93式鱼雷真容
要使鱼雷的射程增大、威力增强，必须携带更多的燃料和炸药，这势必会增大鱼雷自身的体积，但大型鱼雷会给驱逐舰的搭载带来非常大的困难，影响到舰艇的灵活使用，反而发挥不出鱼雷的威力，产生本末倒置的结果。因此，当鱼雷技术发展到20世纪初，各国海军技术专家公认鱼雷的性能已经到极限了。但是，战争中的需求和人的想象力永远不会让技术的发展陷于停滞。
空气的困惑
在鱼雷体积一定的前提下增加航行距离，最好的办法就是使用动力更强、效率更好的推进器。“湿式热动力鱼雷”的推进原理都是让空气罐中的压缩空气进入燃烧室，和燃料充分混合。像煤油之类的燃料是由86%的碳和14%氢构成，当油气混合物燃烧时体积会膨胀14.5倍，而且产生高温，这很容易损伤发动机。因此，水被用来充当冷却剂，使1200℃的气体在进入主发动机时降为900℃，同时产生一部分水蒸气被导入燃烧室助推。如何提高发动机的动力，技术专家们将目光击中在作为助燃剂的空气上。空气中对燃烧起强氧化作用的是氧气，但它只占空气的21%，其它79%都是氮气和少量的二氧化碳及惰性气体。显而易见，氧气才是对燃烧有用的成分，而氮气则没有用处。因此，为了能提供比现有型号鱼雷更快的速度和更远的射程，需要利用效率更高的助燃物，人们开始对空气构成的比例打起了主意。
经过研究，用纯氧替代普通空气进行助燃显然效率最高，这种设想最早是由法国人提出来的。这种设计有以下优势：
1.相同的气体体积下就可以得到是原来5倍的能量（当然也导致鱼雷行走机构的巨大改进），射程会增加，而且作为一项已经广泛使用的技术，纯氧的获得已经不是那么苦难了。
2.使用压缩纯氧会为雷头战斗部提供更大的空间，能填充更多的装药，增大鱼雷威力。
3.去除了氮气等不产生化学反应的气体后，鱼雷驱动时产生废气的主要来源就消除了（石化燃料的成分碳、氢与氧气结合变成二氧化碳和水，二氧化碳易溶于水），雷迹几乎消失了，大大加强了鱼雷的隐蔽性。
所以使用压缩纯氧作为新式推进动力的优势是显而易见的。
从20世纪初期开始，很多国家的鱼雷专家们都被动员起来去完成氧气鱼雷的研究。可是，他们很快都一个接一个地放弃了对这种梦幻式武器的开发。原因很简单——氧气的处理非常危险，虽然氧气自身不是爆炸物，但“氧化”这个词和“燃烧”是同义词，急剧的“燃烧”（氧化）就是“爆炸”。纯氧在狭小空间内引起的“燃烧”很容易转变成致命的“爆炸”。纯氧的这种“火爆脾气”成了研制氧气鱼雷最大的技术难关。各国在研制氧气鱼雷的过程中都发生过严重的爆炸事故，让不少追逐超级鱼雷梦想的技术人员遗恨九泉，许多国家在屡遭挫败后放弃了对氧气鱼雷的开发，唯独日本还在执着地坚持着。
为什么只有日本能够开发成功氧气鱼雷呢？这和日本特殊的国家环境是分不开的。这个岛国面积虽小，但心比天高，一直拥有深厚的大海情节。在打赢了中日甲午海战和日俄战争后，它的军事实力和称雄野心都急剧膨胀。20世纪初，日本已经成为一个名副其实的后起海军强国。不过，它即将面临的对手将远远强于之前的近邻，那就是庞大的美国海军。因此，日本人在综合国力方面处于劣势的时候，力图以某些技术方面的优势来弥补，氧气鱼雷就成为了扭转乾坤的秘密武器之一。除开这个原因，坚韧的民族特性也促使日本人的成功。其中很多领导人和研究者都付出了巨大的心血，甚至是生命的代价。
执着的岛国
日本海军是从什么时候开始有氧气鱼雷的想法还不能确定，但是早在大正5年（1916年）日本海军舰政本部就下达了研究用纯氧代替压缩空气作为鱼雷氧化剂的命令，以小仓德四郎技术大尉为首的开发小组开始用普通型的44式457毫米鱼雷进行试验，但很快就陷入了和其他国家同样的困境——无法找到一种让纯氧在鱼雷内部安全燃烧的途径。日本人虽然采用了逐渐增加氧气含量的谨慎办法，但当氧气含量增加到30%后，点火时燃烧室立即发生爆炸，发动机随之停止工作。在发生了一系列事故之后，这一计划被暂时搁置起来，等待相关的技术难题克服以后再议。实际上造成这种状况的原因是燃烧室的结构强度没有随着氧气含量增加而增强。
