T·卡司利（A. T. Kasley）的指导下进行。卡司利先生通过早期的实验获得了军械局的两项专利，涉及使用液态、固态、和气态燃料，以维持用于推进鱼雷的放热反应。早期实验的费用由WECO承担，但后来（约1920年）以合同方式进行，一直持续到1926年后半。
当时，该项目移交给了华盛顿特区的海军研究实验室（Naval Research Laboratory , NRL）。1927年8月，NRL建议放弃WECO的方法，转而通过开发“氧气”鱼雷来增加鱼雷发动机的出力。 （使用氧气代替空气进行燃烧）。
1929年，氧气鱼雷的开发获得了授权。到1931年，流体推进功率测试成功完成。之后在纽波特USNTS的靶场上运行时，发现了控制和推进系统的问题。如果要实现氧气鱼雷，舰船就必须能供应氧气。让舰船供应氧气的尝试并不顺利。
在这些初步尝试后，海军部对氧气鱼雷失去了兴趣，但对某种化学能鱼雷的发展却保持了兴趣，因为它提供了将能量输出比蒸汽鱼雷增加三倍的承诺，并具有更大的射程、速度、灵活性、和战斗部。
从1929年起，NRL研究了鱼雷的各种化学能源。1934年，选择了“ Navol”（浓缩过氧化氢）作为合适的介质。1937年，开始使用Navol动力装置在鱼雷Mk 10上进行试验。1937年9月，这把鱼雷被带到纽波特USNTS进行水箱测试。Navol的使用使标准鱼雷Mk 10的射程增加了275％（从3500码增加到大约9500码）。这次演示使军械局确信应该认真考虑在鱼雷中使用Navol。
然后，NRL的任务是将该原理应用于鱼雷Mk14。在成功进行了流体推进功率测试之后，鱼雷以46节的速度航行了16,500码（标准的Mk 14性能为46节，4,500码）。这时（约1940年），纽波特的USNTS开始制造六枚这种鱼雷。
1940年7月，一名NRL代表被全职转移到纽波特，鱼雷站被授权开始开发一艘驱逐舰发射的50节鱼雷，射程16000码，战斗部600磅。最终目标是制造50枚鱼雷，称为Mk 17。
在珍珠港袭击之后，生产满足鱼雷需求的鱼雷 Mk 13和鱼雷 Mk 14的压力是如此之大，以至于军械局推迟了Mk 17的制造计划，尽管已将其作为新型驱逐舰的武器装备。
该计划一直处于休眠状态直到1943年，因为浓缩过氧化氢的产量还不足以满足海军生产Navol鱼雷的需求。经过长时间的拖延，1944年秋天开始在纽约德累斯顿的Navol生产工厂开始建设。
应军械局的要求，哥伦比亚大学、战争研究部、特别研究小组在麻省理工学院建立了实验室。主要目的是通过研究Navol的分解和燃烧来提高其效率，并学习如何最好地处理它，并优化鱼雷发电厂的使用。该实验室由科学研究与发展办公室（Office of Scientific Research and Development, OSRD）出资25万美元建立，并于1945年8月全面投入使用。
1943年，军械局在纽波特USNTS开始研发鱼雷Mk 16。Mk 16是46结，7000码射程的潜艇鱼雷，其重量和包壳与Mk 14相同。在1944年，射程规格更改为11,000码，新的鱼雷被命名为鱼雷Mk 16 Mod 1 （图18）。 

1944年，Mk 17恢复生产。鱼雷Mk 16和Mk 17当时都尚未完全开发，并且相关人员已经意识到，两种鱼雷的生产装置可能在生产后都需要进行大量改动。这种可能性是军械局可以接受的，在战争结束之前，总共生产了520颗鱼雷Mk 16和450颗鱼雷Mk 17。但是，两种类型都没有用于战斗。
鱼雷Mk 17在第二次世界大战后有过有限的服役，在1950年左右停产。它对驱逐舰过于沉重，与Mk 16过于相似，以及驱逐舰转型为反潜战（ASW）平台促成了它的夭折。
鱼雷MK 25的研制
由于缺乏发射鱼雷的经验，大多数飞行员都偏爱他们熟悉的航空炸弹。鱼雷发射所需的低空低速战术使这种倾向更加强烈。这种战术存在的问题在1942年6月的中途岛战役中可见一斑。在这场战斗中，鱼雷的发射是由飞行高度不足50英尺、速度为110节的速度的、防护薄弱的飞机进行的，强大的敌方战斗机和防空弹幕造成了严重的损失。41架飞机中损失了37架，而鱼雷无一命中。
1943年，舰队对Mk 13鱼雷非常不满，迫切需要开发一种新型的，更坚固的，能够从更高海拔和更高速度发射的鱼雷。1943年夏天，国家发改委在战争研究部哥伦比亚大学的哥伦比亚大学开始研制鱼雷Mk 25。除了具有改进的发射特性外，新的鱼雷要更快（40节而不是33节），射程较短（2500码而不是4000码），并且要携带更多炸药（750磅而不是400磅）。
改进的鱼雷MK 13
Mk 25研发的同时，Mk 13也在不断改进。最重要的是空中飞行附件的开发：稳定器、拖环、和护罩环，使它们可以在2400英尺（早期50英尺）的高度和410节（早期110节）的空速下发射。通过这些改进，Mk 13成功应用于第二次世界大战的后期；最值得一提的成功是它于1945年4月在九州附近将45,000吨的日本战列舰大和击沉。
鉴于鱼雷的缺点决定了所采用的战术，在某些情况下还包括早期飞机（TBD），如表3所示，鱼雷Mk 13的总体表现在统计结果上令人吃惊。
表3.美军舰载机的鱼雷攻击和命中情况（1941年12月7日至1945年5月31日）

