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        美國(guó)MK—48重型魚雷發(fā)展綜述

        2018-12-31 00:00:00劉昕韓宇
        大科技·D版 2018年11期

        摘 要:魚雷被稱為水下導(dǎo)彈,從過去的直航魚雷到現(xiàn)代的,具有中央處理器的,具備線導(dǎo)和自導(dǎo)能力的魚雷,其研制開發(fā)也代表了一個(gè)國(guó)家的科研和軍事實(shí)力,本文將介紹美國(guó)冷戰(zhàn)時(shí)期開始研制的最具有代表性的MK-48型魚雷。

        關(guān)鍵詞:MK-48魚雷;潛艇;水下武器

        中圖分類號(hào):TJ630 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)33-0252-01

        1 引 言

        美國(guó)作為超級(jí)大國(guó),軍事裝備在很大程度上代表了世界軍事裝備的發(fā)展。美國(guó)潛艦使用的MK-48系列重型魚雷是現(xiàn)在西方國(guó)家中最具代表性的潛艦魚雷之一,Raytheon公司研制,口徑為美國(guó)潛艦魚雷標(biāo)準(zhǔn)的21寸(533mm)。自1987MK-48 ADCAP問世以來,美國(guó)重型魚雷似乎沒有進(jìn)一步的發(fā)展。但事實(shí)上,美國(guó)并沒有停止改進(jìn)MK-48系列魚雷。

        MK-48系列魚雷是為攻擊核潛艇和高性能水面艦艇而設(shè)計(jì)的反潛和反艦通用重型魚雷。這些魚雷因其出色的作戰(zhàn)性能被北約、日本等西方國(guó)家購(gòu)買和仿制。到目前為止,已經(jīng)制造了超過5000個(gè)[1]。

        2 歷史背景

        MK-48可說是美國(guó)海軍第一種能真正有效對(duì)付高速核能潛艦的重型魚雷。1955年代美國(guó)海軍獲得第一艘核能潛艦鸚鵡螺號(hào)(USS Nautilus SSN-571)服役之后,美國(guó)與北約海軍反潛兵力在一連串與鸚鵡螺號(hào)等美國(guó)核能潛艦對(duì)抗演習(xí)中發(fā)現(xiàn),二次大戰(zhàn)時(shí)代以來所有的反潛探測(cè)技術(shù)與武器系統(tǒng)(無導(dǎo)引的刺猬炮、深水炸彈等),對(duì)于在水下持續(xù)高速運(yùn)動(dòng)的核能攻擊潛艦,可說幾乎失去了效果。由于當(dāng)時(shí)導(dǎo)向魚雷尋標(biāo)器水平有限,在較高航速下難以有效聽音;1950年代美國(guó)海軍的幾種潛射或空投導(dǎo)向魚雷,航速都在27節(jié)以下,只適合夠攻擊柴電潛艦。由于蘇聯(lián)也勢(shì)將在數(shù)年內(nèi)推出自己的核能潛艦,意味著西方國(guó)家的反潛能力即將面臨核能潛艦時(shí)代的空前考驗(yàn)。

        水下作戰(zhàn)委員會(huì)(Committee on Undersea Warfare,CUW)召集美國(guó)學(xué)術(shù)界、核能業(yè)界、海軍等相關(guān)專家在1956年7月到9月在于麻州麻伍茲霍爾(Woods Hole)附近、位于諾布斯卡(Nobska)的莊園進(jìn)行研討會(huì),在11月發(fā)布「諾布斯卡報(bào)告」,對(duì)美國(guó)海軍未來水下作戰(zhàn)發(fā)展提出建議。

        基于這項(xiàng)建議,美國(guó)海軍在1956年11月啟動(dòng)「魚雷構(gòu)型研究」(REsearch TORpedo Configuration,RETORC)計(jì)劃,發(fā)展航速45節(jié)以上的導(dǎo)引魚雷;RETROC分為兩個(gè)階段,第一階段RETROC I是324mm輕型空投魚雷,成果是1963年開始服役的MK-46系列魚雷;而RETROC II則是潛艦用的533mm重型導(dǎo)向魚雷,產(chǎn)物是1972年開始服役的MK-48系列魚雷。

        基于RETORIC II研究,美國(guó)海軍年9月啟動(dòng)新一代重型潛射魚雷的可行性研究,并在1960年11月下達(dá)新型重型潛射魚雷的作戰(zhàn)需求(Operation Requirement),并希望能在1967年服役;最初美國(guó)海軍稱新的重型魚雷為EX-10,隨后正式命名為MK-48。在RETORCII之中,美國(guó)海軍對(duì)MK-48提出了空前的性能目標(biāo),最大航速需達(dá)50節(jié)以上,大約是MK-37的兩倍;在航速50節(jié)的有效射程要求是20000碼(18288m),是MK-37的兩倍以上;最大作業(yè)深度達(dá)2500英尺(762m),是MK-37(1000英尺)的2.5倍;而尋標(biāo)器工作距離也從MK-37的700英尺(213m)提高到4000英尺(1219m),戰(zhàn)斗部配備250磅重的HBX-3高威力炸藥(威力相當(dāng)于450磅TNT黃色炸藥)。先前諾布斯卡報(bào)告中建議,基于魚雷航速需超過潛艦航速50%以上的原則,新型潛射導(dǎo)向魚雷的航速在45節(jié)以上,以對(duì)付30節(jié)的潛艦,在航速45節(jié)情況下射程需達(dá)35000碼(32004m),尋標(biāo)器工作距離為2000英尺(609.6m);因此,美國(guó)海軍對(duì)EX-10/MK-48的性能要求之中,除了最大射程減低之外,其余要求(航速、尋標(biāo)器工作距離)都比諾布斯卡報(bào)告的建議更高。

