陳國崢
(鄭州機電工程研究所,河南 鄭州 450015)
二戰(zhàn)結(jié)束后隨著科學技術的快速發(fā)展和新技術的大量使用,導彈武器逐漸由陸上艦,承擔起艦艇的防空和反艦使命。經(jīng)過近70 年的發(fā)展,導彈武器自身的性能不斷提高,與之配套的艦載導彈發(fā)射裝置也從第1 代發(fā)展到目前的第3 代,在各型導彈發(fā)射裝置研制過程中設計人員都要面對如何高效、安全地進行導彈裝填的技術難題。
第1 代艦載導彈發(fā)射裝置出現(xiàn)于20 世紀50、60 年代,主要采用傾斜發(fā)射方式,對付空中目標如飛機時,發(fā)射裝置上的導彈多采用俯仰、方位均能隨動的雙聯(lián)裝傾斜式發(fā)射架發(fā)射;對付海上目標如軍艦時,大多采用艦艇進行方位機動導彈固定角傾斜發(fā)射。受當時技術條件限制,導彈的長度、直徑、重量都較大,為滿足在艦上裝載一定數(shù)量的導彈,出現(xiàn)了2 種發(fā)射裝置彈庫方案,一種是導彈豎直貯存在彈庫中的備彈架上,依靠傳動系統(tǒng)可將導彈在備彈架上順時針/逆時針方向轉(zhuǎn)動,到達指定裝填位置后貯彈導軌、揚彈導軌及發(fā)射導軌在豎直方向?qū)?,輸彈機、揚彈機配合工作,將導彈向上送入發(fā)射臂導軌中并鎖定彈上滑塊,發(fā)射架即可按照指令轉(zhuǎn)入發(fā)射準備中;導彈裝填時,利用吊車將導彈水平放置到發(fā)射裝置中的補給接彈架導軌上并固聯(lián),補給接彈架可繞其一端轉(zhuǎn)動到垂直位置與揚彈導軌、貯彈導軌對準,揚彈機、輸彈機配合工作,將導彈送入貯彈導軌并鎖定,傳動系統(tǒng)將導彈在備彈架上轉(zhuǎn)動一個位置即可進入后續(xù)導彈的裝填。
圖1 第1 代艦載導彈發(fā)射裝置垂直貯存彈庫導彈裝填流程Fig.1 The missile in vertical storage magazine loading process of the first generation shipborne missile launcher
第2 種是導彈在彈庫內(nèi)水平貯存在備彈環(huán)上的托彈架中,傳動系統(tǒng)可驅(qū)動備彈環(huán)沿其水平軸線順時針/逆時針方向轉(zhuǎn)動,當備彈環(huán)上托彈架中的導彈轉(zhuǎn)動到指定裝填位置時,揚彈機將托彈架及導彈舉升到指定位置,導彈上的前后滑塊進入裝填機導軌,裝填機導軌、輸彈導軌及發(fā)射臂導軌在水平方向完成對準,裝填機上的輸彈頭在動力驅(qū)動下將導彈推入發(fā)射臂導軌并鎖定彈上滑塊,發(fā)射架即可按照指令轉(zhuǎn)入發(fā)射準備中;導彈裝填時,利用吊車等設備將導彈裝入發(fā)射臂導軌,發(fā)射臂導軌、輸彈導軌和裝填機導軌在水平方向完成對準后,裝填機上的輸彈頭將導彈從發(fā)射架上拉入彈庫指定位置,揚彈機將托彈架舉升到指定高度完成與導彈的固聯(lián)并解除導彈與裝填機的聯(lián)接,揚彈機下降到固定位置后完成托彈架與備彈環(huán)的聯(lián)接,此時導彈通過托彈架貯存在備彈環(huán)上,傳動系統(tǒng)將導彈在備彈環(huán)上轉(zhuǎn)動下一空位即可進入后續(xù)導彈的裝填流程。
圖2 第1 代艦載導彈發(fā)射裝置水平貯存彈庫導彈裝填流程Fig.2 The missile in horizontal storage magazine loading process of the first generation shipborne missile launcher
第1 代艦載導彈發(fā)射裝置體積重量較大,占用了艦艇平臺較大的空間,同時導彈裝填流程復雜,中間還有彈翼安裝、助推器與彈體聯(lián)接、電氣檢測等較多的人工操作環(huán)節(jié),盡管設計人員采取了多種手段提高裝填自動化水平,但依然存在導彈裝填時間長、設備可靠性差等缺點。第1 代艦載導彈發(fā)射裝置在導彈裝填時主要采用導彈水平吊裝、導軌對接方法,依靠配置的專用設備完成導彈在彈庫貯存位與發(fā)射架上發(fā)射位的裝卸彈任務,比較有代表性的是美國于20 世紀50、60 年代裝備艦艇的MK4,MK7 和MK10 型發(fā)射裝置。
