孥梅

艦載導(dǎo)彈垂發(fā)的優(yōu)勢

相對于發(fā)射筒或發(fā)射架，艦載導(dǎo)彈采用垂直發(fā)射（簡稱垂發(fā)）有以下優(yōu)點。

系統(tǒng)反應(yīng)時間短，火力容量大

采用垂發(fā)的艦載導(dǎo)彈的貯存狀態(tài)就是發(fā)射狀態(tài)。導(dǎo)彈垂直豎立在發(fā)射井內(nèi)，經(jīng)常處于待發(fā)狀態(tài)，接到命令后可立即發(fā)射，不像傾斜發(fā)射方式要轉(zhuǎn)向目標(biāo)來襲方向。這使其反應(yīng)時間縮短到2秒，發(fā)射速率可達1發(fā)/秒，而曾是世界上最先進彈庫裝填式發(fā)射裝置的Mk26的發(fā)射率是10秒2發(fā)。與傾斜發(fā)射系統(tǒng)相比，垂發(fā)反應(yīng)時間縮短95%，發(fā)射速率提高6倍，火力密度增大1倍以上。

有效利用空間，增大儲彈量采用傾斜發(fā)射方式的早期艦載導(dǎo)彈發(fā)射裝置占用艦上面積較大，這使其載彈量受到極大限制，大艦最多裝2～3套發(fā)射裝置，小型艦艇只有1套，每套發(fā)射裝置上導(dǎo)彈數(shù)量，少的1枚，最多的8枚，發(fā)射完了之后，重新裝彈更費時間，這極大地影響了艦艇的火力。而艦載垂發(fā)系統(tǒng)一般采用模塊化結(jié)構(gòu)，節(jié)省體積，還可根據(jù)艦艇的具體情況靈活配置，導(dǎo)彈數(shù)量可在12-122枚之間。騰出來的寶貴甲板面積可以裝載其它武器和電子系統(tǒng)，從而提高艦艇綜合能力。

實現(xiàn)全方位發(fā)射傾斜發(fā)射的導(dǎo)彈因部分發(fā)射區(qū)受艦艇上層建筑等艦面環(huán)境影響，會形成發(fā)射盲區(qū)，也由于導(dǎo)流系統(tǒng)影響（導(dǎo)彈發(fā)射會在發(fā)射系統(tǒng)尾部形成尾焰，大部分艦上設(shè)備和建筑需要回避）形成發(fā)射死區(qū)，因此傾斜發(fā)射的導(dǎo)彈通常會在艦艇兩側(cè)或前后各設(shè)計一套發(fā)射裝置，以相互彌補射向不足。即使最近改裝的臺灣“雄風(fēng)”2反艦導(dǎo)彈系統(tǒng)上艦部署后，由于沒有完全掌握垂發(fā)技術(shù)，也只能采用同一部位的相反方向部署方式。而采用垂發(fā)方式后，導(dǎo)彈發(fā)射后升到一定高度，靠指令控制轉(zhuǎn)向目標(biāo)方向，可有效地消除上層建筑的盲區(qū)，實現(xiàn)360°全方位發(fā)射。

易于導(dǎo)彈通用化現(xiàn)代艦載武器種類超過十幾種，垂發(fā)系統(tǒng)很容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，在一個火力單元內(nèi)配置外型尺寸大致相同的反艦、反潛、防空導(dǎo)彈，以分別對付不同目標(biāo)。如美國Mk41垂發(fā)裝置既能發(fā)射多種用途導(dǎo)彈，也適應(yīng)安裝在大、小不同的艦艇上。美國在研制同心筒式垂發(fā)裝置時強調(diào)通用性，能發(fā)射“戰(zhàn)斧”、“標(biāo)準(zhǔn)”、“改進型海麻雀”和陸軍戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈等。俄“寶石”超音速艦艦導(dǎo)彈也采用了類似Mk41的6格模塊式設(shè)計。這樣高兼容性的設(shè)計使載彈量增加40%以上，作戰(zhàn)效能大大提高。

