“冰與火之歌”漫談艦載導(dǎo)彈發(fā)射方式

陳和彬 張代軍

艦載導(dǎo)彈是海上作戰(zhàn)的重要武器系統(tǒng)之一，艦載導(dǎo)彈的發(fā)展水平，從側(cè)面反映出一個(gè)國家海上力量的發(fā)展水平。世界上各種艦載導(dǎo)彈發(fā)射方式多樣化，早期艦載導(dǎo)彈主要發(fā)射方式為傾斜發(fā)射，當(dāng)代主流艦載導(dǎo)彈則多采取垂直發(fā)射方式。在垂直發(fā)射方式中，冷彈發(fā)射與熱發(fā)射之間又各有千秋。不同發(fā)射方式的功能如何？“冰與火”之間孰優(yōu)孰劣？本文將為讀者揭開艦載導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)的神秘面紗——

一般而言，艦載導(dǎo)彈的發(fā)射方式，按發(fā)射姿態(tài)可分為傾斜發(fā)射和垂直發(fā)射；按發(fā)射動(dòng)力可分為熱發(fā)射和冷發(fā)射。

傾斜式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)

在冷戰(zhàn)時(shí)期，受到技術(shù)水平的限制，考慮到噴射氣流、艦艇結(jié)構(gòu)、方便裝填和維護(hù)等因素的限制，世界各國的艦載導(dǎo)彈，無論是美國的“3T”防空導(dǎo)彈、蘇聯(lián)的“冥河”還是法意合作的“奧托馬特”等，均采用傾斜式發(fā)射系統(tǒng)。采用傾斜式發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的艦載導(dǎo)彈彈道低、隱蔽性好，突防能力強(qiáng)，對(duì)于艦艇威脅大，具有較好的反艦?zāi)芰Α?/p>

然而，傾斜式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)存在許多問題。首先，采取傾斜方式，主要是為了完成導(dǎo)彈高低角和方向角的瞄準(zhǔn)，但要使彈道指向?qū)椗c目標(biāo)的遭遇點(diǎn)，還需要有雷達(dá)、指揮儀、隨動(dòng)系統(tǒng)和一整套機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，這使得整個(gè)導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)十分復(fù)雜。其次，為了做到連續(xù)作戰(zhàn)，縮短裝彈時(shí)間，傾斜式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)還需要有一套復(fù)雜的自動(dòng)化裝彈設(shè)備。再次，傾斜式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)要考慮導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)的燃?xì)饬鲗?duì)人員、設(shè)備、建筑物及發(fā)射裝彈設(shè)備本身的影響，因此發(fā)射系統(tǒng)占據(jù)的空間較大，同時(shí)，為了避免燃?xì)饬鲗?duì)周圍設(shè)備和建筑物的損壞，傾斜式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的導(dǎo)彈存在發(fā)射死角（禁區(qū)）。最重要的是，傾斜式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)在導(dǎo)彈發(fā)射過程中，從指示雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到發(fā)射導(dǎo)彈，須進(jìn)行起落調(diào)轉(zhuǎn)及目標(biāo)的跟蹤、穩(wěn)定跟蹤等過程，耗費(fèi)時(shí)間較長，導(dǎo)致導(dǎo)彈發(fā)射速度緩慢。發(fā)射速度慢，對(duì)于反艦導(dǎo)彈、反潛導(dǎo)彈倒還不是大問題，可對(duì)于肩負(fù)著防空重任的艦空導(dǎo)彈來說卻是個(gè)“硬傷”。特別是當(dāng)面對(duì)敵方鋪天蓋地的“導(dǎo)彈雨”的飽和攻擊時(shí)，一旦艦空導(dǎo)彈的反應(yīng)速度不夠快，艦艇將遭受致命打擊。比如，發(fā)射“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈的MK 13 Mod 4單臂發(fā)射架的理論射速是4發(fā)/分，雙臂的MK 26提高到了12發(fā)/分。但如果考慮到火控、回旋、裝填、故障等因素，導(dǎo)彈的實(shí)際射速將大大降低低，在對(duì)抗敵方多批次、全方位空中打擊甚至單機(jī)突襲時(shí)都會(huì)顯得“力不從心”。

