问题:听说重型鱼雷的研制比导弹还困难,是真的吗?

问:为什么能造重型鱼雷的国家比会造航母的国家都少?

回答:

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美军MK48重型鱼雷1990年代末的时候就价值350万美元一枚,这都20年过去了价格涨到500万美元一枚都不贵!而1990年代末一枚高档“战斧”巡航导弹(装地形匹配那种)仅130~150万美元,
今年空袭叙利亚的“战术战斧”一枚价格是80万美元左右,“战略战斧”涨到了200万美元。

这个说法有些夸张了,全球现在能造重型鱼雷的国家至少在10个以上,像美、俄、中、英、法、意、德、瑞典、日本、韩国、印度等都研制和生产了自己的重型鱼雷;但是全球能造航母的国家却不超过10个,能造6万吨级以上航母的国家只有3个,能造10万吨级核动力弹射航母的只有美国一家。重型鱼雷比导弹难造倒是真的,因为前者是在水下运动,要想跑得快、打得远、潜得深、打得准,就要克服水的阻力、背压、水下导航和制导等一系列技术问题。水的阻力是空气的800多倍,重型鱼雷在水中要跑出35节到70节的速度,还要有数十公里的射程,以及能打水下数百米的潜艇目标,其中的技术难度可不是一般的大。因为重型鱼雷直径通常就是533毫米,长度不超过7米,所以对动力和推进系统的要求极高。重型鱼雷的动力主要是热动力和电动力,但不管是热动力的单组元、三组元燃料以及斜盘、涡轮等发动机,还是电动力的永磁电机和电池组,技术都很高。鱼雷在水下航行,深度越大需要克服的背压越大。一般10米一个大气压,下潜500米就50个大气压,也就是说在500米水下,鱼雷如果采用热动力,先要一部分功率把这50个背压克服了,剩下的功率才能用于鱼雷前进。电动力的功率倒是不受背压影响,而且安静,但是航速和航程不如热动力。到底选择哪种动力,要看各国国家的战术需求和技术实力了。鱼雷在水下运动,只能依靠声自导。但是这种制导距离不远,而且受海底地形、海洋环境噪声、温度、深度、盐度、鱼雷航行自噪声、人工干扰噪声等影响大,所以要研制高性能声呐导引头难度比导弹的导引头大多了。现在的自导鱼雷普遍还采用导线传输指令,这对导线的缠绕、放线机构、线的抗拉伸能力等等都有很高要求。(S)

那么,从价格上来说为啥鱼雷要比导弹贵了这么多?原因就是鱼雷的制造实在是太困难了!目前可以制造反舰/反潜重型鱼雷的国家:中美俄/英法德/日本、瑞典,加在一起连10个国家都没有,而意大利只是在制造轻型反潜鱼雷方面有所建树…技术等级显然要低了一些。
图片 3图片上是鱼雷的螺旋桨,鱼雷其实就是一艘微型潜艇,也需要螺旋桨推进,也得使用舵进行方向控制,而螺旋桨的制造则是一项非常困难的事情,它可不是用一块铁片子再拿一把钳子掰成的,它的制造完全是一套铜金属加工工艺,涉及了:铜冶炼、铜精密铸造、热处理、各种车、铣、刨…金属加工母床的机械加工,还有研磨、抛光…等工艺,而且在机械加工过程中所使用的各种工装、夹具至少上百套!只有这样才能将螺旋桨的精确设计尺寸加工出来
,那么为啥要耗费这么大的力气去制造它呢?因为螺旋桨是鱼雷推进系统当中非常重要的零件,它若是加工精度太低会直接导致鱼雷在航行过程中出现“跑偏”的问题,影响到鱼雷能否击中目标!还有就是螺旋桨是鱼雷航行中重要的噪声源,舰艇的声呐兵通过噪音就能判断出鱼雷来袭的方向和距离…而螺旋桨加工的精度越高噪音就会变得很低,使声呐兵发现的鱼雷的距离就会降低,所以先进的国家在鱼雷推进系统这个问题上都是严肃对待,一丝不苟的!