第2 代艦載導彈發(fā)射裝置出現(xiàn)于60 年代中~80 年代初這一“冷戰(zhàn)”時期,由于西方國家在微電子、自動控制、固體發(fā)動機等科學技術上的飛速發(fā)展,導彈技術有了長足的進步,與上一代艦載導彈相比直徑縮小、長度減少、重量減輕、可靠性提高,與之配套的第2 代發(fā)射裝置雖然仍采用了俯仰、方位均能隨動的單/雙聯(lián)傾斜式發(fā)射方式,但在體積、重量、發(fā)射率、反應時間、可靠性等方面進行了提高。其中最為顯著的改變是導彈在彈庫中豎直貯存在環(huán)形備彈架上,彈庫上方是甲板面上安裝的單/雙聯(lián)發(fā)射架,彈庫與發(fā)射架之間取消了彈翼安裝間、補給檢測間等設置,環(huán)形備彈架上的導彈從任意貯彈位轉(zhuǎn)動到裝填位后,在揚彈機作用下可直接上升進入發(fā)射架導軌并鎖定彈上滑塊完成裝彈,發(fā)射裝置裝卸彈自動化水平大大提高,向發(fā)射架重復裝彈速度達到極致。
在第2 代單/雙聯(lián)傾斜發(fā)射裝置研制中,美國和蘇聯(lián)發(fā)展出了不同的導彈裝填技術。在SA-N-7“施基利”導彈單臂發(fā)射架上,蘇聯(lián)研制了專用導彈吊具,導彈裝填時發(fā)射架上的發(fā)射臂翻轉(zhuǎn)呈導軌向上的水平狀態(tài),專用吊具與導彈聯(lián)接后彈上滑塊向下,碼頭起重機起吊導彈后轉(zhuǎn)移到發(fā)射架上方,利用吊具上的4 個定位銷與發(fā)射架上的裝填支座定位孔配合,將導彈水平直接吊放到發(fā)射架上完成彈上滑塊與發(fā)射臂導軌的聯(lián)接和固定。移除吊具后,發(fā)射臂轉(zhuǎn)動成垂直狀態(tài)與彈庫內(nèi)的揚彈導軌、備彈架上的貯彈導軌完成對準,在揚彈機的作用下將導彈拉入貯存位置并固定,環(huán)形備彈架轉(zhuǎn)動一個位置后可開展后續(xù)導彈的裝填流程。
圖3 SA-N-7 艦載導彈發(fā)射裝置導彈裝填流程Fig.3 The missile loading process of sa-n-7 shipborne missile launcher
為在MK13 型單臂發(fā)射架上裝填導彈,美國研制了MK6 導彈輸送小車,小車上設有可與導彈滑塊聯(lián)接的裝填導軌,放置在包裝箱中的導彈開箱后與導彈輸送小車完成對接固定,起重機將導彈輸送小車吊放到發(fā)射裝置附近的甲板上,操作人員借助導彈輸送小車上的車輪將其轉(zhuǎn)移到發(fā)射裝置后端,發(fā)射架轉(zhuǎn)動到裝填方位且發(fā)射臂轉(zhuǎn)動到裝填傾斜角度后,輸送小車前端被吊起并與發(fā)射臂后部聯(lián)接和固定,此時輸送小車上的裝填導軌與發(fā)射臂上的發(fā)射導軌完成對準,發(fā)射臂前端安裝的輸彈設備伸出輸彈頭進入發(fā)射臂導軌和輸彈小車裝填導軌,輸彈頭抓住彈上滑塊后將導彈拉入發(fā)射臂并鎖定彈上滑塊,解除輸彈小車與發(fā)射臂的聯(lián)接后,發(fā)射架根據(jù)指令轉(zhuǎn)到0°或180°方位,發(fā)射臂轉(zhuǎn)動到垂直位置以完成與內(nèi)側(cè)或外側(cè)揚彈導軌和備彈架上貯彈導軌的對準,彈庫內(nèi)的揚彈機將導彈拉入貯存位置并固定,環(huán)形備彈架轉(zhuǎn)動一個位置后可開展后續(xù)導彈的裝填流程。
圖4 MK13 艦載導彈發(fā)射裝置導彈裝填流程Fig.4 The missile loading process of mk13 shipborne missile launcher