        經(jīng)過40多年的發(fā)展,該雷已形成9種型號(hào),如MK-48-0.1.2.3.4.5.ADCAP.6,7,其中M K-48-4是基本模型。1988年完成的Mk-48ADCAP非常昂貴。主要裝備在各種類型的核潛艇上。

        3 技術(shù)概述

        MK48魚雷長(zhǎng)5.85m,直徑533mm,重量1582kg,速度55節(jié),射程46000m,最大深度1200m。該雷功能強(qiáng)大,有先進(jìn)的制導(dǎo)系統(tǒng),屬于“智能”魚雷,具有反潛反艦的雙重功能。

        技術(shù)數(shù)據(jù):

        彈徑:533mm;

        彈長(zhǎng):5,850mm;

        制導(dǎo)系統(tǒng):線導(dǎo)加主動(dòng)、被動(dòng)聲自導(dǎo);

        裝藥類型:PBXN-102炸藥;

        最大速度:111km/h;

        全重:1,582kg;

        引信裝置:觸發(fā)引信和近炸引信。

        4 MK-48武器性能分析

        魚雷在以往由于技術(shù)的制約,其各功能部件往往是固定的,而現(xiàn)代魚雷各部分通常都是可拆卸更換的,以減少后勤成本。下文將簡(jiǎn)介各功能部的主要作用及發(fā)展歷程:

        4.1 航速、航程(推進(jìn)段、燃料段)

        整體來講現(xiàn)在法德意以電動(dòng)雷為主,英國(guó)和我們是既有電動(dòng)雷又有奧托燃料熱動(dòng)雷,美國(guó)人是以?shī)W托燃料熱動(dòng)雷為主,俄國(guó)是電動(dòng)雷、奧托燃料熱動(dòng)雷、煤油-過氧化氫/煤油-氧氣熱動(dòng)雷和固體火箭動(dòng)力雷都有。推進(jìn)段和燃料段可以最直觀的影響航速和航程。

        為了兼顧提高輸出功率以及降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音,美國(guó)海軍武器局在1961年決定為魚雷開發(fā)較安靜的噴射泵(pump jet)推進(jìn)器。在MK-48推進(jìn)器競(jìng)標(biāo)中,美國(guó)海軍青睞西屋公司的提案,使用重量輕、加速快的燃?xì)鉁u輪作為魚雷推進(jìn)裝置。

        MK-48 ADCAP魚雷生產(chǎn)于1988年,1991年,美國(guó)對(duì)MK48魚雷的進(jìn)一步改進(jìn)作出了投標(biāo)。古爾德公司提出斜盤發(fā)動(dòng)機(jī)方案,西屋公司提出薩斯春德渦輪機(jī)方案。美國(guó)海軍根據(jù)反潛深度的需要選擇了斜盤發(fā)動(dòng)機(jī)方案。

        1998年,西屋公司采用泵噴式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和新的推進(jìn)燃料,將魚雷速度提高到60~65節(jié)。并且減少了魚雷在航行過程中產(chǎn)生的窄、寬帶輻射噪聲,使聲納更難檢測(cè)到MK-48魚雷。

        遠(yuǎn)程、高速、大深度、精確制導(dǎo)和隱身攻擊是本世紀(jì)魚雷武器的發(fā)展趨勢(shì)。為適應(yīng)新的需求,魚雷動(dòng)力技術(shù)應(yīng)向長(zhǎng)時(shí)間、大功率、高速、安靜、易使用、易維護(hù)的方向發(fā)展。燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單??梢詫?shí)現(xiàn)重型魚雷的高速、遠(yuǎn)距離導(dǎo)航[2]。

        4.2 炸藥(戰(zhàn)斗部)

        彈藥安全一直是世界各國(guó)普遍關(guān)注的問題,特別是海軍,因?yàn)槠渑灤鶖y帶大量的武器彈藥,一旦發(fā)生火災(zāi)或爆炸,會(huì)對(duì)艦船造成毀滅性的破壞,因此彈藥安全問題顯得尤為迫切和重要[3]。