图片上苏联时代研制的65型鱼雷,它是目前世界最大的鱼雷,雷径是650毫米,要比通常的533毫米鱼雷大了很多,当然它的航程和破坏威力都要超过533毫米鱼雷。

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这可不是一般的紫铜丝圈,它是稀有的铍青铜合金!那它是做什么用的?鱼雷里面有一个装置叫做“定深器”,就是控制鱼雷航行时候的深度,如果没有这个装置,鱼雷不可能击中目标!而铍青铜合金就是制造“定深器”里面的定深弹簧,为何要使用铍青铜制造弹簧?因为铍是弹性非常高的金属,即便是在“红热状态”下它的弹性依然没有改变!现代的鱼雷都可以潜深至1200米以下的海底去攻击潜艇,本身要经受非常大的海水压力!如果采用一般材料制造“定深簧”一下就被压断了,所以必须采用最高级的材料才行。

鱼雷和航母是两种不同的武器,航母的大型武器平台,而重型鱼雷是大型水下兵器,是一种破坏力很大弹药,它们之间本质上是没有可比性的,从军事工业制造的角度来说,目前世界上可以自行建造排水量超过4万吨航母的国家只有四个,也就是中美、英法,可见其技术水平非常高,已经把世界上绝大多数的工业强国都挡在了门外。著名的MK48型反舰/反潜两用鱼雷,已经升级了很多次,最新型号已经可以攻击水下1000米的潜艇!它目前仍然是美军现役唯一重型鱼雷,也没有研制更新的型号,因为研制一型鱼雷的费用太高了。

“氢氦锂铍硼”,这是化学元素周期表中前五个化学元素,而铍是自然界第二轻的金属,并且是非常稀少的金属,从铍矿的开采,选矿→冶炼→铜合金化每一步都伴随剧毒!具有强烈的致癌可能性!在防护措施上是非常严格的,到了制造“铍青铜定深簧”的环节更是难上加难
,因为它在红热状态下仍然有弹性,使本来已经缠绕好的“簧丝”在热处理过程中加工困难,不是失去了弹性变得坚硬无比,就是软的像一根面条,没有了使用价值。我国第一代“鱼–1”大型鱼雷的制造过程中在这个环节上也消耗了数十公斤昂贵的铍青铜才最后加工成功,可见其制造难度和工艺水平都是极高的!
图片 5这两个是二战期间鱼雷所使用的陀螺,其价格等同于当时的瑞士“百达翡丽”!

鱼雷也是需要顶级的冶金、机械加工工艺、微电子技术才能制造出来的,目前世界上不到十个国家可以制造,但从整体复杂程度来看,航母显然是大型武器平台,要比鱼雷复杂的太多,当然是航母技术水平更高一些。

陀螺相当于人的“小脑”(是管平衡神经的)鱼雷没有陀螺发射出去之后只能打转,既不前进、也不后退,就像“半身不遂”根本不去攻击目标!

那么,重型鱼雷为什么也只有极少数国家可以制造?这是因为它的制造技术等级太高了,不经过几十年甚至上百年的冶金和金属加工工艺沉淀甭想将它制造出来,而且现在的鱼雷又加上了微电子技术,智能化水平提高了,更加提高了制造难度。鱼雷的推进方式有两种,一种是燃料电池、银锌电池、铅酸电池…等电池组推进,另一种是热动力机,但“银锌电池”由于造价昂贵,加之动力不足,不适宜重型鱼雷使用,目前世界上大部分的重型鱼雷都采用热动力机推进,图片上就是鱼雷的斜盘式热动力机(兰金闭环发动机),是非常高级的动力机械装置,533毫米雷径的鱼雷热动力机的最高功率要在500马力以上,才能使鱼雷的航速超过60节以上,那么500马力上什么概念?现在的履带式步兵战车的发动机功率都在380千瓦左右,换算也就在500马力左右。从体积上来说鱼雷的热动力机体积要大大小于步兵战车的柴油机,公斤/功率比是相当高的。鱼雷热动力机工作状态就是图片上这样,斜盘式结构可以让驱动轴的行程更长一些,提高热效率。鱼雷的热动力机由于形状复杂,有很多薄壁的精密铸造件,需要使用流动性好的铜合金制造的,零件的外表要镀铬提高耐热和耐腐蚀性,而且零件的机械加工精度极高,这些都需要有非常高的精密铸造技术和精密金属加工技术才能做到。图片上是美军MK48型鱼雷所用的兰金闭式循环热发动机,早年间的热动力鱼雷使用煤油和“过氧化氢”也就是双氧水(助燃)为热动力燃料,但是“双氧水”需要二氧化锰做催化剂才能快速释放出氧气,但在释放的过程,释放量不稳定忽大忽小,在助燃煤油时非常容易引起“过烧”现象,而“过烧”是非常容易引起爆炸的!俄罗斯的“库尔斯克号”核潜艇的爆炸原因就是这种原因引起的!