為給MK26 型發(fā)射裝置(雙聯(lián)發(fā)射架)彈庫裝填導彈,美國在第1 代發(fā)射裝置補給接彈架的基礎上研制了一型可升降的裝填機,平時折疊下沉貯存在彈庫中,工作時裝填機上升裝彈臂伸出甲板面,裝彈臂可繞其根部轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)到水平狀態(tài),在裝彈臂上設置了可垂向移動的裝填導軌。導彈裝填時利用起重機將導彈水平吊放到裝填機附近甲板面裝填座上,裝彈臂旋轉(zhuǎn)到水平位置后與導彈在長度方向及滑塊位置對準,裝彈臂中的抓取彈機構(gòu)將導彈滑塊與裝填導軌完成聯(lián)接固定,裝彈臂豎起呈垂直狀態(tài),裝填機下降到指定位置后裝彈臂轉(zhuǎn)動與彈庫中左/右備彈架上處于裝填位置的貯彈導軌對準,抓取彈機構(gòu)伸出將導彈推入貯彈導軌固定后松開,環(huán)形備彈架轉(zhuǎn)動一個位置后重復流程完成后續(xù)彈庫內(nèi)2 個備彈架上的導彈裝填作業(yè)。
圖5 MK26 艦載導彈發(fā)射裝置導彈裝填流程Fig.5 The missile loading process of mk26 shipborne missile launcher
上述幾型發(fā)射裝置彈庫內(nèi)都配置有自動輸彈設備,雖然有裝載導彈數(shù)量多、裝填速度快、持續(xù)作戰(zhàn)能力強的優(yōu)點,但也存在體積重量大、對平臺要求高的不足。為滿足中小噸位艦艇在防空和反潛作戰(zhàn)的需求,西方國家同期研制并裝備了多型八(六)聯(lián)裝發(fā)射裝置,如MK25 型和MK29 型“海麻雀”艦空導彈發(fā)射裝置、GWS25 型“海狼”艦空導彈發(fā)射裝置和“海響尾蛇”導彈發(fā)射裝置等,其共同的特點是導彈裝填多采用手動操作,利用配置的裝彈設備和起重機械配合,人力完成導彈向發(fā)射裝置各隔艙內(nèi)的導軌裝卸彈任務。對于MK16 型“阿斯洛克”反潛導彈發(fā)射裝置,美國針對不同的裝艦配置研制了兩型裝填設備,對于發(fā)射架后方設有貯存彈庫的艦艇,在彈庫內(nèi)布置了水平裝填導軌和輸彈機,當發(fā)射架上下兩排布置的隔艙需要裝填魚雷時,彈庫內(nèi)對應隔艙的防爆門打開,裝填導軌伸出與發(fā)射架上相應隔艙的發(fā)射導軌完成對準,輸彈機將魚雷推入發(fā)射裝置隔艙內(nèi)并鎖定雷上滑塊。對于不設置彈庫的艦艇,在發(fā)射架后方安裝了一部可升降、旋轉(zhuǎn)及傾斜的裝填機,裝填作業(yè)時魚雷由碼頭水平吊放到發(fā)射架附近甲板面,裝填機下降后裝填臂上的導軌與雷上滑塊完成對準固定,裝填機帶動魚雷升起到發(fā)射架隔艙后部旋轉(zhuǎn)傾斜至裝填角度,使裝填導軌與發(fā)射架上對應隔艙的發(fā)射導軌完成對準,輸彈機將魚雷推入發(fā)射導軌并固定。
第2 代艦載導彈發(fā)射裝置在導彈裝填時依然采用裸彈水平吊裝、導軌對接、垂直或傾斜角度完成導彈裝填工作,裝填時對于配置有彈庫的發(fā)射裝置其裝填自動化水平較高,影響裝填速度的環(huán)節(jié)主要在導彈吊裝和與發(fā)射架導軌對接過程,而對于多聯(lián)裝發(fā)射裝置主要采用人力或半機械化裝填方式,由于發(fā)射架上導彈艙位有限,因此該方式可基本滿足作戰(zhàn)需求,雖具備海上作戰(zhàn)期間重復裝填的能力,但對艦艇單次持續(xù)作戰(zhàn)能力有較大影響。第2 代艦載導彈發(fā)射裝置中比較有代表性的是20 世紀70 年代裝備艦艇的MK13,MK26,SA-N-7,MK29、“海狼”和“海響尾蛇”等幾型發(fā)射裝置,導彈裝填正由裸彈裝填向箱彈(筒彈)裝填方式過渡。
第3 代艦載導彈發(fā)射裝置從70 年代末80 年代初裝備部隊開始,至今各國仍在對其開展研究提高各項性能指標,其主要特點是導彈從傾斜發(fā)射方式向垂直發(fā)射方式轉(zhuǎn)變。70 年代后期,反艦導彈的性能有了大幅度提高,使現(xiàn)有的傾斜發(fā)射裝置在發(fā)射速度(重復裝填能力)上無法對付反艦導彈的飽和攻擊,為此蘇美兩國先后研制成功2 種不同形式的艦載導彈垂直發(fā)射裝置裝備部隊,即蘇聯(lián)1977 年裝備的“利夫”艦空導彈發(fā)射裝置和美國于1986 年投入使用的MK-41 型垂直發(fā)射裝置,這2 種發(fā)射裝置在外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、裝填方式上均有較大區(qū)別?!