垂直式導(dǎo)彈熱發(fā)射系統(tǒng)

相比于傾斜式發(fā)射，垂直式導(dǎo)彈發(fā)射技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于無需回旋，可全方位攻擊。采取垂直發(fā)射系統(tǒng)的艦載導(dǎo)彈，其發(fā)射模式又可分為熱發(fā)射（也叫自推力發(fā)射）和冷發(fā)射（也叫外動(dòng)力發(fā)射）。目前西方國家的垂直式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)主要采用熱發(fā)射技術(shù)，如美國的MK-41、MK-48、英國的“海狼”、法國的“席爾瓦”等。俄羅斯則主要采用冷發(fā)射技術(shù)。

采用熱發(fā)射技術(shù)的垂直式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)也叫熱發(fā)射系統(tǒng)，其工作原理為：起動(dòng)導(dǎo)彈火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，使導(dǎo)彈依靠自身的推力飛離發(fā)射筒，導(dǎo)彈尾部助推器點(diǎn)火后產(chǎn)生的高溫高速燃?xì)饬?，?jīng)燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)的壓力通風(fēng)室使其膨脹減速，然后經(jīng)垂直排氣道排入大氣中。熱發(fā)射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)射速度快、載彈量大、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、可靠性高，能夠節(jié)省發(fā)射系統(tǒng)的體積和重量，降低其維護(hù)成本。

相比于冷發(fā)射系統(tǒng)，熱發(fā)射系統(tǒng)一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省空間。由諾斯羅普·格魯門公司主持的一項(xiàng)研究表明，一個(gè)發(fā)射Mk 41導(dǎo)彈的8單元聯(lián)裝模塊，其所占據(jù)的空間若用于容納外傾式的冷發(fā)射管，便只能攜帶6個(gè)發(fā)射單元，載彈量損失25%。也就是說，如果以“冷”發(fā)射系統(tǒng)取代現(xiàn)役戰(zhàn)艦的 Mk 41發(fā)射系統(tǒng)，則“伯克”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦的載彈量將從96 個(gè)發(fā)射單元下降到 72 個(gè)發(fā)射單元，火力大幅度縮水。然而，當(dāng)出現(xiàn)卡彈或其他的狀況時(shí)，垂直式導(dǎo)彈熱發(fā)射系統(tǒng)本身并無動(dòng)力將有問題的導(dǎo)彈射出，難以排除，這也是熱發(fā)射系統(tǒng)的弊端之一。

熱發(fā)射系統(tǒng)最關(guān)鍵的設(shè)備是導(dǎo)彈的儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱（筒）。儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱不僅是導(dǎo)彈的儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)谋Ｗo(hù)容器，而且是導(dǎo)彈的發(fā)射導(dǎo)軌，同時(shí)還是燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)的一部分。理想的導(dǎo)彈儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱要質(zhì)量輕，同時(shí)需能承受一定的壓力。導(dǎo)彈儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱平時(shí)要密封，有前后蓋，發(fā)射瞬間蓋打開。發(fā)射箱的前后蓋是保證導(dǎo)彈飛離發(fā)射箱的重要部件，通常有三種開啟形式，比較常見的形式是前蓋采用穿通易碎蓋，后蓋采用吹破蓋，發(fā)射時(shí)導(dǎo)彈尾部的高速燃?xì)饬骺纱灯坪笊w，導(dǎo)彈發(fā)射產(chǎn)生的加速度可沖破前蓋。還有一種方式是前蓋采用易碎蓋，發(fā)射瞬間用小型爆炸裝置爆破，后蓋依然采用吹破蓋。第三種方式就是前后蓋采取機(jī)械開啟方式。