結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高垂發(fā)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，省去了回轉(zhuǎn)式和彈庫裝填式發(fā)射裝置中特有的復(fù)雜運動和控制部件，使發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)簡單，可靠性大大提高，而維護工作量大大減少。同時整個系統(tǒng)安放在甲板下，不容易受到海水侵蝕和作戰(zhàn)中敵火力破壞，可進一步保證系統(tǒng)的可靠性。此外，還可降低成本、提高效費比。據(jù)美國報道，在相同的裝彈數(shù)量條件下，垂發(fā)系統(tǒng)較傾斜隨動發(fā)射系統(tǒng)的全壽命周期費用降低70%，而且垂發(fā)系統(tǒng)模塊使發(fā)射井布置緊湊，增大了彈藥基數(shù)，也便于實現(xiàn)機械化補給。此外，垂發(fā)系統(tǒng)通常采用高密封性的發(fā)射簡，改善了導(dǎo)彈儲存環(huán)境，使導(dǎo)彈免受周圍環(huán)境條件和環(huán)境應(yīng)力影響，延長了導(dǎo)彈壽命，提高了導(dǎo)彈的可靠性。

甲板下部署，提高隱身性導(dǎo)彈傾斜發(fā)射裝置通常只能暴露在甲板上，作戰(zhàn)中很容易被敵火力破壞，而垂發(fā)裝置安裝在甲板下面.可減少雷達反射面積。如俄羅斯兩萬噸級的“基洛夫”級核動力巡洋艦.由于其垂發(fā)裝置安裝在甲板下面，甲板上沒有發(fā)射架，其雷達反射面積只相當(dāng)于一艘護衛(wèi)艦。導(dǎo)彈模塊的甲板下設(shè)計使上層建筑布置更加靈活、簡單，同時可降低艦艇的重心，使艦艇受彈面積和航行穩(wěn)定性都得到了大幅改善。此外，因垂發(fā)裝置除發(fā)射控制部件外，發(fā)射裝置無需操作人員，增強了艦員的安全性。

技術(shù)難點

雖然艦載垂發(fā)技術(shù)發(fā)展數(shù)十年，并得到廣泛應(yīng)用，但目前完全掌握這一技術(shù)的國家屈指可數(shù)，這主要是由于艦載垂發(fā)要解決多種技術(shù)難題。

導(dǎo)彈發(fā)射箱模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)代艦載導(dǎo)彈垂發(fā)要滿足多型導(dǎo)彈共用發(fā)射裝置的要求，就必須采用模塊結(jié)構(gòu)。垂發(fā)裝置成積木式模塊結(jié)構(gòu)，一般是8個貯運發(fā)射箱構(gòu)成一個模塊，該結(jié)構(gòu)要達到一定機械強度。在每組積木式結(jié)構(gòu)中可以有一個模塊用三格空間配備裝填附件，每個貯運箱內(nèi)裝一枚導(dǎo)彈。箱內(nèi)裝有發(fā)射導(dǎo)彈所需要的導(dǎo)軌、電氣連接件、保險解脫裝置、約束機構(gòu)和噴水冷卻系統(tǒng)。例如，Mk41垂發(fā)系統(tǒng)可以儲運的發(fā)射箱有多個型號，如Mk13、Mk14、Mk15和Mk25。它們的外形和截面尺寸相同，僅長度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)相異。Mk13和Mk15的箱體長度都是5.79米，分別裝“標(biāo)準(zhǔn)”2和“阿斯洛克”導(dǎo)彈。這兩種箱體裝入隔艙模塊時，需配一個高0.95米的適配器。Mk14的箱體長6.7米，用來裝帶有套筒的“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈。不同型號的適配器、控制電纜接插件、安全和解除保險裝置等根據(jù)不同導(dǎo)彈配置。這種模塊化結(jié)構(gòu)縮小了系統(tǒng)體積，減輕了系統(tǒng)質(zhì)量。導(dǎo)彈發(fā)射箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點在于它還是燃氣排導(dǎo)系統(tǒng)的一部分。其前/后端羔是保證導(dǎo)彈成功飛離發(fā)射箱的兩個重要部件。前蓋采用“穿通蓋”，后羔一般采用三種開啟方式：采用“吹破蓋”，發(fā)射箱底部完全密封，以及機械開啟方式。除了前/后端蓋以外，為保證導(dǎo)彈成功飛離發(fā)射箱，發(fā)射箱內(nèi)還設(shè)計有發(fā)射導(dǎo)軌、電氣連接件、發(fā)動機點火線路解除保險機構(gòu)、固彈機構(gòu)等。這些機構(gòu)組合成為設(shè)計技術(shù)難點。

