直徑：533mm  長度：5.79m  全重1557.64kg（早期型）/1676kg（ADCAP） 戰鬥部重295kg

起源

美國潛艦使用的MK-48系列重型魚雷是現在西方國家中 最具代表性的潛艦魚雷之一，由Raytheon公司研製，口徑為美國潛艦魚雷標準的21吋(533mm)。

MK-48是美國海軍第一種能真正有效對付高速核能潛艦的重型魚雷。1955年代美國海軍獲得第一艘核能潛艦鸚鵡螺號（USS Nautilus SSN-571）服役之後，美國與北約海軍反潛兵力在一連串與鸚鵡螺號等美國核能潛艦對抗演習中發現，二次大戰時代以來所有的反潛探測技術與武器系統（無導引的刺蝟砲、深水炸彈等），對於在水下持續高速運動的核能攻擊潛艦，可說幾乎失去了效果（詳見鸚鵡螺號核能攻擊潛艦一文）。由於當時導向魚雷尋標器水平有限，在較高航速下難以有效聽音；1950年代美國海軍的幾種潛射或空投導向魚雷，航速都在27節以下， 只適合夠攻擊柴電潛艦。由於蘇聯也勢將在數年內推出自己的核能潛艦，意味著西方國家的反潛能力即將面臨核能潛艦時代的空前考驗。

在1956年，美國海軍軍令部長（CNO）阿利.柏克上將（Admiral Arleigh Burke）命令美國國家科學院（National Academy of Sciences）的水下作戰委員會（Committee on Undersea Warfare，CUW）研究 未來十年蘇聯潛艦威脅以及水下作戰的新技術趨勢；CUW召集六、七十位美國學術界、核能業界、海軍等相關專家在1956年7月到9月在於麻州的伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution，WHOI）附近、位於諾布斯卡（ Nobska）的莊園進行研討會，稱為「先進設計對水下作戰的影響」（The Implications of Advanced Design on Undersea Warfare ），並在11月發佈「諾布斯卡報告」，對美國海軍未來水下作戰發展提出建議。

「諾布斯卡報告」的其中一項重點是探討能有效對付高速核能潛艦的水下武器，分為短期以及中長期兩個階段；短期內先發展若干採用核子戰鬥部的反潛武器，使美國海軍盡快得到能有效對付核子潛艦的武器，透過核子武器廣大的殺傷半徑來 抵銷核子潛艦在水下快速移動的距離。因此，美國海軍發展兩種潛艦用核子武器，首先是1957年11月開始發展MK-45 ASTOR星式潛射核子魚雷，在1963年服役；第二則是當時代號「刺針」（Stinger）的潛射反潛火箭（升空飛行並在目標區附近投擲核子深水炸彈），就是UUM-44潛射反潛火箭（SUBROC）。核子反潛武器只是權宜之計，珍貴的核子材料仍應優先用於戰略性武器，而且核武的高威力與敏感性也會對一般戰術應用上造成限制。因此，諾布斯卡報告也建議，需要發展一種能夠有效攻擊核能潛艦的導向魚雷，配備傳統高爆戰鬥部，具有45節以上的高速。

基於這項建議，美國海軍彈藥局（BUORD，Bureau of Ordnance）在1956年11月啟動「研究魚雷重構」（RETORC，Research Torpedo Re-Configuration）計畫，針對對付核潛艦的高速音響歸向魚雷的各項關鍵技術，包括推進、流體力學、降噪、導引、控制….等。RETORC包括兩個新型反潛魚雷的發展計畫，分別對應空射與潛射魚雷：

發展航速45節以上的導引魚雷；RETROC分為兩個階段：

第一階段（RETROC I）是324mm輕型空投魚雷，由中國湖的「海軍彈藥測試站」（Naval Ordnance Test Station，NOTS）負責研發，重500磅級，目標射程約8000碼，尋標器能在1500碼的距離偵獲目標，研發階段的型號是實驗魚雷-8型（EX-8），成果是1963年開始服役的MK-46系列魚雷。

第二階段（RETROC II）則是潛艦用的533mm重型導向魚雷，由美國海軍水下彈藥站（Naval Underwater Ordance Station，NUOS）與賓州州立大學彈藥研究實驗室（Ordnance Research Laboratory，ORL ）負責研發，重4000磅級，目標射程35000碼，聲納尋標器捕捉目標距離2000碼（是MK-37的兩倍），研發階段的型號是實驗魚雷-10型（EX-10），成果是1972年開始服役的MK-48系列魚雷。

MK-48研製過程（Mod0~2）

1.初期發展與競爭

一枚正裝填於洛杉磯級核能攻擊潛艦的MK-48魚雷。

基於RETORIC II研究，美國海軍在1960年年9月啟動新一代重型潛射魚雷的可行性研究，並在1960年11月下達新型重型潛射魚雷的作戰需求（Operation Requirement），並希望能在1967年服役。在1962年，美國海軍武器局（Bureau of Weapons，BUWEPS）啟動了「實驗10型」（EX-10）的重型魚雷研發計畫，由美國海軍魚雷部、射控部等相關單位組成專案辦公室，並由賓夕法尼亞州州立大學（Penn State University）彈藥研究實驗室（Ordnance Research Laboratory，ORL ）擔任技術管理角色。EX-10之後正式命名為MK-48。BUWEPS在1966年解散，其彈藥部分整併到「海軍彈藥系統司令部」（Naval Ordnance Systems Command，NAVORD），業務包括主管MK-48魚雷項目。 

在1962年5月，美國海軍武器局（BuWep，在1959年時由海軍航空局(BuAer)與軍械局(BuOrd)合併而成）展開MK-48魚雷的競標作業。在1963年，EX-10魚雷項目辦公室分別與兩家競爭者西屋（Westinghouse）和克里維特（Clevite）公司簽署計畫定義（Project Definition）合約。西屋公司是從二次大戰時期的MK-18電力推進反艦魚雷起進入魚雷市場。而克里維特是美國海軍魚雷尋標器、發動機的主要承包商，前身是克里夫蘭石墨青銅公司（Cleveland Graphite Bronze，業務包括軸承所需的高性能合金），在1952年併購壓電晶體廠商Brush並更名為克里維特。Brush在二次大戰期間獲得合約研發MK-30空射被動音響歸向魚雷（未被使用），在戰後以此為基礎發展出主動音響歸向的MK-43 Mod 1與Mod3空射魚雷。克里維特購併Brush之後，結合自身的材料加工技術與原本Brush的壓電技術，成為壓電陶瓷（Piezoelectric Ceramics）水聲換能器的先驅之一，該公司的鋯鈦酸鉛（Lead Zirconate Titanate，PZT）成為日後現代水聲換能器的主要材料。之後克利維特在1969年與Gould國家電持公司合併，改稱Gould公司。

MK-48 Mod 0與「備案」

在1964年，美國海軍宣布由西屋 （Westinghouse）擊敗克利維特獲勝；同時，美國海軍也將EX-10實驗型魚雷計畫升級為正式的武器發展計畫，因此獲得正式的美軍編號MK-48 Mod 0。MK-48 Mod0 所需的燃氣渦輪則由桑德斯特蘭（Sunstrand）公司研製。美國海軍也與Singer-Librascope公司簽署合約，修改現有射控系統來支持MK-48魚雷；這是因為MK-48採用美國海軍水下彈藥中心（NCOU）發展的數位線導技術來延長線導的距離，因此射控系統也需要數位化來發送數位控制指令；最後這項合約的產物就是半數位化的MK-113魚雷射控計算機。

然而，美國海軍直接將實驗項目升級為正式武器發展計畫，使美國國防部與海軍作戰部長（CNO）感到擔憂，認為整個項目的複雜度過高（要整合大量正在發展的新技術），推進太快則風險過大。因此，美國海軍映與克利維特、通用電氣（General Electric）、通用動力（General Dynamic）與漢寧威（Honey Well）簽署金額較小的平行發展合約，作為後備計畫；其中，與克利維特的合約是關於聲納尋標器的信號處理。這個決定很快就被證明是正確的，到1965年，MK-48專案辦公室發現西屋公司的進度落後，且拒絕軍方進一步調查。西屋在1966年開始進行MK-48 Mod 0的水下試航，但海軍認為其聲學、電子與可靠性都有技術問題而未能達標。

原本美國海軍打算在西屋的MK-48 Mod0上整合克利維特發展的聲納信號處理系統（Project 20C）進行測試，但海軍後來擔心西屋可能來不及生產多的MK-48 Mod 0魚雷給克利維特測試，因此又委託克利維特使用自己製造高速水下載具作為實驗平台。這是因為克利維特在1950年代就獲得美國海軍合約，發展出一種熱力循環式斜盤發動機（註1）；而這種斜盤發動機在1959年就被RETORC I項目的輕型空射魚雷（即MK-46 Mod0）選為發動機。  

MK-48 Mod0性能概述

在RETORC II 之中， 美國海軍對新型潛射魚雷提出了空前的性能目標，最大航速需達50~55節，大約是MK-37的兩倍；在航速50節的有效射程要求是20000碼（18288m），是MK-37的兩倍以上；最大作業深度達2500英尺（762m），是MK-37（1000英尺）的2.5倍；而尋標器工作距離也從MK-37的700英尺（213m）提高到4000英尺（1219m），戰鬥部配備250磅重的HBX-3高威力炸藥（威力相當於450磅TNT黃色炸藥）。