垂直式熱發(fā)射系統(tǒng)的特點(diǎn)是導(dǎo)彈在發(fā)射筒內(nèi)直接點(diǎn)火助推，不需要借助外力起飛，但是這種發(fā)射方式因?yàn)橐a(chǎn)生大量的高溫、高速、高壓的燃?xì)饬?，必須配備燃?xì)馀欧叛b置，而且對(duì)發(fā)射箱、排放裝置的腐很蝕嚴(yán)重。這對(duì)熱發(fā)射系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)提出了更苛刻的要求，也無形中縮短了系統(tǒng)的使用壽命，系統(tǒng)的維護(hù)、保養(yǎng)也相對(duì)較困難，費(fèi)用較高。

而且，采取熱發(fā)射方式，一旦導(dǎo)彈點(diǎn)火失敗，很可能發(fā)生爆炸。那樣的話無異于引爆了一個(gè)巨大的軍火庫，后果將是災(zāi)難性的。

冷發(fā)射技術(shù)利與弊

作為冷發(fā)射方式的典型代表，蘇聯(lián)是世界上最早開始裝備艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)的國家，其中最典型的就是SA-N-9。

與熱發(fā)射技術(shù)相比，冷發(fā)射技術(shù)最大的不同在于，冷發(fā)射時(shí)導(dǎo)彈不是靠火箭助推器的推力發(fā)射，而是靠動(dòng)力把導(dǎo)彈彈射出發(fā)射筒后在空中點(diǎn)火，因此也被稱為冷彈發(fā)射。冷發(fā)射不存在燃?xì)馀艑?dǎo)問題，因此避開了燃?xì)馀艑?dǎo)這一復(fù)雜的技術(shù)難點(diǎn)，使得發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單。由于沒有熱發(fā)射那樣的燃?xì)飧g，采取冷發(fā)射技術(shù)的導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)，其發(fā)射筒、燃?xì)馀欧叛b置的維護(hù)、保養(yǎng)相對(duì)容易，使用壽命較長，費(fèi)用也相對(duì)低廉。

由于冷發(fā)射是將導(dǎo)彈彈出發(fā)射筒后再進(jìn)行空中點(diǎn)火，因此，如果空中點(diǎn)火失敗，導(dǎo)彈很可能重新落回到甲板上，這將會(huì)引發(fā)極大的災(zāi)難。出于安全考慮，采取冷發(fā)射技術(shù)的艦載導(dǎo)彈系統(tǒng)，其安裝方式往往不是完全垂直的，而是和艦艇中線保持一個(gè)向外的傾角，這樣即使導(dǎo)彈空中點(diǎn)火失敗，也只會(huì)落入海中，不太容易落回甲板。這種安裝方式可以避免由于導(dǎo)彈點(diǎn)火失敗造成不良后果，但會(huì)使得導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)所占用甲板面積比預(yù)期大很多，由此而增加的機(jī)械裝置也讓系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，降低了系統(tǒng)可靠性。冷發(fā)射系統(tǒng)導(dǎo)彈的儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱內(nèi)需配備彈射器，因而導(dǎo)彈發(fā)射箱的結(jié)構(gòu)較熱發(fā)射更為復(fù)雜。發(fā)射箱內(nèi)的導(dǎo)彈彈射器是冷發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要解決的主要技術(shù)問題。

通常，導(dǎo)彈本身的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，在儲(chǔ)存7-9年后仍能正常工作，發(fā)生爆炸的可能性很小。迄今為止，各國的導(dǎo)彈發(fā)射，從未發(fā)生過發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火時(shí)爆炸的情況，但卻發(fā)生過發(fā)動(dòng)機(jī)“啞火”或延遲點(diǎn)火、從而導(dǎo)致導(dǎo)彈未能順利發(fā)射出去的情況。若采用冷發(fā)射技術(shù)，導(dǎo)彈彈射出去后出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)“啞火”或延遲點(diǎn)火時(shí)間過長，將會(huì)危及人員、設(shè)備、艦艇安全。因此，采用冷發(fā)射技術(shù)對(duì)導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性要求更高。