        不敏感彈藥對(duì)加熱、撞擊等外界刺激表現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性,可以提高部隊(duì)的生存能力,降低對(duì)后勤保障的需求,減輕部隊(duì)壓力[4]。美國(guó)已經(jīng)開始采用PBX型不敏感高能炸藥,這種炸藥能經(jīng)受外界刺激的考驗(yàn)。不敏感炸藥已經(jīng)開始成為現(xiàn)有魚雷戰(zhàn)斗部主裝藥。如果使用定向爆炸、垂直命中技術(shù)打擊目標(biāo)的要害部位,魚雷的威力將更高。據(jù)估計(jì),MK-48-6型魚雷如果直接命中核動(dòng)力航母5枚左右,就能將其擊沉。

        4.3 尋標(biāo)器(導(dǎo)引頭)

        導(dǎo)引頭通常是魚雷武器中最具技術(shù)性的部分,從最早的近程直接導(dǎo)航魚雷到今天的遠(yuǎn)程精確自導(dǎo)魚雷;制導(dǎo)方式從原來的“自導(dǎo)+控制”到“自導(dǎo)+控制+線導(dǎo)”。自導(dǎo)距離一般在500~2600m之間。聲波和艦船尾流導(dǎo)航通常具有較高的命中率。

        現(xiàn)代艦艇殼體上普遍涂有反聲吶涂層,降低了艦艇的聲反射特性,并且采用泵噴射和磁流體推進(jìn)裝置等新技術(shù),降低了航行時(shí)的噪聲,為了防止魚雷攻擊,艦艇還會(huì)采用誘餌和水聲干擾器等對(duì)魚雷進(jìn)行干擾[5],這些都成為了現(xiàn)代魚雷新的挑戰(zhàn)。

        為了應(yīng)對(duì)這種情況,MK-48型魚雷導(dǎo)引頭采用多頻系統(tǒng)。它的制導(dǎo)系統(tǒng)有五個(gè)MPU,具有識(shí)別真假目標(biāo)的能力。MK-48-6魚雷改進(jìn)了制導(dǎo)控制系統(tǒng)和魚雷外形,同時(shí),還設(shè)計(jì)了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng),提高了線制導(dǎo)精度和魚雷搜索截獲目標(biāo)的概率。MK-48-7型魚雷進(jìn)一步改進(jìn)了聲導(dǎo)系統(tǒng),當(dāng)魚雷監(jiān)測(cè)到有效回波時(shí),依據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)和獲取的回波強(qiáng)度等信息,分析目標(biāo)的回波信號(hào),在此基礎(chǔ)上對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。這樣,就可以在各種干擾下分辨出真實(shí)目標(biāo),使線導(dǎo)魚雷能識(shí)別并排除人工干擾。

        21世紀(jì)初,當(dāng)多國(guó)宣布將50km光纖制導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用于重型魚雷時(shí),美國(guó)卻“極其謹(jǐn)慎”。我們知道對(duì)于一個(gè)重型魚雷來說,一次發(fā)射大約需要60km的光纖。以1.5美元/m以上的價(jià)格,光纖電纜的成本約為90000美元,約人民幣600000元,過高的開支將限制部隊(duì)的大量訓(xùn)練。如果光纖的單位價(jià)格像美國(guó)預(yù)期的一樣降低到0.20美元/m,即降低到全價(jià)的1/7-1/8,魚雷一次發(fā)射的成本將變成120000美元,即80000元。這將足以支持部隊(duì)的大量訓(xùn)練,由此可見,美國(guó)海軍追求的是低成本和合理性。

        5 結(jié) 語(yǔ)

        在本世紀(jì)中葉之前,MK-48仍將是美國(guó)主要的魚雷,美國(guó)不會(huì)停止發(fā)展這一型號(hào)的魚雷。如何利用有限的資源產(chǎn)生最大的軍事經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)使武器裝備保持在世界先進(jìn)水平,是美國(guó)海軍發(fā)展的目標(biāo),MK-48系列魚雷的發(fā)展也說明了這一點(diǎn)。

        美國(guó)海軍的政策是務(wù)實(shí)的、以需求為導(dǎo)向的,不是“求高求新”,不是刻意追求暫時(shí)的“世界第一”。美國(guó)海軍堅(jiān)持用先進(jìn)的技術(shù)不斷地引導(dǎo)和升級(jí)魚雷武器。達(dá)到了低投資高性能的目的??刂屏唆~雷壽命周期,因此節(jié)約了大量的成本。美國(guó)MK-48魚雷的演變體現(xiàn)了一個(gè)可持續(xù)、有遠(yuǎn)見、值得被借鑒的發(fā)展模式。

        參考文獻(xiàn)

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        [3]范士鋒,董 平,李 鑫,梁爭(zhēng)峰.國(guó)外海軍彈藥安全性研究進(jìn)展[J].火炸藥學(xué)報(bào),2017,40(02):101~106.

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        [5]陳友龍,高 麗.“巨浪”——朝鮮彈道導(dǎo)彈潛艇和潛射導(dǎo)彈解析[J].坦克裝甲車輛,2016(12):34~42.

        收稿日期:2018-10-12

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