先前諾布斯卡報告中建議，基於魚雷航速需超過潛艦航速50%以上的原則，新型潛射導向魚雷的航速在45節以上，以對付30節的潛艦，在航速45節情況下射程需達35000碼（32004m），尋標器工作距離為2000英尺（609.6m）。因此，美國海軍對EX-10/MK-48的性能要求之中，除了最大射程減低之外，其餘要求（航速、尋標器工作距離）都比諾布斯卡報告的建議更高。

西屋最初向EX-10的提案（即後來的MK-48 Mod 0）為了達成高速性能，採用桑德斯特蘭（Sundstrand）公司開發的燃氣渦輪，輸出功率約550馬力。燃氣渦輪類似航空用渦輪噴射發動機，以燃燒燃油的廢氣驅動渦輪，而不像以往蒸氣魚雷是加熱水蒸氣推動渦輪。燃氣渦輪具備重量輕（代表能量密度高）、加速快的優勢，但也沒有水蒸氣來進行冷卻，必須採用航空噴射引擎等級的高溫合金與氣冷技術。桑德斯特蘭是美國發展微型燃氣渦輪的主要廠商，主要為航空與太空業界提供由燃氣渦輪為主的輔助動力單元（Auxiliary Power Uni，APUt），也有研製供飛彈用的微型渦噴引擎。

先前MK-37直徑為19吋（483mm），這是二戰後美國海軍潛艦用防禦性反潛魚雷的設計，較小的體型限制了MK-37的戰鬥部威力，對付水面船艦時殺傷力不足；而MK-48為了追求更大的戰鬥部威力以及推進器容量，就使用潛艦魚雷正規的21吋（533mm）直徑。 

與MK-37相同，MK-48使用中途線導、終端主/被動聲納尋標器導引的機制，直到射程末端魚雷尋標器捕捉到目標為止，全程都可由艦上人員透過導線傳輸控制指令給魚雷。在最初，美國海軍只要求MK-48攻擊水下的敵方潛艦，因此對戰鬥部容量設定只有250磅，使用HBX-3炸藥；這樣的規模符合反潛任務需求，但對於水面船艦則威力偏低。>

除了部署於潛艦之外，美國海軍一開始也要求MK-48要能部署在水面艦上（直到1960年代，美國海軍許多水面艦艇（含飛彈巡防艦(DLG)、驅逐艦、護航驅逐艦(DE)等）都裝備MK-25型533mm魚雷發射器來發射重型潛艦魚雷，包括533mm的MK-16 Mod.6反艦魚雷與MK-35 Mod3反潛魚雷，或者加裝轉接環來發射口徑483mm的MK-37反潛魚雷）。美國海軍在1960年代初期曾打算在所有水面艦上裝置探測距離可達第一匯聚區的SQS-26大型低頻聲納，完全足以匹配MK-48較長的射程。 

依照某些非官方資料，MK-48 Mod0能以55節的速率航行35000碼（32000m），操作深度達2500英尺（760m），導引系統工作距離約4000碼（3640m，是MK-37的四倍。美國海軍武器局在1965年曾宣稱，測試用的MK-48 Mod0魚雷能以54節航速航行，是MK-37的兩倍，但此時航行噪音維持在MK-37的水平。

此外，美國海軍武器局還決定在MK-48使用新穎的變速航行機制，魚雷先以50節的渡航速率快速接近目標，到一定的距離減為25節，利於魚雷聲納尋標器搜索目標；當尋標器捕捉到目標後，魚雷再度加速到50節朝目標衝刺直到命中，避免目標逃脫。

魚雷導引系統

在RETORC II計畫中，賓州大學彈藥研究實驗室（ORL）負責開發導引系統，主要項目分別是聲納歸像系統以及數位線導系統。其中，主/被動聲納尋標器計畫稱為「20號計畫」（Project 20），細節不詳，可能是直徑幾乎佔滿整個魚雷前部的平面聲納陣列，加大的水聲陣列孔徑以及增加的水聲傳感器單元數量，可提升整體陣列發射訊號的強度與接收訊號的靈敏度，並聚焦出更窄的聲納波束來提高探測精確度。

數位線導系統可大大提高導線信號傳輸的距離與可靠性；以往使用類比信號時，信號源強度限制了導引距離，但數位訊號只需傳輸「0」（無電壓）與「1」（有電壓）兩種狀態，魚雷端接收器即使訊號衰減了 90%也能夠分辨這兩種狀態。此外，數位化的資料也可以透過加入檢查碼（check sum）的方式，使魚雷端接收器可以驗證接收的資料正確性並予以修正。

而前述頒給克利維特的「後備合約」，就是屬於魚雷主/被動聲納歸向系統的「20C計畫」（Project 20-C），由位於馬里蘭州銀泉市白橡區（White Oak）的海軍彈藥實驗室（Naval Ordnance Laboratory，NOL）擔任計畫主管。在此計畫中，克利維特應用本身發展的「梳狀濾波」（Comb Filter）技術，海軍認為此項技術很有潛力。梳狀濾波將聲納訊號略微延遲後疊加在一起，兩者相位差會產生相加或相消效應，能對特定頻率放大或壓抑，使頻譜曲線看起來像一排梳子的「牙齒」。「梳狀濾波」技術主要是用來對抗音響誘餌與海面混響，因為這兩種噪音通常是寬頻；而應用方式可能是透過梳狀濾波，鎖定自身的主動聲納頻率，並將其他寬頻噪音源過濾掉。 

推進系統

一枚吊運中的MK-48魚雷尾部，泵噴後方的金屬色物體是收容導線的線盤。

NUOS海軍水下彈藥站負責研發EX-10魚雷所需的高能量密度水下推進系統，其中最關鍵的兩項技術就是泵噴推進器（註2）與奧圖II（OTTO II）單基燃油（註3）。

為了滿足長射程，美國海軍軍械局最初規劃讓MK-48魚雷使用混合了90%過氧化氫以及柴油的高效能燃料，然而使用易燃易爆的過氧化氫會降低安全性，因此在1964年2月正式決定改用與克利維特活塞發動機相同的OTTO II燃油。

如同前述，西屋的MK-48 Mod0使用重量輕、加速快的燃氣渦輪，而克利維特的MK-48 Mod.1使用活塞汽缸的斜盤發動機（註1）。與活塞汽缸的斜盤發動機（轉速為3000至5000轉）相比，燃氣渦輪轉速高（約每分鐘10萬轉）、加速更快且重量更輕。雖然帳面上燃氣渦輪出力高、加速快，但由於轉速過高，需要更多級行星減速齒輪才能將旋轉動能輸出給推進器，而斜盤發動機就不需要多級減速齒輪。因此考慮到配合的減速齒輪傳動裝置之後，活塞的斜盤機關推進系統反而較為緊緻，佔用較少的空間與重量。另外，渦輪引擎轉速高，意味在高速狀況效率（油耗）才高於活塞發動機，中低速時減速齒輪反而損耗較多能量。因此，燃氣渦輪推進的引擎魚雷在發射初期起步與搜索階段都會比較耗油，要進到終端追擊目標時才能展現最高效率。

活塞發動機另一個優勢就是在海中排氣較為有利；燃氣渦輪與活塞斜盤發動機都是開放式循環的外燃機，發動機產生的廢氣直接排入水中，排氣時需要對抗外在海水的背壓；魚雷航行深度越深、海水水壓越高，發動機就需要提高排氣壓力才能對抗水壓排氣，連帶發動機燃燒室壓力就必須提升，而這樣運轉會使發動機耗油量增加，減少了射程。相較於斜盤式活塞發動機， 燃氣渦輪運作時排氣量更大，排氣壓力較低，受海水背壓影響的程度高於活塞發動機，不僅排氣筏機構較難設計，不同作業深度對發動機運轉的影響也比斜盤發動機更大。斜盤式活塞發動機的功率重量雖然比不如燃氣渦輪，然而運作時排氣量較低，使得排氣筏門機構得以簡化與強化，能以更大的背壓排氣，在較大的海水深度時仍能維持足夠的輸出功率。而1968年美國把反艦納入MK-48需求時，燃氣渦輪推進系統整體體積（含減速齒輪）較大、耗油量高的問題就明顯浮現（見下文）， 因為油箱沒有縮小的空間（必須維持航程指標），騰不出空間來增加戰鬥部威力。

不過，燃氣渦輪的高轉速也有優勢，其機械聲噪頻段較高，大約是中/高頻（5~50kHz），聲波能量在穿透海水時較快被吸收，不會傳播到太遠的距離；活塞引擎的聲噪則是極低/低頻（0.1~3kHz），低頻聲波能量會在海中傳遞更遠的距離，比較容易在發射後就被敵艦聽到，甚至會暴露發射艦的位置。不過，燃氣渦輪發動機還需要多級減速齒輪，這又會帶來額外噪音。  

重啟競爭與納入反艦需求（MK-48 Mod 1/2）

由西屋負責研製的MK-48 Mod.0在研發與測試階段問題層出不窮，進度嚴重落後；由於西屋與海軍簽署的是固定價款合約，所以西屋一直抗拒海軍的修改需求。在1967年時，又發現初期製造的少量MK-48 Mod0測試魚雷有新的技術問題。

於是在1967年，美國海軍與克利維特簽署合約，發展前述的「備案」版本，使用克利維特使用克利維特開發的尋標器以及六汽缸斜盤發動機，型號被美國海軍稱為MK-48 Mod 1。MK-48 Mod 1雖然在1967年才得到原型魚雷的研製合約，但其測試進度相當順利，很快就追上西屋的MK-48 Mod 0。 