冷熱共架：當(dāng)前導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)研究的主要方向

垂直熱發(fā)射系統(tǒng)需要控制導(dǎo)彈起飛時(shí)的排焰量，為此需要導(dǎo)彈的高性能固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)射階段限制推力，而冷發(fā)射系統(tǒng)則對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性要求較高。目前，世界各國艦載導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)研究的最熱門方向.是研究兼容冷發(fā)射和熱發(fā)射技術(shù)的導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)。

冷熱通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)也稱為冷熱共架技術(shù)。采取冷熱共架技術(shù)的垂直發(fā)射系統(tǒng)，可以采用冷發(fā)射技術(shù)來發(fā)射大型反艦導(dǎo)彈，使用熱發(fā)射技術(shù)來發(fā)射對(duì)陸攻擊導(dǎo)彈，有最好的兼容性。同時(shí)，采用冷熱共架技術(shù)可以兼顧速度與安全，極大提高了作戰(zhàn)靈活性。對(duì)敵攻擊之時(shí)，運(yùn)用得當(dāng)可以揚(yáng)長避短：若遭受攻擊的壓力不大，適合用冷發(fā)射系統(tǒng)；若遭受高強(qiáng)度的飽和攻擊，則適合使用熱發(fā)射系統(tǒng)；若熱發(fā)射系統(tǒng)臨時(shí)卡彈，則可有冷發(fā)射系統(tǒng)作為后備。

冷熱通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)的意義主要在于今后的擴(kuò)展性上，該系統(tǒng)幾乎可以發(fā)射以后為海軍研制的所有垂直發(fā)射導(dǎo)彈。該系統(tǒng)能同時(shí)控制和使用不同類型導(dǎo)彈的發(fā)射，包括防空導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈、反潛導(dǎo)彈和對(duì)陸攻擊導(dǎo)彈。該系統(tǒng)還能夠儲(chǔ)存和發(fā)射多種尺寸的導(dǎo)彈，其中大的發(fā)射模塊，可用來發(fā)射反艦/反潛/對(duì)陸攻擊巡航導(dǎo)彈之用，而中等尺寸的模塊，很可能用來發(fā)射遠(yuǎn)程防空/反導(dǎo)攔截導(dǎo)彈，相對(duì)較小的模塊則可用來發(fā)射中近程防空導(dǎo)彈。在實(shí)際裝載時(shí)，將根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的不同，選擇不同的裝載模式。

未來，艦艇裝備冷熱通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)，有利于對(duì)導(dǎo)彈進(jìn)行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，突出發(fā)射裝置的協(xié)調(diào)、配合，處理好導(dǎo)彈與發(fā)射裝置之間的關(guān)系。發(fā)射裝置的特殊結(jié)構(gòu)部件盡可能做到通用，如電插頭機(jī)構(gòu)、電回轉(zhuǎn)接觸裝置、發(fā)控系統(tǒng)、發(fā)射支架與基座、儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱等實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，促使發(fā)射裝置做到“一架多用”。冷熱通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)應(yīng)用了人機(jī)工程學(xué)，縮短了操作時(shí)間，減少了人員數(shù)量，增加了檢測的準(zhǔn)確性，提高了快速反應(yīng)能力和可靠性，使發(fā)射裝置的基本操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。該系統(tǒng)采用多聯(lián)裝的自動(dòng)裝填補(bǔ)給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈多聯(lián)裝和快速裝填，有效解決了發(fā)射裝置箱式化、小型化、機(jī)械化和自動(dòng)化等問題，提高了獨(dú)立作戰(zhàn)能力和連續(xù)作戰(zhàn)能力。該系統(tǒng)發(fā)射導(dǎo)彈后，靠指令控制轉(zhuǎn)向目標(biāo)方向，可實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)全方位發(fā)射，消除攻擊死區(qū)，可同時(shí)對(duì)空、海、陸及水下目標(biāo)發(fā)射導(dǎo)彈。