而陀螺的制造的工艺难度要高于鱼雷螺旋桨和“定深簧”!完全是精密的机械,别看上面图片里的“大圈套小圈”,机械加工精度(如果有一丝的精度差就可能出现陀螺卡死,那么鱼雷也就完蛋了)和制成品的光洁度都是最高等级的,据说:研磨用的砂片就几十个规格和“细度目数”,抛光用的“布砂轮”对于棉丝的粗细都有很高的要求!完全是手工制作高级机械表的等级(顺便说一句,能制造陀螺的国家都能制造比肩瑞士的机械表)!

所以,现在的先进热动力鱼雷都是使用“奥托2燃料”作为鱼雷的热动力机的推进燃料,“奥托2”的主要成分是:丙二醉二硝酸醋75%、硝基二苯胺1.4%,癸二酸二一22.2%的化合物,是一种液体,热稳定性好,不溶于水,无腐蚀性,可在容器当中存放许多年,而且它在“兰金机”内是封闭自循环,废气不排出雷体的外面,也就形不成我在电影当中看到的那条明显的“鱼雷航迹”…知道“奥托2”燃料大体配方并不难,但是知道精确配方只有俩国家,除美国之外肯定不是俄罗斯,要不然“库尔斯克号”也不会发生重大事故而沉没,而且“奥托2”需要又很高精细化工能力才行,只会做口红的能力根本没有办法知道它最精确配方。这是一战期间德国鱼雷所用的GA
VⅢ型双自由度陀螺仪,陀螺仪是鱼雷和导弹里的重要零部件,它的作用相当于人的小脑是管理人的平衡神经的,鱼雷的陀螺仪也是一样,如果没有陀螺仪的控制,鱼雷发射出去不到100米就开始打转,根本不往前航行,也更谈不上击中目标了!图片上是现代鱼雷的陀螺仪,远比一战陀螺仪加工精度高了许多。

通过上面对鱼雷所使用的三个小零件最粗略的介绍
,就会清楚鱼雷的“贵”不是没有原因的,就是因为它的制造等级太高了!机械部分的制造是根本绕不过去坎,唯有长期的工业化积累和工艺沉淀才能制造出来!并且它所使用的材质要普遍高于导弹,毕竟要到水下1000米去打击敌人,材质不好经受不住海水压力自己就“粉身碎骨”了!所以,制造鱼雷的技术难度不是我们这些业界之外的人可以想象出来的!

但是,陀螺仪的加工工艺要比热动力机还要高,直观的说加工精度和瑞士高级机械表的零件相当,达到了十几微米级(0.010毫米)的水平,因为陀螺仪转动要非常灵活的,精度稍微差一点点就有可能将陀螺卡死,其后果就是鱼雷发射出去之后原地打转,停滞不前,搞不好还把自己的舰船或者潜艇击穿了很危险,所以陀螺仪的加工工艺太高,又是鱼雷难以制造的一个原因。图片里是鱼雷的头部,里面安装则主被动声呐,现代鱼雷要比二战时期的鱼雷先进了许多,就有了微电子技术后使鱼雷具备了智能化,可以安装声呐进行探测,搜寻目标发出的噪音或者发射探测波再接收到目标声呐回波,来精确的找到目标的方位,提高打击精度!