鱼雷Mk 25的研制工作在第二次世界大战结束之前就已经完成，但从未投产。Mk 13的大量库存（来自战时生产），Mk 13的性能提高以及海军飞机从打击战争平台到反潜平台的角色变化，无疑影响了这一决定。
海军电动鱼雷MK 20
海军电动鱼雷Mk 20的研发在配置方面进行了许多更改之后，于1945年左右完成，其中包括采用贝尔电话实验室开发的海水活化电池的一种。由于在第二次世界大战期间成功开发了其他动力的鱼雷，Mk 20从未生产服役。
第二次世界大战期间的鱼雷生产
在第二次世界大战期间，以下设施都参与了鱼雷生产的扩张：庞蒂亚克汽车分部（Pontiac Motors Division）；国际收割公司（International Harvester Co.）；纽波特、基波特、和亚历山大的海军鱼雷站；伊利诺伊州森林公园和密苏里州圣路易斯的美国制罐公司（American Can Co., Amtorp）生产了将近50,000种常规鱼雷，具体如下：
鱼雷Mk 13-16600颗，
鱼雷Mk 14-13000颗，
鱼雷Mk 15-9700颗，
鱼雷Mk 23-9600颗。
西屋电气公司、西部电气公司、和通用电气公司生产了大约15,000种新型鱼雷，具体如下：
鱼雷Mk 18-9,000颗，
水雷Mk 24-4,000颗，
鱼雷Mk 27 Mod 0-1,100颗，
鱼雷Mk 28-1,000颗。  
第二次世界大战中潜艇鱼雷的表现
第二次世界大战期间发射的鱼雷绝大多数来自太平洋战区的潜艇。潜艇向发现的约8200艘船中的3184艘发射过约14,750枚鱼雷。其中，击沉了1314艘船，总计530万吨。此外，潜艇还可能击沉了78艘船只，共203,306吨。确认击沉的船只中包括一艘战列舰，八艘航空母舰，三艘重巡洋舰和八艘轻巡洋舰。这些由联合陆军海军评估委员会（JANAC）证实的击沉记录（1314）占日本所有舰船损失的55％。其余的45％因陆军和海军航弹、水雷和其他原因沉没。
二战后早期
第二次世界大战结束时，美国海军有7型鱼雷服役。第二次世界大战前的有3种：Mk 13，Mk 14和Mk15。战争期间开发了4种：Mk 18，Mk 27，Mk 28和水雷 Mk24。表4中给出了有限的详细信息。
表4. 第二次世界大战结束时服役的鱼雷

此外，第二次世界大战期间还有15种其他类型的产品正在研发中，主要是在NDRC的主持下进行的。其中六种是直线航行：Mk 16、17、19、20、25、和26（表5）。
表5. 第二次世界大战结束时正在开发的直行鱼雷

表6中列出的9型制导鱼雷在第二次世界大战结束时正在开发中，它们分别是Mk 21、22、29、30、31、32、33、34、和35鱼雷。
表6.第二次世界大战结束时正在开发的自导鱼雷

 表5和表6中列出的15型鱼雷中，有6型被列入二战后军械局的计划。在继续的6个项目中，只有3型最终服役：潜艇发射的Navol反水面舰艇鱼雷Mk 16；飞机发射的主动制导的反潜鱼雷Mk 32，最终被用作驱逐舰发射的反潜武器；以及飞机发射的被动制导反潜鱼雷Mk 34。
临时武器
表7中列出的鱼雷（Mk 27 Mod 4、Mk 32 Mod 2、和Mk 34 Mod 1鱼雷）被大量生产并作为“临时”武器发行，以提供即时的反潜能力。但是，它们很快将被新的鱼雷取代：鱼雷Mk 35，Mk 37和Mk 43。
表7.作为临时反潜武器的鱼雷