熱發(fā)射燃氣排導(dǎo)技術(shù)導(dǎo)彈正常發(fā)射或意外點火時，將產(chǎn)生大量的高溫、高速燃氣流，并含有腐蝕性強的氧化鋁、化合能力極強的氫氧化物、大量的二氧化碳、未燃盡的氫及其它可燃物。如果燃氣流進入空發(fā)射箱或不能順利排導(dǎo)出去，將同發(fā)射箱中的空氣混合，使未燒盡的氫氣及其它可燃物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進入相鄰的發(fā)射箱，可能燒壞導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)，引燃助推器，或引爆彈頭，導(dǎo)致危及全艦的連鎖反應(yīng)?？梢?，設(shè)計一套能確保進入系統(tǒng)的燃氣不流向任何空發(fā)射箱中，同時將發(fā)動機燃氣安全而暢通地排導(dǎo)到艦外安全區(qū)域，保證導(dǎo)彈發(fā)射的安全，燃氣排導(dǎo)系統(tǒng)就成為首要技術(shù)關(guān)鍵。

目前，排氣通道有獨立式排氣通道和公共排氣通道兩種。前者指的是每枚導(dǎo)彈都有自己單獨的排氣通道，如“海狼”導(dǎo)彈發(fā)射裝置；后者指的是2枚或2枚以上導(dǎo)彈共用1個垂直排氣通道，如Mk41發(fā)射裝置。目前正在研制同心筒發(fā)射裝置，燃氣從火箭發(fā)動機噴出后經(jīng)發(fā)射筒基板上的出口排出，在一個半球形的端蓋作用下流轉(zhuǎn)進入環(huán)形空間排出。同心筒發(fā)射裝置的關(guān)鍵技術(shù)是獨特的燃氣排導(dǎo)系統(tǒng)和分布式電子控制設(shè)備，既可以應(yīng)用電子自動控制，也可采用機械控制。其主要優(yōu)點是降低了壽命周期成本，減少了人員配備，成為體積更小、重量更輕、造價更低的導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)。美國海軍水面作戰(zhàn)中心介紹，同心筒可以發(fā)射“標(biāo)準(zhǔn)”2、“戰(zhàn)斧”、魚雷、改進型“海麻雀”以及各種干擾彈和一次性使用的誘餌彈等，其性能和功能最終可以取代艦載Mk41垂發(fā)裝置。endprint

火控通道技術(shù)垂發(fā)的突出優(yōu)點之一是具有高發(fā)射率。高發(fā)射率需要一定量的火控通道，因為每枚導(dǎo)彈發(fā)射前要由火控系統(tǒng)輸入目標(biāo)方位、速度等數(shù)據(jù)，發(fā)射后由火控系統(tǒng)提供修正指令。特別是目前的防空導(dǎo)彈和遠射程的反艦導(dǎo)彈，大多是發(fā)射后跟蹤型，離不開火控雷達的導(dǎo)引。因此，如果沒有足夠多的火控通道，垂發(fā)系統(tǒng)就不能實現(xiàn)高發(fā)射率。美國AN/SPY-1型相控陣?yán)走_能同時探測、跟蹤上百個目標(biāo)，它與數(shù)部Mk99型X波段照射雷達連用，可同時導(dǎo)引十幾枚導(dǎo)彈飛向不同目標(biāo)。

共架發(fā)射技術(shù)20世紀(jì)70～90年代期間各國裝備的垂發(fā)系統(tǒng)，如俄羅斯的“利夫”（SA-N-6）和“克里諾克”（SA-N-9）導(dǎo)彈發(fā)射裝置、英國的“海狼”導(dǎo)彈發(fā)射裝置和以色列的“巴拉克”導(dǎo)彈發(fā)射裝置等都是專彈專用的，只有美國Mk41系統(tǒng)能發(fā)射“戰(zhàn)斧”、“標(biāo)準(zhǔn)”和“阿斯洛克”。其通過發(fā)射架、標(biāo)準(zhǔn)彈艙、發(fā)射箱與導(dǎo)彈之間的配合實現(xiàn)了多種類型導(dǎo)彈的共架發(fā)射。新一代垂發(fā)系統(tǒng)普遍接受了共架發(fā)射理念。法國的“席爾瓦”A70型系統(tǒng)能發(fā)射“紫菀”15和“紫菀”30防空導(dǎo)彈、“風(fēng)暴陰影”海軍型對陸攻擊巡航導(dǎo)彈。美國Mk57系統(tǒng)能發(fā)射“戰(zhàn)斧”、“標(biāo)準(zhǔn)”、“阿斯洛克”、“魚叉”、“改進型海麻雀”等。