大约10年后的一件事促使日本重新继续在这一领域的研究工作。1926年，在英国韦矛斯港（Weymouth）的怀特黑德工厂受日本海军的委托生产20枚高速鱼雷。大八木静熊造兵大尉（后来晋升为技术少将）当时正作为日方技术代表在工厂里学习鱼雷设计，他偶然地听到一些关于英国皇家海军的新式战列舰“纳尔逊”级（Nelson）将装备氧气鱼雷的小道消息，但是他却不能辨别这些传闻的真实性，实际上在这型战列舰上根本没有装备鱼雷，受到这一消息的影响，日本人以一种“宁可信其有，不可信其无”的心态再度上马。1928年，日本海军舰政本部水雷部命令吴海军工厂对氧气鱼雷进行重新研究和实验，研究小组的主要成员之一就是从英国学成归来的大八木静熊大尉。在他的指挥下，技术人员利用90式鱼雷进行了大量实验，积累了不少数据，但是，纯氧于燃料混合后的点火问题依然像拦路虎一样阻挡着日本人的成功，在随后几年中，研究工作始终没有取得突破。
1931年，日本海军得到情报说美国已经放弃了鱼雷方面的研究，并且从巡洋舰以上船只上拆除了鱼雷装备，这让紧张的日本人多少感到有些轻松，但很快就传来消息，美军重巡洋舰装备的新型203毫米舰炮射程能达到20000米以上，超出了日军当时主战鱼雷的射程很多，这意味着日军舰艇还没有接近到鱼雷攻击范围就会遭到美军的炮火打击，超远射程鱼雷的研究不仅不能停下来，反而要快马加鞭。曾参与氧气鱼雷研制的岸本鹿子治后来回忆：
“当时，我们得到情报说美国海军废除了巡洋舰以上舰只的鱼雷武器。我那时刚刚调到舰政本部，根本什么也不懂。头两个月都在学一些基础的东西。有一天，军令部第三（情报）课课长户塚和我商量在巡洋舰上安装鱼雷发射管的事情。当时我表示同意，但是加了一个条件：鱼雷的最大射程必须增大。美国人当时认为，既然巡洋舰的203毫米主炮可以达到2万米，而鱼雷最远也就1万多米，那么舰队炮战时，鱼雷就派不上用场了。如果日本也这么想，我觉得对于那些热切希望加入鱼雷部队的官兵来说，是个不小的打击。为了让鱼雷在大型舰艇上继续存在，那么除了增大其射程之外，别无他法了。当时日本使用的鱼雷主要是直径610毫米的，如果改装成700毫米的，射程最大也就是3万米。另外，改装成750毫米和700毫米的差别不大。也就是说，只要以空气作为主要原动力、鱼雷射程就不会有更大的提高。如果使用氧气的话，可以增加动力，获得更高的速度，增大射程。这个常识世界各国都明白，但是如何防止氧气爆炸就是个难题了。各国都没有开发出有效地预防氧气爆炸的方法，因此纷纷放弃了氧气鱼雷的研制
柳暗花明
日本人也被氧气易爆问题困扰着，但是一次意外事故让苦恼的日本鱼雷技术人员看到了一丝转机。昭和6年（1931年）在横滨海上举行的观舰式上，水上飞机母舰“能登吕”号发生了汽油库爆炸事故，在研究相关预防措施时，发现使用汽油抗暴剂能收到很好的效果。这让鱼雷设计部门眼前一亮，在之前的氧气鱼雷实验中，一旦空气里混入超过25%的氧气，就容易发生爆炸。如果加入汽油抗暴剂会怎样呢？海军舰政本部希望东京大学的长井教授能够为海军研究这个课题。当时，舰政本部拨发的委托研究费仅有大约7000日元，实在是囊中羞涩。舰政本部部长衫正人机关中将和第一课课长长星野夫大佐对这项研究很感兴趣，私人赞助了6000日元，才解决了经费问题。三个月后，长井教授向海军汇报了研究结果。他试验了各种比例的氧气空气混合气体的燃烧反应，想找出预防爆炸的方法，但是没有成功。实验非常危险，不能继续下去了。但是，长井教授发现一个有趣的现象：如果点燃氧气和雾化石油的混合气体，会发生爆炸；但如果点燃石油后再吹入纯氧，则不会爆炸。