冷熱通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)不需要那么復(fù)雜的瞄準(zhǔn)設(shè)備和裝彈設(shè)備，電源、氣源等設(shè)備也得到相應(yīng)的簡化，使得制造和維修費(fèi)用降低三分之一以上。該系統(tǒng)采用“積木式”模塊化結(jié)構(gòu)，省去了復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和控制部件，結(jié)構(gòu)簡單，適裝性好、可靠性高。冷熱通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)在一個(gè)火力單元內(nèi)可配置外型尺寸大致相同的不同功能導(dǎo)彈，以對(duì)付不同目標(biāo)，大大提高作戰(zhàn)效能。同時(shí)，由于整個(gè)系統(tǒng)安放在甲板下，不容易受到海水侵蝕等，作戰(zhàn)中敵火力破壞，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的可靠性。

導(dǎo)彈發(fā)射裝置的未來發(fā)展趨勢

導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了發(fā)射裝置的發(fā)展。未來，導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)總的發(fā)展趨向是提高飛航導(dǎo)彈的生存能力以及作戰(zhàn)使用能力，保證導(dǎo)彈發(fā)射和維護(hù)的高度可靠。

實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置的多用途和通用化

目前，世界各國都十分重視導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的多用途和通用化的研究，追求“一彈多用”“一機(jī)（車、艦）多彈”，促使發(fā)射裝置也做到“一架多用”。實(shí)現(xiàn)多用途和通用化的途徑，首先是對(duì)導(dǎo)彈進(jìn)行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，重視和發(fā)射裝置的協(xié)調(diào)、配合，處理好導(dǎo)彈與發(fā)射裝置之間的關(guān)系，使其在技術(shù)上和結(jié)構(gòu)上有可能實(shí)現(xiàn)，其次是努力實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置的特殊結(jié)構(gòu)部件盡可能做到通用，如電插頭機(jī)構(gòu)、電回轉(zhuǎn)接觸裝置、發(fā)控系統(tǒng)、發(fā)射支架與基座、儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱等重要部件，要力爭實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。

實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置的機(jī)動(dòng)化和小型化

當(dāng)前，為了提高武器系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性和快速反應(yīng)能力，各國都非常重視發(fā)射裝置機(jī)動(dòng)化和小型化的發(fā)展。發(fā)射裝置的機(jī)動(dòng)性是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)性能的重要指標(biāo)。實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置的機(jī)動(dòng)化和小型化的途徑是解決發(fā)射裝置的運(yùn)載體（車輛、艦艇或飛機(jī)）的研制，使之能適應(yīng)裝載各種發(fā)射系統(tǒng)的要求，具有較強(qiáng)的變形能力，能滿足現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的需要，降低發(fā)射系統(tǒng)對(duì)其它設(shè)備的依賴關(guān)系。

實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置的機(jī)械化和自動(dòng)化

實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置的機(jī)械化和自動(dòng)化有利于縮短操作時(shí)間，減少人員和數(shù)量，增加檢測的客觀性，提高快速反應(yīng)能力和可靠性。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)重視導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)的“人機(jī)工程學(xué)”應(yīng)用，從整個(gè)作戰(zhàn)全局要求來進(jìn)行武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置的多聯(lián)裝和快速裝填

實(shí)現(xiàn)發(fā)射裝置多聯(lián)裝和快速裝填的途徑，是在導(dǎo)引控制技術(shù)和垂直發(fā)射技術(shù)提高的基礎(chǔ)上解決發(fā)射裝置箱式化、小型化、機(jī)械化和自動(dòng)化等問題，并對(duì)發(fā)射裝置進(jìn)行合理地組合與分析。