共架發(fā)射要求 發(fā)射裝置的幾何尺寸、電氣接口以及發(fā)射電路具有很強的通用性，涉及的關(guān)鍵技術(shù)有：共架發(fā)射總體技術(shù)、兼容性設(shè)計技術(shù)、適配器技術(shù)、貯運發(fā)射箱設(shè)計、燃氣排導(dǎo)技術(shù)、通用發(fā)控系統(tǒng)技術(shù)等。此外，發(fā)射控制系統(tǒng)的硬件接口、數(shù)據(jù)總線和通信協(xié)議要具有通用性。隨著總線技術(shù)的發(fā)展，電氣接口進一步集成簡化，為通用化設(shè)計提供了便利。采用開放的分布式冗余控制系統(tǒng)可提高系統(tǒng)的軟件兼容性和可擴展性，易于支持新型導(dǎo)彈。

發(fā)射系統(tǒng)安全技術(shù) 艦載導(dǎo)彈垂發(fā)系統(tǒng)的安全技術(shù)主要包括導(dǎo)彈限動點火和啞彈處理技術(shù)。限動點火就是在艦艇搖擺姿態(tài)超出一定范圍時限制導(dǎo)彈點火以保安全。美國“密蘇里”號戰(zhàn)列艦在波斯灣活動時，“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈在其裝甲箱式發(fā)射裝置中就出現(xiàn)過一次限動點火問題。美國在“沙漠風(fēng)暴”行動中，發(fā)射的228枚“戰(zhàn)斧”中的一枚在其點火時助推器爆炸，“海麻雀”導(dǎo)彈也發(fā)生過在艦艇附近爆炸。如果這些導(dǎo)彈是在垂發(fā)系統(tǒng)中，便是一起重大事故。為應(yīng)付限動點火，保證導(dǎo)彈的儲存和發(fā)射安全，系統(tǒng)設(shè)計了自動噴淋系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)和防冰系統(tǒng)等。例如，美國Mk41系統(tǒng)的每8格模塊都裝有一套噴淋系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)射箱溫度過高時，可進行噴水冷卻。即使燃氣排導(dǎo)系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)工作正常，在限動點火過程中也會有幾百分之一的概率發(fā)生這種災(zāi)難性后果。

雖然垂發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用冷發(fā)射技術(shù)可避免上述情況出現(xiàn)，但也可能發(fā)生別的情況，例如俄羅斯采用冷發(fā)射技術(shù)的垂發(fā)裝置以大傾角發(fā)射來解決啞彈砸艦問題。俄SS-N-26“寶石”反艦導(dǎo)彈垂發(fā)裝置是真正的垂發(fā)，也采用冷發(fā)射，但啞彈砸艦仍是一個問題。即便熱發(fā)射，遇到啞彈對艦艇安全也是個威脅。實際上，不管是冷發(fā)射還是熱發(fā)射，導(dǎo)彈升空后，其助推器回落都有掉回本艦的可能，但考慮到艦艇的航速、航向、風(fēng)速和風(fēng)向等因素，碰撞本艦的概率是極小的。

導(dǎo)彈補給裝填技術(shù)艦載垂發(fā)系統(tǒng)的導(dǎo)彈補給有兩種方式。一種是海上補給，由補給船將導(dǎo)彈發(fā)射箱送到艦上，再由艦上裝填系統(tǒng)將發(fā)射箱吊裝到每個隔艙中。另一種是碼頭補給，又分兩種方式。一種是碼頭起重機將導(dǎo)彈發(fā)射箱吊到艦上的彈艙中，另一種是先由碼頭起重機將導(dǎo)彈發(fā)射箱吊到艦上，再由艦上裝填系統(tǒng)將導(dǎo)彈發(fā)射箱吊裝到每個彈艙中。導(dǎo)彈裝填系統(tǒng)不但要滿足在碼頭向每個導(dǎo)彈隔艙裝填導(dǎo)彈發(fā)射箱，還要在一定的海情下進行海上裝填，另外要求整體體積較小。艦上裝填系統(tǒng)通常由臺折疊式液壓起重機和一臺液壓升降機組成。平時折疊收起，占用幾個彈艙位置。例如，美國Mk41系統(tǒng)的導(dǎo)彈裝填設(shè)備占用3個貯運發(fā)射箱，能在海上航行中對整個發(fā)射系統(tǒng)8個模塊、61個彈艙進行導(dǎo)彈補給作業(yè)。它安裝在甲板下面，其上有裝甲艙蓋。展開工作時，首先由液壓泵將升降機升到甲板水平面以上，并將鎖定裝置鎖定，然后吊裝導(dǎo)彈發(fā)射箱。在航行中，系統(tǒng)能從艦左舷或右舷進行導(dǎo)彈的裝填。在艦艇橫搖一5°～+5°，縱搖-2°～+2°的條件下，補給速率為每小時10枚導(dǎo)彈發(fā)射箱，維持正常骯行作業(yè)的極限橫搖角為15°。endprint