这一发现对海军来说是个绝好消息。只要明白了这点，剩下的问题就可以交给海军技术部门解决了。海军技术主任朝熊利英造兵中佐（后来晋升为造兵中将）被派到吴鱼雷实验部，负责建造相关的实验装置，解决相关的技术问题。当时海军省军务局长丰田贞次郎海军少将已经耳闻英国在研制氧气鱼雷过程中发生过多次严重的爆炸事故，况且在10多年前日本人自己也吃过苦头了，对于是否进行试验犹豫不决，最后以绝对确保安全为条件勉强批准了实验，吴海军工厂总务部最初也以实验过于危险为由加以拒绝，舰政本部派出岩濑、田中两位课员登门拜访，费劲唇舌，晓以利害，厂方才答应下来。燃烧试验一旦稍有差池，就会引发爆炸，其中的危险不言而喻。为了避免造成人员伤亡，吴海军工厂接受朝熊中佐的建议，在203毫米舰炮炮塔内进行实验，从炮塔外部操纵阀门开关，朝熊在现场亲自指挥。舰政本部提供了两套8年式鱼雷的改良空气罐，发动机和推进器用于实验。
第一次实验是在昭和7年（1932年）初进行的，先向燃烧室中输入空气，然后喷出雾状石油并点燃，接着吹入纯氧，虽然引起了猛烈地燃烧，但是并没诱发爆炸。实验证明了长井教授的发现是正确的，让技术人员们信心倍增。在第二次实验时，大八木静熊提出用50%氧气和50%空气（氧气和氮气的比例分别为63.5%和35.5%）混合成每平方厘米压强达195千克的压缩气体，输入燃烧室进行点火，然后再逐渐增加氧气纯度实现纯氧燃烧。这次燃烧室的结构强度也随着氧气含量的增加得到了加强，体积也增大了。实验竟出人意料的顺利，燃料燃烧稳定，没有发生爆炸，这让已经预想到最坏结果的舰政本部官员们喜出望外，最大的技术瓶颈看到了突破的曙光。尽管这个实验只是初步验证了大八木静熊设想的可能性，但在初次成功的鼓舞下，研制小组人员的心情轻松了很多，甚至已经有人认为大八木静熊过于谨慎了，应该更大胆的尝试。这种情况下最容易出问题。结果在第三次实验时就出了漏子，氧气罐受热冲开阀门，泄露的氧气和参与油气混合后发生爆炸，一名工人被当场炸死，还险些酿成大火，幸好被工人们及时扑灭。另外，在水雷学校的鱼雷调整场，有人发现一枚氧气装填完毕的鱼雷前段有少量氧气泄露。学校教员在修理时，由于操作不当，导致鱼雷爆炸，这位教员当场死亡。这两次不幸事件为人们敲响了警钟。
“大杀器”降生
在接下来的日子里，大八木静熊和他的同事们开始在实验成果基础上完善技术细节，潜心研究氧气鱼雷的实用化，虽然点火问题解决了，但要制成能够投入实战的鱼雷还有很多问题要解决，例如向燃烧室里输送氧气和空气的混合气体的问题，日本技术人员在氧气罐边增加了一个小的启动燃烧室（体积大约有50升，后来称为第一空气室），氧气先在这里和空气混合，再进入主燃烧室和雾化的煤油混合燃烧。燃烧室体积加大以后，使得原来的淡水冷却器的空间非常紧张了。氧气鱼雷的燃烧室和发动机的问题会变得更高，用于冷却的水也大幅增加，大概是压缩空气鱼雷用量的3.5倍。所以大八木静熊抛弃了淡水冷却容器，而是设计了一个水泵在发动机上，直接抽取海水来冷却发动机和燃烧室。这一设计也带来一个潜在的问题——海水中的盐分会结晶引起堵塞，但是在1200℃的高温环境下，海水中的盐分不会对鱼雷的运行造成太大的影响。主发动机由普通空气来助燃启动，然后海水由泵吸入，缓冲后的海水一部分被引进发动机助燃，另一部分则冷却燃烧室。先前混合的气体被耗尽后，已经处于燃料燃烧状态的主发动机中会吹入纯氧，启动燃烧室的剩余气体（空气中的氮）则被输送去作为尾舵的启动动力。开始燃烧时使用空气和纯氧混合，以及用海水取代淡水进行冷却是氧气鱼雷成功的关键。当时所有研究人员都陷入了一种狂热的工作状态，大八木静熊在战后回忆说：“那个时候呀，所有相关技术人员没有一个回宿舍睡觉，大家都挤在厂房里，废寝忘食的工作。”到1932年夏天，一枚实验型氧气鱼雷被制造出来，并进行了成功的测试，没有发生爆炸，运行的状态也非常好，这枚鱼雷被称为“特B型”鱼雷。但是，由于吴海军工厂生产的氧气压缩机尺寸太小，鱼雷的速度和射程都低于预期。