在1967年，美國海軍取消代號EX-13的下一代潛射反艦魚雷（註4），並在1968年初決定MK-48納入反艦需求，成為一種兼具反艦與反潛能力的魚雷，使潛艦上不必分別攜帶兩種魚雷，大幅增加戰術運用彈性。為此，美國海軍重啟了MK-48的競標，順便也解決西屋MK-48 Mod0進度不如預期的問題。

過去美國海軍的電力推進反潛魚雷直徑一直比反艦魚雷小，航速較慢，而反艦魚雷標榜航速快、戰鬥部威力大；但MK- 48為了對對付核動力潛艦而提高航速與射程，已經使用與過往反艦魚雷相同達到21吋直徑，長度19英尺（5.79m）長也已經與MK-14/16反艦魚雷（約20.5英尺）相近，足以攜帶威力足夠對付水面船艦的戰鬥部。而MK-48最大航速55節、射程35000碼的指標也遠遠超過先前MK- 16的46節航速、射程11000碼（射程提高三倍以上），足以追擊敵方主力船艦乃至於航空母艦。正由於MK-48魚雷平台已經夠大且速度夠快，所以美國海軍認為可以兼做反艦魚雷。不過，MK-48以OTTO II燃油為燃料，工作時會產生大量不溶於水的廢氣（氰化氫、一氧化碳與氮氧化物等），排入水中後會形成明顯的氣泡尾跡浮到海面，容易被敵方察覺。對潛艦而言，反潛的優先順序大於反艦，經權衡之後美國海軍願意接受MK-48在射擊水面目標時隱蔽性較差的缺憾，換取反艦、反潛魚雷統一的好處。

MK-14/16直航魚雷需要搭配二戰時代的舊式類比機械式射控裝置，由MK-48取代之後，潛艦上就不必保留這些老舊的類比式射控裝置，只需要裝備配合MK-48的數位式射控系統。

在MK-48研製的新一輪競爭中，西屋以MK-48 Mod0為基礎改良成為MK-48 Mod2，繼續沿用MK-48 Mod0的桑德蘭燃氣渦輪推進系統，輸出功率約550馬力（兩者都使用OTTO II燃料）。

由於先前MK-48只作為反潛魚雷，因此戰鬥部裝藥僅為250磅HBX-3炸藥；增加反艦任務之後，戰鬥部威力也必須跟著放大。新增的反艦需求對克利維特的MK-48 Mod1較為有利，因為其斜盤發動機整體體積較小，多餘空間較大，可以將原本MK-48 Mod0的250磅戰鬥部增加到650磅其，並改用PBXN-103裝藥（註5），威力相當於1200磅TNT黃色炸藥然而，這對於西屋的MK-48 Mod0就很不利，因為其燃氣渦輪加上減速齒輪的體積較大，燃氣渦輪較為耗油，油箱已經沒有縮小的空間來擴大戰鬥部容量。因此，西屋採取替代方法，使用魚雷剩下的OTTO II燃油增加爆炸威力（註6）。雖然OTTO II燃料內含安定劑而限制了爆炸反應的速度，無法產生如炸藥般快速而猛烈的震波，但釋放的熱能與廢氣仍有助於產生製造更大的氣泡區域（註7）。西屋版的MK-48 Mod2就是以Mod0為基礎，增加這種同時引爆戰鬥部以及使用油箱剩餘油料的作法。 

在1970年10月，美國海軍分別與西屋和克利維特簽署研發與生產預量產型魚雷的合約，雙方各生產約50枚測試用魚雷進行測試。此外，美國海軍也改裝兩艘核能潛艦與刺尾魚（Tang class）柴電攻擊潛艦的扳機魚號（USS Trigger SS-564）作為MK-48魚雷試射平台。

在1972年6月1日，鱘魚級攻擊核潛艦的魨號（USS Puffer SSN-652） 在夏威夷巴金灣（Barking Sands）水域進行MK-48魚雷試射，這是由核潛艦首次進行的MK-48射擊。此外在1971年，扳機魚號也進行MK-48試射。

MK-48第二輪研發競爭展開將近四年後，美國海軍在1974年4月至5月間，由刺尾魚柴電攻擊潛艦的扳機魚號（USS Trigger SS-564）在美國海軍西北部普吉灣（Puget Sound）與加拿大溫哥華島之間的水域，對MK-48 Mod0~2等三型魚雷進行試射。在測試中，扳機魚號先後進行了兩千多次操雷（以記錄儀器代替戰鬥部，其餘則與全功能魚雷相同）測試，並先後試射五枚裝有實戰戰鬥部的MK-48Mod0~2全功能魚雷，總攻擊沈三艘靶艦，其中MK-48 Mod.0擊沈兩艘，MK-48 Mod.1擊沈一艘。在測試中，Gould公司（原克利維特）的MK-48 Mod.1整體表現優於西屋的MK-48 Mod.2，例如MK-48 Mod.2的導演系統經常受到尾流干擾而無法命中靶艦；雖然理論上，西屋的MK-48 Mod.0/2的燃氣渦輪發動機運轉的噪音明顯低於Gould公司的MK-48 Mod.1的活塞斜盤發動機，然而魚雷實際航行時，流體噪音（魚雷排水、推進器攪動海水等）遠遠大於發動機產生的噪音，而採用活塞發動機的MK-48 Mod.1的整體航行噪音也還是能滿足美國海軍的標準。另外，MK-48 Mod0/2的燃氣渦輪發動機出力高於MK-48 Mod.1的活塞發動機，然而活塞發動機在較大水深之下仍能維持足夠的功率輸出，深海作業時性能較好，面對大潛深的反觀燃氣渦輪發動機只能在較淺的操作深度展現優良的高速能力。此外，燃氣渦輪發動機價格比活塞斜盤發動機昂貴得多，對於這些少量生產的測試用魚雷而言，造成的差異更顯著。

經過測試與分析之後，美國海軍在1971年6月正式宣佈，由Gould公司的MK-48 Mod.1魚雷獲勝，隨即簽署價值1億1590萬美元的首批500枚量產合約，第一枚量產型MK-48 Mod.1在1971年內交付美國海軍，在1972年正式服役，成為MK-48系列第一種實用化的成員；距離1960年11月美國海軍下達新型重型魚雷作戰需求展開研發，已經過了12年之久。 依照1979財年美國海軍申請購買127枚MK-48魚雷的預算，每一枚價格就達到89萬4000美元，在當時相當昂貴。

美軍在1970年代也曾推動過「千噸級以下插入式核子裝置」（，Sub-Kiloton Insertable Nuclear Component，SKINC）項目，發展一種小型核子戰鬥部並能裝進MK-48魚雷，而此戰鬥部也會用於反潛機的小型核子深水炸彈。當時預估SKINC的當量相當於4噸的PBNX-103高爆炸藥（約是13枚MK-48魚雷的傳統戰鬥部總和），水下殺傷半徑約135m（148碼）；若戰鬥部當量擴大到100噸TNT，殺傷按竟可達到1100m（約1200碼）。不過，這個項目後來沒有實際推動。

美國海軍最初打算購買4194枚MK-48魚雷（包含20枚測試用工程原型、85枚量產原型以及4089枚用於服役戰備的魚雷），裝備於所有的核能攻擊潛艦、彈道飛彈潛艦，以及配備SQS-26低頻聲納與533mm魚雷管的飛彈巡防艦（DLG/DLGN）、護航驅逐艦（DE）上。然而，MK-48的採購數字隨後不斷刪減，首先美國海軍決定取消在水面艦上設置533mm重型魚雷（已經部署在船艦上的後向533mm魚雷發射器在1970年代陸續拆除），因此MK-48變成潛艦專用的武器，僅曾經在布魯克級（Brooke class）飛彈護航驅逐艦的塔伯特號（USS Talbot DEG-4）上進行試射。除了刪除了原訂配置在水面艦的數量之外，美國海軍在1970年代也刪減非核子武器的數量以節省軍費（越戰結束後卡特政府大幅刪減軍費），使得MK-48魚雷的購買總數從原訂4194枚逐漸降至2963枚，其中1680枚裝備於84艘核能攻擊潛艦、60枚裝備於41艘彈道飛彈潛艦、260枚作為部署周轉，其餘637枚作為庫存（補充艦隊裡MK-48魚雷在服役壽期內各種因試射、損失而造成的消耗）。爾後MK-48的生產數量繼續調降，到1978年初降至2771枚。

MK-48 Mod1概述

1.主要部件

MK-48 Mod1魚雷由前後分成幾個組件，包括鼻錐組（Nose Group）、戰鬥部組（Warhead Group）、控制組（Control Group）、燃料箱組（Fuel Tank Group）以尾部控制面/推進組（After Tailcone Group）。

鼻錐組（Nose Group）：包括鼻錐外罩、MK-72聲納換能器（transducer）、MK-68或MK-83接收器、MK-1導引控制邏輯（Homing Control Logic，HCL）。MK-72聲納換能器位於鼻錐組前段，用於發射與接收聲波，探測距離2海里，約3600m。接收器位於鼻錐組下半部，負責處理聲學資料，並判定目標相對於換能器的位置，以產生舵面轉向指令（steering commands）。 導引控制邏輯（HCL）個位於鼻錐組後部、接收器上方的計算機，在搜索（search）、追蹤（homing）與重新攻擊（re-attack）模式下指揮魚雷機動控制魚雷機動，並用於分析所有聲學訊號，以確認有效的目標回波。 