回答:

鱼雷的主被动声呐也是制造难点,它虽然很小,但麻雀虽小五脏俱全!与制造大型声呐标准几乎是一样,也使用高档“钛酸钡”电子器件制造,如果“钛酸钡”器件要是制造的标准很低,就不可能探测/接收到舰船和潜艇发出的噪音,所以必须要有很高的电器零器件制造能力才行。

正式列装部队的重型鱼雷,简直屈指可数。

重型自导鱼雷要同时安装主被动声呐,比如说:40公里的射程内,前10公里由潜艇的主动声呐+拖线(信号/数据传输)进行引导,但10公里后鱼雷尾部的切刀会将导线切断,因为潜艇的声呐长时间锁定目标方位根本不能机动,这对自己的安全非常不利,导线过长也会增加“死重量”,减缓鱼雷的航速,所以要切断。美军MK46鱼雷的声呐,包括:水声探测器件、滤波器、功率放大器、数据存储器(硬盘)、计算机…等组成,它的体积大小和我们在超市里面看到的5升装油桶差不多,当然重型鱼雷是533毫米(以上)主被动声呐的体积也要大于MK46的324毫米,但是与5~6米甚至更长的鱼雷体积相比它实在是太小了,还要在30多公里的嘈杂海洋背景噪音当中去识别、跟踪、引导打击目标,确实要求设计与制造都很精密!否则连十几万吨的货轮和百十吨的渔船都分不清…也就没法实施打击了…通常来说,鱼雷攻击目标是先使用被动模式监听敌舰船发出的噪音,最后几公里才开启主动模式去最后确认,因为过早的开启主动声呐模式发出的探测波会被敌舰船接收到,进行反鱼雷作业。

美帝的mk48图一

美军AN/SLQ25“水妖”鱼雷诱饵。目前世界上有点规模的海军都装备不同型号的“鱼雷诱饵”,就是要干扰鱼雷的的声呐探测波或者发射模拟舰船发出的噪音让鱼雷被动声呐出现信号接受紊乱。

毛子的53-65图二

通过上面对鱼雷的动力装置、陀螺仪和声呐的粗略介绍,就会明白鱼雷制造的复杂性,需要有完善和高超的工业能力才能将它制造出来,也因为鱼雷的制造精密导致了它的价格昂贵,目前一枚反舰/反潜重型鱼雷售价超过了500万美元!要比一枚“战术战斧”巡航导弹贵了数倍之多,所以它也是一般国家装备不起的水下兵器,比如说:越南有6艘“基洛级常规潜艇”,一艘最低配置12枚53型鱼雷,6艘最低也得72枚,再乘以每一枚的价格…军费开资的压力非常大!当然,即便是鱼雷制造工艺复杂,若是与航母相比仍然是差了一大截,仅一个核反应堆的技术要求在任何方面都要大大超过鱼雷的热动力机,反应堆在任何方面都是最高技术标准的!

兔子的鱼六图三

所以,鱼雷和航母虽然是两种截然不同的武器装备,但是它们的制造都依托于强大的工业才能制造出来。

英牛的旗鱼图四

按照破坏力,鱼雷分为轻型和重型。作为一种能够在水上或水下发射,并且能够攻击敌方水面舰艇水线以下或潜艇的武器,鱼雷一直以来也都受到各国的厚爱。所以能够造鱼雷的国家也不再少数,至于为什么能够造重型鱼雷的国家会比造航母的国家少,其实还是主要有以下原因:

意大利的黑鲨图五

资料图:军舰上三联装的鱼雷发射管

法国的F21图六

首先,重型鱼雷的直径大多在533mm以上,主要装备在潜艇上,而且是战略核潜艇。鱼雷本身是潜艇最常见的武器,在潜艇的历史上也是最悠久的武器,可以说如今每一艘潜艇上少不了的非鱼雷莫属。之所以说重型鱼雷主要装备在战略核潜艇上,由于常规潜艇在排水量上就已经处于劣势了,如果说要让常规潜艇选带多一点轻型鱼雷或者少带一点重型鱼雷,我想谁都会选多带轻型鱼雷。战略核潜艇在排水量以及战略地位上就注定要携带更大威力当量的重型鱼雷,然而拥有战略核潜艇的国家也就中、美、俄、英、法、印。即使造好了“子弹”,也会面临有弹无枪的尴尬场面。