“特B型”鱼雷没有投入服役。因为它是一种实验型号。在朝熊利英的主持下，技术人员借鉴了“特B型”鱼雷的优点，设计了“实验A型”鱼雷，并最终发展成为真正实用的氧气鱼雷，即著名的93式1型鱼雷。“实验A型”鱼雷有以下几处改进：
1.不同的电路结构排列；
2.纯氧氧气罐压力达到每平方厘米225千克；
3.独立的启动燃烧室（第一空气室），体积13.5升，压力达到每平方厘米235千克；
4.主发动机靠普通空气启动，然后逐渐增加氧气含量最后达到100%；
5.主发动机结构强度加大；
6.改进的海水缓冲冷却器。
“实验A型”鱼雷在1932年年底完成设计，吴海军工厂鱼雷部生产出了2枚样雷，并进行了陆上测试。1933年初，终于迎来了氧气鱼雷水中实验的时刻，所有参与研制工作的技术人员都聚集在发射装置附近，尽管他们知道这样很危险，一旦发生爆炸，所有在场的人都会灰飞烟灭，化为尘埃。但没有人离开，他们以高度的自信期待着发射的那一刻，他们要亲眼见证多年心血的结晶瓜熟蒂落，颇有一种不成功、便成仁的气概！每个人心中都默念道：“一定要发射出去呀！”随着操作人员扳下开关，长长的鱼雷伴随着一声爆鸣从发射管中窜出，跃入水中，激起很大的水花，在人们关切的目光下，鱼雷以难以置信的速度在水中航行！世界上第一枚用于实战的氧气鱼雷诞生了！在场的每一个都呆在那里，甚至忘记了高呼“万岁”。深深地沉浸在成功的喜悦中。1933年是日本神武纪年2593年，因此这种氧气鱼雷被命名为93式鱼雷。尽管水中实验取得了成功，鱼雷的总体性能令人非常满意，不过还是暴露出以下问题：
1.温度控制不当容易造成发动机损坏；
2.主发动机活塞杆易损坏；
3.速度不够；
4.偏离航向；
5.尾舵操纵力不足。
技术人员对这些问题进行了不断地改进，但日本海军对93式鱼雷最高速度不满意，希望能有所提高。当时意大利研制了一种航速高达50节的鱼雷，日本闻讯立即购进10枚，进行了发射实验，发现鱼雷高速水下运行的奥秘在于雷头前部存在一个空气空洞，见效了水中阻力。据此，日本人修改了93式鱼雷纯圆的雷头，加装了一个尖锐的小帽，使鱼雷的航速达到了50节，从理论上计算甚至能达到60节！此外，当时日本海不能生产纯氧的制氧机，因此特意从德国进口了制氧机，由长崎三菱兵工厂加以仿制，进行批量生产，装备日本海军的巡洋舰和驱逐舰。巡洋舰用纯氧从气体中提取，驱逐舰用纯氧从液体中提取。后者的制氧机虽然较小，但是所产生的氧气纯度倒还不错。经过一系列改进和准备，日本海军鱼雷学校于1935年在“鸟海”号重巡洋舰上进行了测试性发射，各项指标均让军方大为满意。1935年11月28日，93式氧气鱼雷正式装备日本海军。
在二战之前，93式氧气鱼雷称得上是世界鱼雷技术发展的登峰造极之作，它的各项指标都远远超越世界其他国家的同类武器。日本技术专家称93式鱼雷领先西方20年。由于成功实现了纯氧助燃，使得鱼雷动力大增，航程和航速都有了很大提高，在以最高航速50节航行时，航程达到了22000米，在以36节低速航行时，达到了令人咂舌的40000米！这个距离甚至超出了当时各国主要战列舰的主炮射程。使用纯氧也使鱼雷的航迹非常小，十分隐蔽，不易被发现。由于主发动机是通过空气启动的，因此在发射的最初300~400米距离内还是有一条明显的航迹，但这个距离和93式鱼雷超远的射程相比，完全可以忽略不计。除了航程远，速度快和航迹小的优点外，93式鱼雷的威力也是空前的，其装药量由89式鱼雷的295千克和90式鱼雷的400千克提高到490千克，大大超出了各国军舰水下防护设计所参照的鱼雷装药量，很难想象会有什么船能够承受近半吨炸药的爆炸冲击力。所有这些优势使得93式鱼雷一经装备，立刻成为日本海军的“独门利器”，被列为最高机密，加以严格地保密，相关人员甚至连“氧”这个字眼都不准吐露，而以“第二空气”或“特有空气”来代替，谋求彻底保持机密。