戰鬥部組（Warhead Group）：重達295公斤（約650磅），由MK-107 PBXN裝藥、MK-21引爆器（exploder）、MK-2保險/解保裝置（arming device）以及MK-12電子組件構成，引信具備引爆以及長/短距離近炸（proximity）功能。位於艙段後部的 MK-12電子組件包含用於探測目標的電子設備，用來引爆戰鬥部。而在作為訓練的操雷上，戰鬥部組會替換成Dewey Electronic Corporation 提供的艦隊演習段（fleet exercise section）。

此一戰鬥部經過縝密的安全設計與驗 證，引爆器配有電氣和機械安全鎖定裝置和與潛艦相連接的安全電路，確保儲存在艦上期間絕不引爆，發射後也需要經過若干機械和電氣檢查程序才能產生引爆信 號。此一戰鬥部符合美國海軍水下彈藥安全設計原則（STANAG 4333）、引信系統安全設計要求（STNAG 41 87）以及承受外來電磁輻射危害等安全防護規範。 MK-48性能安全可靠，儲存五年之內都不需要特別的保養或調校。 

美國海軍只說明MK-48 Mod.1擁有多模式引信，但並未提供具體資料，據信具有碰撞與感應式近發引信。部分資料指出，MK-48的引信包含磁感應模式，能感測周遭的電磁場變化，例如接近目標船艦的鋼鐵船殼時的磁場變化，因而得以在船艦龍骨下方引爆。

控制組（Control Group）：控制組由MK-154或MK-156指揮控制單元（command control unit）、MK-155陀螺控制單元（gyro control unit），以及MK-156 動力控制單元（Power Control Unit, PCU）構成。指令控制單元位於控制組艙段下三分之一處，負責執行射控指令（fire control instructions）、將魚雷維持在指定速度並監控深度，保證魚雷保持在命令的最大與最小深度範圍內。位於艙段中央的陀螺控制單元會將轉向指令（steering commands）轉換成舵面偏轉訊號（fin deflection signals），而 PCU 負責控制武器速度。

燃料箱組（Fuel Tank Group）：容納OTTO II單基液體推進燃料（共968磅/439 公斤）外，此外也包含魚雷發射後用於傳遞導引指令的導線捲盤（wire dispenser）。

尾部控制面/推進組（After Tailcone Group）：尾段包含一具500 馬力的外燃式活塞汽缸斜盤發動機、轉向控制面，發動機輔助組件（accessories）。裝填顆粒燃料的燃燒室（grain-loaded combustion chamber）與交流發電機（alternator）則安裝於前方隔艙壁上，與發電機組件在一起。

2.魚雷運作

MK-48運用一套高度複雜的作戰方式，設計目的是在對抗高速、大深潛的潛艦與高性能水面艦時，能夠達成最大的攻擊效果。 

MK-48 Mod1的導引系統包含中途線導以及終端主/被動聲納歸向，導線長度約10海里（18.52km） 。MK-48的導引系統具有良好的智能；魚雷發射後，會立即開始執行一系列目標搜索、獲得與攻擊程序。如果第一次攻擊未命中目標，它還能進行多次再攻擊（reattack），轉向並重新啟動尋標器搜索，對目標進行反覆攻擊，直到目標被摧毀為止。魚雷在終端的控制、搜索、導向、萬一錯過目標的重新攻擊等，都完全由導引系統自行判斷，因此此時即使魚雷導線已經切斷，魚雷都能自行進行攻擊。除了使用終端主/被動聲納歸向之外，MK-48 Mod.1還具有一個非聲學模式（non-acoustic mode），據信是讓魚雷在終端以直線航行或依照預設航向前進，用來攻擊水面船艦，直到撞擊目標或近發引信起爆。 

發射與初期階段（Launch and Initial Guidance）

發射時，MK-48由液壓衝力（hydraulic impulse）推出魚雷管，同時啟動發動機。魚雷拖曳一條導線連結潛艦上的射控系統，透過導線持續回傳魚雷狀態，使射控系統能持續監控其航向、速度與深度，並由導線發送指令到魚雷上。

在初始階段，魚雷會依照預先設定的陀螺航向（gyro course）直線航行。只有當目標於發射後改變位置或運動狀態、需要魚雷修正航向時，才會透過線導系統介入，傳輸修正指令給魚雷；在這種情況下，艦上射控人員可透過導線覆寫魚雷原本的陀螺儀航向，修正其航行軌跡。

MK-48採用多速推進（multi-speed propulsion）來高作戰效率。攻擊遠程目標時，魚雷在發射初期階段就以高速巡航模式前進（超過50節），而發射艦則繼續以本身的聲納系統監聽目標動態，透過金屬導線傳送指令給魚雷 來修正航道。此階段魚雷高速航行，聲納尋標器因為通過魚雷鼻端的大量流水噪音而無法工作；不過，此階段主要是由潛艦通過導線傳遞修正指令，魚雷不需要開啟尋標器，而是以過高速盡快逼近目標。

聲納啟動與目標接戰（Sonar Activation and Target Engagement）

當魚雷接近到聲納尋標器足以捕獲目標的距離（約4000碼/3657m），魚雷速度便會降低至追蹤速度（homing speed，約40節）；由於降速使魚雷通過流水的噪音減低，魚雷的聲納尋標器遂能有效工作，有效區分目標的聲納回波以及水流經過魚雷鼻尖聲納陣列時產生的噪音。當魚雷開始拍發主動聲納脈衝（ping）時，必須維持足夠低的速度，才能有效接收並解析回波訊號。此時，潛艦仍持續透過導線引導魚雷在最佳位置上，以保持正確航線上。

當魚雷迫近目標時，回波訊號會變得更強，對精確聲學接收的需求便降低；到了這個階段，魚雷就切斷導線，以最高速率朝目標衝刺，以增加目標規避攻擊的難度（即便加速使魚雷流體噪音增高，主動聲納尋標器在近距離仍能順利接收到目標回波），直到撞擊目標或者近發引信達成起爆條件。 

MK-48的實際性能被列為機密，然而依照美國海軍在國會聽證會中的證詞，MK-48魚雷的實際表現高於原先RETORC II計畫提出的指標。

射程方面，原本RETORC II要求魚雷射成達20000碼（9.875海里），而MK-48實際上射程超過35000碼（17.28海浬或32km），幾乎達到原要求的兩倍，而且是原先MK-37電力推進魚雷（9000碼）的四倍。

作業深度方面，原先RETORC II最大作業深度達2500英尺（762m），而實際上MK-48 Mod.1可達到2600英尺（792m）。

聲納尋標器性能方面，原先RETORC II要求聲納尋標器有效搜獲目標的距離為2000英尺（609m），實際上MK-48 Mod.1可達4000英尺（1219m），是原先MK-37尋標器工作距離（700英尺）的近六倍，而整個魚雷尋標器的搜索扇區面積是MK-37的二十多倍；外傳MK-48 Mod.1聲納尋標器得最大有效範圍是3640m，官方帳面數字是20~1500碼（18.3m~1372m）。

航速方面，原本美國武器局要求MK-48的渡航速度達50節，期間使用尋標器搜索的速度為25節，而實際上MK-48 Mod.1的最大渡航速度可達55節（據信全程55節航行時的射程為26km），使用聲納尋標器搜索時的速度更高達40節，足見聲納尋標器的工作性能高出原始指標不少。

官方公佈的MK-48攻擊深度是1200英尺（365.76 m）以上，外傳實際上最大可達3000英尺（914m）。

相較於MK-37電力推進魚雷，MK-48的有效射程為為期4倍，航速為其2倍，攻擊深度為 其2.5倍；依照魚雷速度，追擊超過35節的敵方潛艦，MK-48 Mod.1也有40%的成功率（反觀航速26節的MK-37，即便攻擊航速20節的目標，成功率也只有10%）。

MK-48 Mod.1是美國第一種引進數位化系統的潛射魚雷，信號處理以數位化技術進行採樣編碼；過去的類比式導引系統會明顯受到原始信號強弱的影響，而MK-48改用數位信號處理技術後，抗干擾聲噪性能大幅提昇，也能使用更複雜的操作控制指令，這是MK-48聲納尋標器的搜索範圍以及有效工作航速得以大幅增加的重要原因。由於MK-48是數位化控制的魚雷，美國海軍1970年代潛艦上的MK-101、106、112類比射控計算機或MK-113半數位化射控計算機，都無法直接控制MK-48魚雷，因此艦上都另外加裝MK-66控制台作為介面（內含獨立的音頻振盪器），將這些射控系統的類比射控指令轉成與MK-48相容的數位化指令，透過線路傳送給魚雷管內的MK-48魚雷。一直到1970年代末期，美國海軍推出第一種潛艦用全數位化射控系統MK-117，才能直接控制MK-48魚雷，無須任何中介轉換。

魚雷噪音方面，以1970年代的水平，MK-48 Mod.1並不算吵雜；依照2015年公布的資料，在1.7KHz的聲音頻帶上（尾部方向的推進器噪音頻帶）， 於水壓1 bar、在10000碼距離外，MK-48 Mod.1魚雷在28節航速下噪音為14分貝，相當於同時期美國海軍靜音型核能攻擊潛艦（應為鱘魚級）10節航速的噪音；而在前述測量條件下，MK-48 Mod.1在40節航速的噪音強度為21分貝，55節最大航速下的噪音強度為26分貝，鱘魚級潛艦在5節航速下為11分貝、15節航速下為21分貝。