德国人的sut图七

资料图:英阿马岛战争被鱼雷击沉的贝尔格拉诺将军好

其余的还有日本,不过据说是mk48-5的仿制版,只不过把otto改成了双氧水三元燃料,速度更快一些。但是没有mk48-6作战深度优秀。

其次,如今的鱼雷和一战二战时期的鱼雷已经发生了质的飞跃,而此前时期的鱼雷在发射前要将航向和深度设定号,发射之后一头脑的向前撞去,直到撞击被引爆或者动力耗尽沉入大海;如今的鱼雷都已经具备导引功能,在命中率和杀伤率都提高了一大截。这就需要将鱼雷的寻标头做到及其精致,而这需要的不仅是制造工艺,更需要有材料。高标准就已经将很大一部分国家难倒了,更何况是重型鱼雷。况且可以花点钱去买现成更好的,很多国家对那东西需求又不同于军事大国,干嘛还要花钱去研制那东西。

这比能做核弹的国家都少。。。

资料图:从军舰上发射的鱼雷

至于原因。个人分析主要有一下两个:

造重型鱼雷受制的不仅仅是造鱼雷技术方面,还包括经费、材料等等,对于很大一部分国家,是没有技术和经费支持的,这些东西也只有军事大国能够玩转得来的。虽然航母也是军事大国才能玩得开的,但是造航母归造航母,能够把航母造好的国家也真的没有几个。

第一,需求量小,而且鱼雷还是一个体系工程,涉及到材料,化工,水声(小众专业),热动,流体力学,自动化。更坑的是,这个体系和其他兵器比起来几乎都是独立的。只与潜艇制造体系有很少的交集。应用面及其狭窄。导致愿意投资的国家很少。只有几艘潜艇的国家研究这个还不如直接在国际市场上购买货架产品。

资料图:三哥的维克兰特号

第二:贵。及其贵。mk48早期型造价将近400万美刀,现在更是天价。就算财大气粗的美帝也是mk48缝缝补补陆续改进。这也是为什么潜艇训练用鱼雷通常要回收的道理。弹道导弹实弹发射的视频经常看到。但是实弹发射鱼雷的动图还真没找到。。。


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夸张了,能造重型鱼雷的国家确实不多,但是技术难度应该还不至于达到航母这个高度,毕竟在航母中也是有核动力和常规动力之分的,看排水量同样也是有重型、中型和小型航母这样的划分,一句话概括,目前能造重型核动力航母的只有美国一家,但是能造重型鱼雷国家除了五常之外,德国、意大利、日本等国同样也可以制造,这么说吧,世界上能造重型鱼雷的基本上都是工业强国,比如大家较熟悉的那几个西方列强,都具备制造重型鱼雷的能力,下图为北约国家中主要服役在主要几种重型鱼雷:

图为西方国家的系列鱼雷示意图

▲北约主要几种型号重型鱼雷

按照惯例,只要能自主研发和生产出重型鱼雷的国家,大多都是有很好的经济基础和较完善的工业体系,因为重型鱼雷是一项国家级的系统工程,好比能建造船只的国家很多,能建造核潜艇的国家却少之又少。

从图中可以看到,北约的领头羊,美国有MK48型重型鱼雷;接着意大利有“黑鲨”和A.184这两款重型鱼雷,其中“黑鲨”是意大利和法国共同研制的;然后英国的重型鱼雷则是MK24型,德国也有两款重型鱼雷,分别是SUT和SST4,除了这几个国家之外,我们国家则是有鱼-6型重型鱼雷,俄罗斯也有自己的65型、53型重型鱼雷,至于日本,则是有89型(G-RX2)重型鱼雷,不过日本的这款89型鱼雷其实也是在美国的MK48
ADCAP重型鱼雷的基础上山寨出来的,其实不止是鱼雷,日本大部分武器都能从美国那里找到原型。▲鱼-6重型鱼雷(网图)

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言归正传,从上面的介绍中我们可以发现,在五大常任理事国中,除了法国外的其他四个国家,都有自己的重型鱼雷,而法国则是和意大利一起研制的,其实“黑鲨”重型鱼雷一开始是德意法三国共同研制的(抱团研发某种先进武器是目前欧洲国家的传统,而且重型鱼雷的研发成本高、难度大,抱团合作确实比独自研发更加划算),不过到后面德国自己出来单干了,法国也因为经济问题曾经退出了一段时间,但最后还是重新加入了与意大利的合作,然后就搞出来“黑鲨”这款重型鱼雷。那么,重型鱼雷的研发难度究竟有多大?为什么连法国这样的大国都需要和其他国家抱团合作,主要有这几点:

图为俄罗斯战略攻击核潜艇

1、首先是研发成本很高,技术难度很大,从德意法三国抱团合作,共同研发重型鱼雷就能看出来,并且其中法国还因为经济问题退出来一段时间;

导弹是在空气中飞行的武器,所涉及的学科相对重型鱼雷窄很多;重型鱼雷是在水中飞行的武器,所涉及的学科极其广泛。

2、所谓的重型鱼雷,其实体积相对来说还是很小的,长度不过六七米、直径大概在半米左右,然后需要在这个小小的空间内装进各种设备,比如动力系统、制导系统、战斗部等,同时需要保证鱼雷有四五十节以上的速度和最少几十公里以上的射程;

一句话:“能够研发和生产重型鱼雷的国家,基本上也同步具备了研发和建造常规潜艇甚至战略核潜艇的能力!

3、重型鱼雷的工作环境更加恶劣,导致对抗压材料性的能要求很高,因为鱼雷在工作过程中需要承受剧烈的水压变化,比如在几百米深的水下发射,然后鱼雷需要在短时间内上浮到几米深的海面,打击水面舰艇;或者是从水面发射,然后迅速下潜到深海打击潜艇,也就意味着,鱼雷在短时间内需要承受因为数百米的深度变化而带来的巨大压力差,单单是这一点对鱼雷外壳材料的性能要求就没几个国家能做到,难度可以参考潜艇耐压壳;

重型鱼雷的特点

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图为伊朗海军装备的“曙光”型重型鱼雷

无论是轻型鱼雷还是重型鱼雷,它们都是由携载平台发射入水,能在水中完成自航、自控和自导,并最终击中目标的水中武器。

如果说常规鱼雷是一只迅猛龙,那么重型鱼雷就是霸王龙,它拥有高定深、机动性好、隐蔽性强、攻击速度快、威力大等特点,一枚足以把几万吨级的水面舰艇炸成2半。

4、水下通行问题,水下通信其实是目前世界各国都急需突破的一个难点,在这一点上连潜艇的水下通信问题都还没解决,因为寻常的电磁波通信在水下是行不通的,海水对电磁波能量有着很好的吸收作用,即意味着普通的电磁波在水下衰减非常严重。

造价成本高

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图为重型鱼雷近照

重型鱼雷之所以没有在世界范围内普及还有一个原因,那就是研发和造价成本太高,在数十年前,美国的MK48型重型鱼雷的造价就已经高达350万美元,比同期的战斧导弹还要贵,包括美国、北约在内的实力派都承受不了。

▲MK48 ADCAP重型鱼雷

基础工业体系

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重型鱼雷投放之后并不是直接瞄准目标前行的,它是靠着其特殊的制导方式前行寻找目标,这一点上,重型鱼雷就需要特种钢(接近潜艇用钢)和精密的加工仪器来完成,不说建造所需的特种钢,就特殊导航和特殊制导等技术都不是一般国家能攻克的。

除了上面说到的几点以外,重型鱼雷动力系统的燃料选择也是一个问题,因为考虑到射程,重型鱼雷采用的是热动力方式,即燃料驱动,而对于如何选择燃料又不是一个简单的问题,因为需要保证鱼雷的安全性,举个例子,俄罗斯沉没的那艘“库尔斯克号”核潜艇,沉没原因就是由于艇上的鱼雷发生了爆炸,而鱼雷爆炸的原因则是跟它的燃料过氧化氢有关。因此,重型鱼雷的研发确实很难,除了技术难度之外,还要考虑成本,所以真正有需求的国家才会花大精力去研发的,而这些国家无一不是世界有数的强国。

知识延展

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图为重型洲际鱼雷示意图

据业内专家称,俄罗斯现在正在研发一种射程超过10000千米的重型洲际鱼雷。

该鱼雷可以每小时约190千米的速度航行,一枚便可完成跨洲际打击,该鱼雷的战斗部是热核弹头,一旦击中某个航母编队,势必是毁灭性的。

回答:

用最直接的说法来说——重型鱼雷实际上用途很少。同意的去点赞。