一般而言，美國核能攻擊潛艦以MK-48魚雷接戰目標的距離大約是4至7海里。美國潛艦獵殺蘇聯潛艦時，典型的作業模式是從蘇聯核能攻擊/彈道飛彈潛艦後 方的側面、後面接近（在蘇聯聲納技術進步前，側面與後面通常是被動聲納盲區，並且避開前方主動聲納範圍），在7海里以內發射MK-48魚雷，發射後以線導 方式控制魚雷進入附近邊溫層，並以幾乎和目標平行的航線全速追擊（透過變溫層掩護，蘇聯潛艦較難直接聽到魚雷來襲的聲響）；隨後MK-48會被引導到一個 領先於目標的位置然後垂直轉向，使魚雷進入與目標垂直撞擊的航道。一般而言，MK-48魚雷在距離目標1.5至2海里的距離啟動魚雷自身的尋標器。對於安靜型的目標，MK-48魚雷尋標器的截獲距離大約2海里。

MK-48 Mod.1服役初期，還是存在一些技術缺陷或性能上的缺憾，例如在北冰洋冰層下操作時，發現聲納尋標系統比較容易因冰層間反射迴聲而迷惑；齊設兩枚MK-48魚雷時，兩枚魚雷的導線會相互干擾 。此外，縱然MK-48 Mod.1在熱力推進魚雷之中並不算嘈雜，但過去美國海軍用慣了MK-37電力推進魚雷，因此部分人員還是反應MK-48魚雷航行時噪音過大，不僅干擾自身的尋標器工作，也會在更遠的距離被蘇聯潛艦聽見。此外，在距離蘇聯潛艦較近的距離上發射魚雷時，蘇聯潛艦會聽到美國潛艦開啟魚雷管外門注水以及氣壓系統彈射魚雷的聲音（先前美國MK-37等潛射魚雷為游出式而非彈射式，沒有壓縮氣體彈射魚雷而產生的巨大噪音），因而得到預警，採取迴避或施放誘餌，甚至可能也朝美軍潛艦發射魚雷，迫使美軍潛艦切斷導線並進行迴避。

在1973年9月美國國防部針對1974財年國防預算而向眾議院撥款委員會進行的保密聽證會上，就列出MK-48 Mod.1的30項技術問題（其中大部分可藉由小規模工程改善來解決）；而在1973年底，美國海軍作戰測試評估部隊指揮官的報告表示，MK-48 Mod.1一部份領域的問題，會影響到整個武器系統的有效性（effectiveness），主要是熱力發動機噪音較大，且射程會隨著航行深度增加而遞減；然而，這些是MK-48選擇活塞熱力發動機而必須承擔的先天問題，其噪音勢必比先前電力推進的MK-37魚雷大得多，而且發動機必須對抗海水背壓排氣，消耗較多能量，操作深度越大則自然消耗更多機械能量而使性能衰減；這些先天性的問題需要更大規模的設計變更才能改善。

MK-48操雷 

為了滿足平時的訓練需求，MK-48也有訓練用的操雷（Exercise Torpedo），將戰鬥 部和相關組件移除，改裝一個艦隊演習段（fleet exercise section），又稱操雷頭。「艦隊演習段」內有紀錄魚雷發射、航行與接戰過程的精密紀錄儀器，作為對操作人員和魚雷性能評價的依據，此外還有便於讓友軍回收的組件如充氣浮囊、聲波定位器、染色罐、燈光等等。除了換成艦隊演習段之外，其餘導引、推進、控制等部位則完全與戰雷相同。

MK-48操雷 的其操作程序與使用環境與真實戰雷完全相同，具有距離安全電路和防止與目標相撞功能，避免演練中操雷撞擊潛艦，造成可能的損傷與危害。MK-48操雷配備 固定電路的數位記錄器，以及用於三維靶場追跟蹤的聲脈衝發送器；為了便於回收，操雷具有各種停車模式，操雷頭內並裝有壓力開關，在魚雷到達深度上限和深度 下限時自動關閉發動機，確保操雷安全。達到預設的最大航程後，操雷頭會自動釋放氣囊為魚雷提供正浮力，使魚雷浮上水面，並透過聲波定位器、施放染色罐（遇水即釋放煙霧）等方式讓回收人員發現。

水壓式魚雷發射系統

配合MK-48更大發射深度與靜音發射的需求，美國海軍也配合研製新的魚雷發射方式。

以往使用壓空氣直接將魚雷打出發射管的方式，在更大的潛航深度並不實用，因為壓縮空氣必須克服極大的水壓才能將魚雷推出去，效率很低。更重要的是，壓縮空氣噴發會產生巨大聲響，而射入海水的高壓空氣更會產生巨大的空蝕聲響（氣泡因水壓而崩潰），讓敵方在很遠的距離聽到；此外，壓縮空氣入水後會產生大量氣泡浮升至水面，很容易暴露潛艦位置。

因此在1970年代，美國海軍開發出水壓發射系統，先將發射管注水與外界身海水壓平衡，發射時透過氣壓推動的水錘（ Kinetic Water Ram）機械，從魚雷管後部將高壓水快速打入管內，利用水壓將管內的武器推入海中。使用「水推水」不僅能在更廣泛的深度發射魚雷，也讓發射時的噪音大幅降低；雖然水壓推動彈射魚雷仍會產聲噪音，但不是壓縮空氣的轟然巨響，更完全不會對外釋出氣泡。

美國海軍總共開發出兩種水壓發射系統，分別是使用活塞汽缸的水錘發射（Water Ram Discharge，WRD），以及空氣渦輪泵（Air Turbine Pump, ATP）。其中，ATP以高壓氣體驅動氣旋渦輪以及同軸的離心泵高速旋轉，將海水加壓將魚雷打出魚雷管。而WRD系統則是在每個魚雷管後方配置一個大型線性活塞來推動海水將魚雷打出。

兩者相較，ATP的渦輪可以持續高速運轉工作，以數秒的間隔連續發射魚雷，但持續消耗較多壓縮空氣，每分鐘數萬轉的渦輪也會產生較大的高頻噪音；而WRD機械結構簡單可靠，加壓的活塞推出魚雷幾乎是一對一的壓能轉換，消耗的壓縮空氣較少（因此比較適合能源有限的柴電潛艦），噪音也比較低，但發射後活塞需要一段時間復位而不能連續發射。另外，ATP渦輪的結構比線性活塞汽缸緊湊，安裝位置也相對自由（因為水管路可彎曲），可以設計成魚雷發射系統的「掛件」；而線性汽缸活塞是水平橫向運動，必須設置在魚雷管後方，對魚雷艙的空間佈局造成限制。因此，美國海軍攻擊核潛艦都使用能連續快速發射、空間較為緊湊的ATP渦輪系統，而戰略核潛艦則使用結構簡單、安靜的WRD系統。

MK-17 ATP首先安裝在後期的鱘魚級攻擊核潛艦上，隨後納入洛杉磯級攻擊核潛艦的原始設計中。而MK-67 WRD首先在拉法葉級/麥迪遜級/富蘭克林級戰略核潛艦升級改裝時裝艦（配合換裝三叉戟C4潛射彈道飛彈時），隨後納入俄亥俄級戰略核潛艦的原始設計。拉法葉級/麥迪遜級/富蘭克林級安裝MK-67 WRD時，這些龐大的線性活塞汽缸、水櫃管路等都要塞入艦上既有空間，改裝後魚雷艙擁擠不堪。

至於較早期鱘魚級、大鯧鯵級攻擊核潛艦，雖然在升級時也納入MK-48魚雷，但主要是升級射控系統來配合MK-48魚雷，但舊潛艦的空間要塞入APT的氣壓渦輪、魚雷發射水櫃（WRT）與相關管路閥門難度很高。部分鱘魚級在日後翻修升級時配合加裝MK-17 ATP，而其他沒有換裝APT改進原有的壓縮空氣彈射機制，修改壓縮氣體發射閥門設計，讓射入魚雷管的壓縮空氣壓力曲線更受控更穩定，避免過強的瞬間氣泡損毀MK-48的魚雷導線。然而，使用壓縮空氣彈射不僅在深海效能較差，而且發射時製造的氣泡幕空蝕不僅敵方更容易發現，甚至會暫時遮蔽發射艦本身的聲納。而比鱘魚級更老的大鯧鯵級就完全沒有加裝ATP，僅透過調整氣壓發射系統來適應MK-48。

除了動力彈射外，MK-48必要時還能以自身動力「游出」（Swing out）發射管，但這主要是在萬一魚雷彈射系統失效的備用措施，並非最佳選項。靠魚雷自身動力游出不僅初速較慢，斜盤發動機的OTTO燃油燃燒工作後會產生含氰化氫 (Hydrogen Cyanide)、一氧化碳與氮氧化物的廢氣，進入海水會與水結合形成高腐蝕性的酸性物質，如果魚雷在管內停留時間過長（游出過程比彈射慢得多）就會侵蝕魚雷管內壁的精密塗層乃至於魚雷本身的線導線盤。

註1：斜盤發動機

斜盤發動機是一種「軸向活塞引擎」（Axial Piston Engine），與飛機常用的星式發動機（Radial Engine）類似，都是多具活塞汽缸圍繞中心軸排列。星式發動機的活塞汽缸排列是垂直於中心軸，而軸向引擎的活塞汽缸則是與中心軸平行，這使得軸向引擎的整體直徑可以縮小，因此又被稱為「筒式引擎」（Barrel Engine），適合安裝在細長的魚雷彈體中。而「斜盤引擎」得名於在發動機頂部安裝一個金屬斜盤，平行於中心軸的各汽缸的活塞連接斜盤，通過每個汽缸活塞以適當的時間差動作來輪流推動斜盤，將活塞往復運動的直線動量，轉換成發動機中心軸的旋轉動能並帶動魚雷推進器。克利維特的斜盤發動機是一種外燃機，點火燃燒並不是在活塞汽缸內進行，而是將外部提供的高壓氣體送入汽缸推動活塞；而每個汽缸推動斜盤的時間差，是由斜盤上的旋轉閥 (Rotary Valve)控制，斜盤旋轉時順便開啟下一個汽缸氣閥來接續動力輸出。

外燃式的斜盤引擎對動力來源幾乎沒有限制，克利維特最早交付給美國海軍的原型引擎僅靠壓縮空氣驅動就能產生12匹馬力；1959年美國海軍選擇用斜盤發動機裝備MK-46 Mod 0輕型魚雷時，決定使用使用美國火箭發動機製造商的Aerojet的固態燃料氣體產生器（燃燒速率比航空用固態火箭慢）作為動力源驅動；由於固態火箭燃料產生的廢氣溫度高且具有腐蝕性，還帶有微粒，旋轉閥材料必須防止閥門高溫膨脹而卡死，此外也因而開發了能承受高溫與自我潤滑的複合材料來製造氣密封環，使其在熱氣壓力作用下更緊密地貼合旋轉面，阻擋固態火箭燃燒殘渣進入精密零件區；此外，發動機外部也增加了冷卻水套，引進海水來帶走汽缸持續加熱而產生的熱量。但1962年，海軍要求Aerojet改用OTTO II液態燃油作為斜盤發動機動力，這種版本是MK-46 Mod1，在發動機前方又設置一個燃燒室來燃燒OTTO II油料，產生的高壓氣體送入斜盤發動機。

註2：泵噴推進器 

MK-48模型魚雷尾部的噴泵外罩 

此為凱波特（Keyport ）的美國水下博物館（Naval Undersea Museum）的展示，

打開的魚雷管裡裝填了一枚MK-48魚雷；可以觀察魚雷後部噴泵與裡面的轉子。

為了兼顧提高輸出功率以及降低發動機噪音，美國海軍武器局在1961年決定為魚雷開發較安靜的噴射泵（pump jet）推進器。基本上，噴泵由兩個同軸反轉的轉子構成，兩個轉子都有數量眾多的葉片（兩個轉子的葉片形狀不同），外部有一個導管外罩（Shroud），負責為轉子運轉的水流場進行整流。

泵噴推進器主要是為了解決螺旋槳推進器（無論是用於魚雷或船舶推進）的空蝕（Cavitation）問題，空蝕是螺旋槳運轉的最大噪音來源，對於高速音響歸向魚雷更是致命阻礙。泵推進器是由美國20世紀著名的流體力學專家喬治.維斯利克納斯（George Friedrich Wislicenus）博士在1945年提出，參照航空發動機的軸流（Axial-Flow）壓縮機的概念。

喬治.維斯利克納斯最廣為人知的學術貢獻，是在1947 年出版的教科書「渦輪機械流體力學」（Fluid Mechanics of Turbomachinery），透過嚴謹的數學推導旋轉機械的流體行為，使泵浦、風扇與渦輪都能納入同一個理論框架下。

泵噴推進器由海軍彈藥測試站（Naval Ordnance Test Station，NOTS）與約翰霍普金斯大學的專家進一步研究，而賓州州立大學的ORL彈藥研究實驗室也啟動了一項計畫來研究泵噴的設計方法，並與NACA（NASA的前身）的流體力學專家共同合作，而喬治.維斯利克納斯博士也到賓州大學擔任當時全球最大的實驗「水洞」──Garfield Thomas水洞擔任負責人，指導了一系列研究，將航空推進技術用於水下，開發無空蝕極限的。

螺槳在水下旋轉時，水流通過槳葉，槳葉剖面依照白努利定律（Bernoulli's principle）設計，使螺旋槳前方壓力降低成為低壓區，螺旋槳後方壓力則增加；前方低壓區的吸力加上後方高壓區的壓力將水流往後加速，依照牛頓第三運動定律的反作用力而產生向前的推進動力。

不過，當螺旋槳前方壓力低於水下蒸氣壓時，海水就會汽化，在螺旋槳表面產生大量微小的水蒸氣氣泡；氣泡隨著水流移出低壓區，進入壓力較高的區域（例如槳葉後緣），周圍的高壓導致空泡迅速向內崩潰（Implosion）而產生衝擊波（力量足以在螺旋槳金屬表面打洞），衝擊波往外傳遞產生巨大聲響，這就是「空蝕噪音」。而當螺槳轉速加快，槳葉表面的空泡總體積擴張且失去穩定性，在空泡區末端（槳葉後緣）的壓力差加大，迫使水流逆衝產生回流噴流（Re-entrant Jet）回到槳葉前方高壓區，並使吸附在槳葉表面、成千上萬個微小空泡大量脫離，並在水中形成「雲狀空蝕」 (Cloud Cavitation)。「雲狀空蝕」的空泡塊會幾乎同時進入槳葉後緣的高壓區，並在極短時間內同時塌陷，產生的衝擊波相互疊加而發出巨大的寬頻噪音（Broadband Noise）；這樣強大的衝擊波也會對螺旋槳的金屬表面產生物理破壞，嚴重影響螺槳壽命。

對於船艦而言，最危險的是葉尖渦流空蝕 (Tip Vortex Cavitation）現象；螺旋槳葉尖端是整個螺旋槳切線速率最快的部位，自然是壓力最低的區域，這使得葉尖成為最早發生空蝕現象的部位；而螺槳前方的壓力低而後方的壓力高，在槳葉最外側就會出現後方水流繞過葉尖、往前方逆流而形成管狀的渦流（Vortex，類似飛機機翼與旋翼產生的現象），渦流旋轉的離心力又使中心壓力進一步降低。雖然葉尖渦流空蝕 的噪音不算很大，容易由背景噪音遮蓋，但槳葉在非均勻流場（例如螺槳上方水壓較小、下方水壓較大）旋轉時，空蝕噪音就會跟著週期起伏（調變），會以螺槳轉速×葉片數量×倍頻的窄頻噪音（Narrowband Noise）形式傳遞，很容易成為被敵方聲納特別鎖定辨識的特徵；如果敵方聲納後端擁有頻譜分析能力，就可從背景噪音過濾出特定的窄頻噪音，並根據頻率推算出槳葉數目、轉速（可推算速率）以及船艦型式。

螺旋槳葉表面的空泡除了增加噪音、傷害槳葉結構外，也會減損高速推進的效率。當空泡覆蓋大部分槳葉時，會使葉片難以接觸水流（產生反作用力的來源），此時即使增加轉速也只會產生更多空泡，不會將更多水流待往槳葉後方來增加推力，使推進效率急遽下降。

在螺槳轉速不快時，窄頻噪音的基頻很低（約5-20Hz），需要用極低頻的陣列或大孔徑拖曳陣列聲納才能接收；而魚雷則因為聲納陣列太小，不可能偵測極低頻噪音，限制了被動音響歸向的目獲距離。

泵噴的基本原理，是在推進器轉子（ Rotor，又稱為葉輪/Impeller）外加上一個符合流體力學的導流罩（Shroud）。導流罩內部分為三段：前段是個入口小、出口大的管道稱為「擴散段」（Diffuser），在水流進入槳葉前先行整流；由於管道截面積逐漸擴大，進入的水流會跟著減速並增加壓力。在水流抵達轉子時，水流壓力已經遠超過蒸汽壓，因此螺旋槳轉速再快也不會產生汽化而在表面生成空泡，消除了轉子表面空蝕現象。

在導流罩中段，內壁以極小的間隙包著裡面轉子，限制了轉子葉尖逆流而消除大部分的渦流（Vortex）；雖然仍有極少量渦流仍可能穿過這個間隙逆流，但導流罩內壁的邊界層（Boundary Layer）與葉尖水流的剪切力會相互抵消，使渦流能量被切碎成無數個微小擾動，並在導流罩內部的紊流中迅速消散，難以形成明顯的空蝕噪音。為了充分發揮導流罩抑制渦流的效果，轉子葉片還將葉尖端切平，旋轉時轉子尖端能與導流罩內壁之間保持恆定的極小間隙空間。而為了分散推力負載的壓力差，泵噴轉子會比一般螺旋槳使用更多葉片，所以轉子外型更接近噴射引擎的風扇/壓縮機葉片，而不是螺槳。

導流罩後段裡面有一圈固定的葉片稱為定子（Stator），負責為通過轉子的高速水流整流；經過高速轉子的水流帶有強烈的旋轉動能，如不處理，不僅會白白浪費這些能量，還會產生不穩定的尾流噪音。定子的螺角（Pitch Angle）與轉子相反，用來抵銷水流旋轉速度，這使得水流被強制整流成直線噴射；這能將旋轉動能轉換成推力，降低尾流噪音，同時也抵銷轉子的「扭矩」而避免魚雷滾轉。另一方面，定子也可切斷轉子葉尖的殘餘渦流，並破壞週期性的噪音調變，進一步消除葉尖渦流空蝕的噪音。一般而言，泵噴的轉子葉片的數量通常會與定子葉片互質（Relatively Prime，例如7葉片轉子配13葉片定子），確保轉子葉片在旋轉時，不會同時與多個定子葉片角度重合而強化噪音並產生調變。

與傳統螺旋槳相較，泵噴推進在低速情況下，因導流罩增加阻力而影響推進效率，而傳統螺旋槳在低轉速空蝕效應不明顯時效率較高；但在高速航行時，轉子因為外罩整流，在「無空蝕」下透過拉高轉速穩定增加推力，而螺旋槳在高速因為槳葉都被空蝕氣泡包住、無法接觸與帶動水而使推進效率急遽降低。因此，泵噴推進特別適合作為需要高速航行的魚雷，而需要兼顧低速航行能力的潛艦，在較晚才開始採用泵噴，而最先在潛艦上運用泵噴推進的是英國人。

雖然理論上泵噴推進表現十分完美，但導流罩、轉子與定子對精密度與材料要求都很高；由於這三者的交互作用會產生許多跟以往與螺旋槳不同的流體反應，需要時間累積各項理論，並依照各種情境條件進行實驗，才能真正達成理想的推進與聲學靜音效果。

RETORC II研究計畫的水下實驗顯示，新推進系統能有效降低自身噪音，以MK-37魚雷兩倍速度（54節）航行時，產生的噪音比MK-37還低；這使MK-48的音響目獲距離，比原定目標的較2000碼還高50%，目標搜索獲得模式的搜索面積是MK- 37的20倍，使魚雷能進早鎖定高速核潛艦並瞄準目標。

由於泵噴的技術難度高，美國海軍也同時研究改善同軸對轉螺旋槳技術、提高靜音性能，作為萬一泵噴發展不順利的替代方案。同軸對轉螺旋槳將負荷分散在前、後兩級螺槳上，使得個別螺旋槳的轉速可以降低，遂達成延緩空蝕噪音的效果。而透過靜音潛艦採用的大側傾螺旋槳（Skewed Propeller）技術，也就是將槳葉外側設計成鐮刀狀彎曲並後掠的形狀，使槳葉末端的水流沿著邊緣移動的分量增加，原本會產生升力的分量則下降，導致推力負荷往槳葉中段移動，使最易誘發空蝕的槳葉尖端負荷減輕，同樣可延緩空蝕現象出現的航速。

註3：OTTO燃料

在二次大戰時代，美國海軍潛艦部隊航速最快的魚雷，是採用蒸氣推進的MK-14反艦魚雷（航速46節、射程4500碼），這樣的速率才有可能攻擊以30節高速航行的水面作戰船艦；二次大戰後期後期，美軍潛艦主要以電力驅動的MK-18魚雷（航速29節、射程4000碼）對付航速只有8至12節的商船與運輸船隊。MK-14魚雷以酒精作為燃料，以壓縮空氣為氧化劑，並有淡水在前兩者進行燃燒（氧化還原）時吸熱汽化為渦輪機降溫。壓縮空氣是MK-14最大的問題，一方面壓縮空氣中的氧氣僅佔1/5，其餘4/5是不會燃燒的氮氣，除略微提升質流率（蒸氣動能）外沒有任何貢獻，而氮氣不溶於水使魚雷排入水中的高溫廢氣產生大量氣泡，形成在日間明顯可見的尾跡。二戰期間美國也曾研發過以過氧化氫（H2O2）為氧化劑的MK-16反艦魚雷，過氧化氫能量密度遠高於壓縮空氣或純氧，而且燃燒產物是水與易溶於水的二氧化碳（CO2），排入水中後只會產生微量尾跡；但過氧化氫非常不安定，一旦受熱或接觸到金屬離子就可能開始分解，分解就產生熱量而連鎖反應直到爆炸，因此對儲存容器的要求非常高（通常是高純度鋁）。太平洋戰爭期間美國海軍優先生產生產技術成熟的MK-14等魚雷，使MK-16魚雷的研發一度被擱置，在1943年才恢復，其技術指標是46節航速下航行7000碼（後來更增至11000碼），在戰爭結束前僅完成1000枚。MK-16在二戰結束後仍持續改良，製造了1600多枚，在許多年間與MK- 14作為美軍潛艦的主要反艦武器。

在二次大戰後，美國海軍仍積極研究可替代過氧化氫的高能氧化劑。在1950年代，在馬里蘭州印第安黑德（Indian Head, Maryland）的美國海軍軍械局（BuOrd）推進劑工廠（Naval Propellant Plant）擔任魚雷部門顧問的奧圖.萊特林格（Otto W. Reitlinger）博士，提出了一種革命性的概念，將氧化劑安全並穩定地封存在燃油中，不僅可避免氧化劑洩漏的風險，而且只需要儲存與運輸單一一種推進劑（以往都要分別儲存氧化劑與燃料），此外也不需要壓力管路，大幅簡化了裝填與運輸等作業；對魚雷本身，這免除分開儲存氧化劑與燃料，發動機燃燒室設計也能簡化。依照這樣的概念，奧圖.萊特林格在1950年代末正式推出一種穩定、亮紅色的「單基推進劑」（Monopropellant，意味將氧化劑與還原劑合而為一），海軍便以奧圖博士將之命名為OTTO燃油（Otto Fuel）。

OTTO II燃料由美國海軍軍械局（BuOrd）擔任魚雷部門顧問的奧圖.萊特林格（Otto W. Reitlinger）博士所發明（OTTO燃料的名稱就是取自奧圖博士），在1950年代末期問世，在1960年代進行測試，並開始展現良好的性能。

奧圖.萊特林格研發的OTTO燃油系列總共有五種，編號分別是I、II、III、IV、V，成分與配方比例不同，主要區別是燃料中的含氧量，含氧量則能量密度高但安全性相對降低。經過測試後，美國海軍選擇其中的OTTO II燃料，其能量密度與安全性都居中。相較於MK-48 Mod0的過氧化氫/柴油雙組元燃料系統，OTTO II單組元燃料的能量密度低30%。

OTTO II燃料在1963年7月起進行全面測試，證實其不僅能量密度足夠，而且安全性遠優於過以往氧化氫類燃料。於是在1964年2月，美國海軍武器局（BuWep，在1959年時由海軍航空局(BuAer)與軍械局合併而成）正式確認的新型魚雷使用OTTO II燃料，首先是RETORC I輕型魚雷計畫的MK-46，然後也確定RETORC II重型魚雷（即MK-48）採用。原本MK-46 第一種型號Mod.0以固態燃料火箭產生的燃氣驅動斜盤發動機，而RETORC II原本打算採用90%濃度的過氧化氫加上柴油；OTTO II燃油的性能與穩定性得到驗證後，RETORC I/II雙雙確定改用OTTO II燃料。美國海軍魚雷使用 OTTO II燃料以來，從未發生重大的魚雷推進系統災害事故。

OTTO燃油的主要成分是有三種，其中工質（燃劑）是二硝酸丙二醇酯（Propylene Glycol Dinitrate，PGDN，約佔76%），安定劑是癸二酸二丁酯（Dibutyl Sebacate，DBS，約佔22.5%），此外還有作為抑制劑的硝基二苯胺（2-Nitrodiphenylamine，NDPA，約佔0.5%），以及稀釋用的混合添加劑等，能量密度約為3.1MJ/kg。

二硝酸丙二醇酯是由醇類與硝酸反應的硝酸酯（Nitrate Ester）化合物，通用化學結構為R—O—NO2；其中R是由碳氫鏈組成的有機官能基（在PGDN 中源自丙二醇），作為反應中的還原劑；NO2是硝基，其中的氧原子是氧化劑的角色；中間的O是氧原子，負責將多元醇與硝基連接起來。中間的氧—氮（O—N）平時可以穩定維持，接受外部能量（受熱、摩擦或衝擊）時鍵就容易斷裂，兩邊的氧化劑與還原劑就會開始反應，產生大量氣體（氮氣、二氧化碳、水蒸氣）和熱能；因為氧化劑緊鄰還原劑，反應速度會非常快，產生的熱能與震波又會誘發周圍分子的氧—氮鍵斷裂，產生劇烈的連鎖反應（因此同為硝酸酯的硝化甘油是一種烈性炸藥）。

為了降低PGDN的敏感性，OTT燃油中加入癸二酸二丁酯(DBS，Dibutyl Sebacate，約22.5%），在燃油中扮演惰性介質，相當於一個「緩衝墊」，將PGDN 分子有效稀釋與隔絕，能大量吸收並散射外部傳入的熱能或動能，阻止PGDN分子反應的震波繼續傳遞，避免不受控的連鎖反應。此外，為了防止PGDN在長期儲存中變質，OTTO燃油中還加入1.5%的「硝基二苯胺」（NDPA，2-Nitrodiphenylamine）作為抑制劑，在PGDN自行分解產生氮氧化物時會與其結合，阻止高活性的氮氧化物進一步破壞周圍的PGDN分子。

DBS與NDPA等於為OTTO的主要工質PGDN提供保險，使其能夠穩定與安全地儲存。OTTO燃油在常溫常壓下無法點燃，必須在高壓環境下用噴嘴霧化，解開DBS束縛並增加PGDN分子的碰撞頻率，才能造成連鎖反應而形成穩定的燃燒。OTTO燃油在常溫下幾乎不揮發，因此不會產生易燃油氣而被火花點燃，可以儲存10年以上而不變質。OTTO抵抗衝擊的能力也很強，美國海軍曾用20mm機砲直接射擊OTTO燃料箱，也無法使其起火或爆炸。

整體而言，OTTO II十分安全，不易燃燒、爆炸，且毒性與腐蝕性相對較低，對震動也不敏感，即使以子彈射擊也不會爆炸；由於安全性甚高，而且不用區分氧化劑與燃劑，因此便於運輸儲存，有效期限高達7至9年。由於OTTO II對魚雷燃料槽腐蝕性小，平時魚雷試射操作（將戰鬥部換成紀錄儀器）之後只需補充燃料就能頻繁重複使用（海水電池是一次性，航行一次就需整組更換；而過氧化氫腐蝕性較強，魚雷相關組件需更頻繁地維修更換），降低了每次使用魚雷的成本，不僅使作戰部隊能更充足地進行戰術戰技訓練，也提高了大批量魚雷試射工作的經濟可負擔性，而越頻繁的試射利於驗證魚雷性能、可靠度以及後續升級改良。

由於OTTO燃油自帶氧化劑，不需要氧氣也能燃燒。一旦開始燃燒，消防人員就無法單靠二氧化碳等隔絕氧氣的手段來滅火，只能用二氧化碳或水霧降溫，讓火焰自己熄滅。另外，OTTO燃油比水重，不像航空汽油或柴油會浮在水上以上繼續燃燒或擴散，液態水可將OTTO燃油壓在下面並覆蓋，繼續吸收其火焰熱量。美國海軍將OTTO燃油歸類為「不易燃」（non-flammable），但如果將OTTO燃油潑灑在紙張、碎布或絕緣材料（例如石棉）等纖維材質上，燈芯效應就使其可以被點燃，因此OTTO燃油的儲存環境需保持整潔，並去除纖維物品。此外，如OTTO燃油儲存在沒有卸壓裝置的密閉容器中加熱，PGDN在溫度達到120度以上時就會開始分解產生氣體，氣體壓力不斷增加，就可能達到燃燒條件而產生爆燃。

不過，OTTO燃油也不是完美無缺。OTTO II燃油成分是以還氧劑大於氧化劑的「貧氧」比例來保障安全性，因此燃燒反應並不完全，產生的廢氣80%不溶於水，包含一氧化碳（37%）、氮氧化物（9%）、氰化氫 (Hydrogen Cyanide)等，會在航行時產生大量氣泡而形成明顯尾跡。而這樣的廢氣也導致MK-48指只適合以彈射方式從魚雷管發射，如果採魚雷以自身動力「游出」魚雷管，這些廢氣成分海水會與水結合形成高腐蝕性的酸性物質，損害魚雷管壁與內部設備。

註4：EX-12/13反艦魚雷項目（MK-47）（未成）

在發展EX-10/MK-48重型反潛魚雷之餘，美國海軍也進行代號EX-12的潛射反艦魚雷計畫，希望取代二次大戰時代的MK-14/16潛射反艦魚雷。在發展初期，美國海軍直接賦予其正式的軍方型號：MK-47。EX-12不具備音響歸像能力，僅能透過陀螺儀進行直航或依照預設路徑航行，唯一較新穎的技術是感應啟爆器（可能是用數位電路偵測磁場變化）。

隨後EX-12被EX-13潛射反艦魚雷（Submarine Launched Anti-Ship Torpedo，SLAST）取代。與直航的EX-12相較，EX-13恢復使用聲納尋標器以及線導。與最初的RETORC II一樣，打算採用過氧化氫與90%柴油作為燃料，燃燒後產生的廢氣是水蒸氣與二氧化碳，與MK-16 過氧化氫反艦魚雷一樣不會產聲明顯尾跡。SLAST計畫包含幾個關鍵技術：

1.雙模感應啟爆器：綜合磁場與聲納尋標，更精準地判斷在船艦龍骨下引爆時間。

2.多波束被動音響歸向系統：類似潛艦的數位多波束指向聲納（DIMUS），能在大角度範圍內同時以多波束精準探測，提高目標搜索與多目標追蹤能力。

3.雙向數位線導系統：採用雙向數位線導，包括從發射艦傳輸到魚雷的指令，以及把魚雷聲納尋標器探測的音響訊號數位化後回傳，比EX-10魚雷的單向傳遞指令技術要求更高。

4.尾波歸向（Wake Homing）：水面船隻航行時，船體排開海水與螺旋槳擾動產生水大量微小氣泡，形成數公里長的尾波，而尾波歸向系統就是探測此種擾動。與聲波不同，尾波強度與船艦排水量直接相關，因此誘餌無法模擬大型船隻的尾波。尾波歸向主要是利用高頻主動聲納偵測船艦尾波的存在；不過，魚雷無法單從尾波判斷出船隻的方向與位置，需以「之」字形航線來回切過尾波來推斷航向，逐漸逼近目標直到命中。

6.淺水航行技術：反艦魚雷在接近水面的深度航行，受到波浪的影響會遠大於在深海工作的反潛魚雷，因此需加強魚雷的航行穩定性。

由於EX-10實驗魚雷計畫轉成MK-48武器項目後，研發工作轉到兩家承包商身上，於是海軍NUOC就就能專注於EX-13/SLAST反艦實驗魚雷計畫，並使用RETORC II計畫留下的實驗魚雷載具進行測試。然而，EX-13/SLAST進行沒多久，美國海軍就決定將之取消，在1967年決定將反艦功能納入MK-48魚雷中。如果MK-48能兼具反艦能力，潛艦上就不需要分別攜帶反潛跟反艦魚雷，大幅提高了戰術便利性，也簡化了後勤保障和儲存作業。

註5：美國海軍在二次大戰後期將魚雷戰鬥部裝藥從TNT換成魚雷炸藥（Torpedo Explosive，TORPEX），TORPEX是RDX (42%)、TNT (40%)與鋁粉 (18%)的混合物，RDX的引爆速率比TNT高20%（8400m/s vs 6900m/s），代表瞬間釋放更多能量，產生更強更猛烈的衝擊波來撕裂堅硬物質（例如鋼板）；不過，RDX製程比較昂貴，需要大量原料，且對震動相當敏感；混合TNT可以降低RDX的敏感性，同時TNT本身也是炸藥，可以提供額外的能量；鋁粉則可與RDX與TNT產生的高溫廢氣（水蒸氣、二氧化碳等）發生二次反應，雖然鋁粉爆炸素欲較低，但正衝量（Positive Impulse）較高（即能持續很長的高壓輸出時間），能將更多海水加熱成水蒸氣而產生更高的「氣泡能量」（Bubble Energy），綜合這些效果使TORPEX的水下爆炸威力比TNT增強50%。

PBXN-103則是源於1950年代海軍彈藥實驗室（NOL）對北極星潛射彈道飛彈的固態燃料的安全性研究。在研究中，NOL發現塑性硝化纖維與硝化甘油構成的「雙基推進劑」（Double-base Propellant）在加入過氯酸銨（AP）與鋁粉（Al）後，水下爆炸威力可大幅提高。雖然PBNX-103的爆炸速度低於RDX基炸藥，但起爆後正衝量（Positive Impulse）很高，能產生更多的氣體與熱量，因此在水下爆炸時會產生很大的氣泡能量（Bubble Energy），增強對船隻龍骨的破壞力。

註6：多數公開資料（包括Norman Friedman著作）都沒有提到MK-48 Mod 2用OTTO燃油強化引爆威力的作法，但根據 1974年美國海軍研究院的一篇論文「武器系統的導入不需要是一場戲」（Weapons System Introduction Need Not Be A Charade）中，引用一篇MK-48項目參謀報告（Mk-48 Program Staff Review）中一段文字：MK 48-0（即西屋的Mod0） 受限於彈頭重量僅XXX磅，其後繼型號 MK 48-2（即西屋的Mod2）作為雙用途（反潛 / 反艦）武器將具備XXX磅的爆炸威力；這是透過特殊的啟爆器（Detonator）達成：在引爆XXX磅彈頭的同時，一併引爆剩餘的OTTO II燃油...雖然Mk 48-1 型（克利維特的Mod1）並無引爆剩餘燃料的計畫，但若加入此功能，其爆炸當量可增加到 TNT炸藥 XXX磅以上的水準」。

註7： 傳統上，魚雷的設計目標是從側面命中敵艦艦體，在水下炸出大洞使其進水沉沒。第一次世界大戰以後，水面戰艦越來越重視水線以下裝甲與防雷隔艙的設計，這使得光靠魚雷爆炸在艦體側面開洞越來越難使之沉沒。然而，科學家發現炸藥在水下引爆所產生的高壓氣泡（包含了炸藥廢氣與加熱汽化的海水），對水面船艦的破壞效果會比直接在艦體開洞更大。 此種爆炸產生的效應分為三個階段：首先，魚雷爆炸初期產生的震波會先衝擊船底，造成局部結構破壞；接著，高壓氣泡被水壓擠會上浮並膨脹（水深縮小使壓力降低），力量足以將船隻龍骨抬起；當氣泡膨脹到極限後，周圍水壓導致氣泡迅速向內塌陷而產生向下的吸力，使目標船隻龍骨下墜（加上目標船隻本身的重力），產生劇烈的垂直震盪而導致龍骨折斷，此階段稱為甩鞭效應（Whipping Effect）； 接下來，氣泡塌陷時，周圍海水會迅速填補氣泡留下的真空時，形成一股強力的向上噴流，再次衝擊龍骨已經斷裂的目標船體，進一步撕裂船體加速破壞。

根據MK-48實際攻擊水面靶船的畫面，魚雷是在船艦龍骨下方引爆，靠著近距離爆炸的震波破壞船艦結構以及龍骨。爆炸在水下瞬間產生一個真空區域，由於船體結構與龍骨已經受損，再加上靶船自身重量擠壓，經常立刻折斷。

（1） （2）