袄颉睂棸l(fā)射裝置由數(shù)個完全相同的發(fā)射單元和1 套裝填設備組成,各發(fā)射單元采用圓形八隔艙可旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),每個單元貯彈8 枚,只有一個發(fā)射艙口設置有彈艙蓋開蓋系統(tǒng)。發(fā)射單元在艦上成單排或兩列布置,甲板面上兩列單元中間(或單排布置單元的一側(cè))布置有裝彈架和水平裝填導軌,兩列單元后方設有筒彈裝填艙口,在彈庫內(nèi)兩列單元中間布置有可縱向沿導軌移動的裝彈車。筒彈裝填時,裝填艙口蓋打開,拆疊狀態(tài)的弧形對接導軌展開一端與裝彈架上水平裝填導軌對準,另一端與彈庫內(nèi)垂直布置的裝填導軌相連,3 段導軌構(gòu)成了輸彈小車的運動通道。輸彈小車沿裝填導軌由彈庫內(nèi)貯存位置(垂直狀態(tài))上行進入裝彈架固定位置(水平狀態(tài)),利用筒彈對接專用吊具與發(fā)射筒上一側(cè)的支腳滑塊固聯(lián),在起重設備配合下將發(fā)射筒水平吊放到輸彈小車上,輸彈小車與發(fā)射筒支腳滑塊固聯(lián)后將吊具移開,吊具可準備與后續(xù)發(fā)射筒的聯(lián)接,輸彈小車(帶發(fā)射筒)在輸彈驅(qū)動系統(tǒng)的作用下沿裝填導軌向下落入彈庫到達裝填位置,裝彈車運動到裝填位置后利用裝填臂抓住發(fā)射筒上的支腳滑塊,解除輸彈小車與發(fā)射筒聯(lián)接,裝彈車帶著發(fā)射筒沿導軌運動到待裝單元裝填位置后,裝填臂轉(zhuǎn)動相應角度將發(fā)射筒上另一側(cè)支腳滑塊掛入發(fā)射單元回轉(zhuǎn)架上的貯彈導軌內(nèi),完成發(fā)射筒與發(fā)射單元的固聯(lián)后裝彈車解脫與發(fā)射筒的聯(lián)接重新返回到裝填位,發(fā)射單元旋轉(zhuǎn)一筒位后重復流程可完成整個發(fā)射裝置各彈元的筒彈裝填任務,發(fā)射后的空筒按相反流程操作即可吊出發(fā)射裝置。
圖6 “利夫”艦載導彈垂直發(fā)射裝置導彈裝填流程Fig.6 The missile loading process of rif shipborne VLS
MK41 型發(fā)射裝置由數(shù)個完全相同的發(fā)射單元和1 套裝填單元按矩陣式排列組合而成,每個發(fā)射單元呈矩形含有8 個隔艙可貯存、發(fā)射8 枚箱彈,每個隔艙上方都裝有一套彈艙蓋系統(tǒng),裝填單元除含有5 個隔艙可貯存/發(fā)射5 枚箱彈外,還有1 個裝填隔艙安裝1 部可升降折疊式液壓起重機,展開后可在艦艇航行狀態(tài)規(guī)定海況下為同一彈庫各單元內(nèi)的隔艙裝填導彈。為滿足發(fā)射裝置裝填箱彈需求美海軍配置有專用的箱彈垂直吊具、裝填導向器和發(fā)射箱翻轉(zhuǎn)架。裝填作業(yè)時,利用碼頭起重機將箱彈水平吊放到發(fā)射箱翻轉(zhuǎn)架上,將箱彈垂直吊具兩端的承載銷伸入發(fā)射箱前蓋兩側(cè)的垂直吊耳孔內(nèi)并鎖定,箱彈垂直吊具與起重機吊鉤聯(lián)接后利用吊鉤上升將發(fā)射箱前端向上抬起,發(fā)射箱后端在翻轉(zhuǎn)架支承座上跟隨轉(zhuǎn)動,發(fā)射箱逐漸由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)換到垂直狀態(tài)。起重機將發(fā)射箱垂直吊轉(zhuǎn)到發(fā)射單元對應隔艙上方對準后,在隔艙口安裝的裝填導向器配合下將發(fā)射箱吊入隔艙內(nèi)完成聯(lián)接固定,重復流程即可完成全部隔艙的箱彈裝填任務。
圖7 MK-41 艦載導彈垂直發(fā)射裝置導彈裝填流程Fig.7 The missile loading process of mk-41 shipborne VLS
2 套系統(tǒng)的共同特點是導彈均以箱(筒)彈的形式貯存在發(fā)射裝置中,但裝填方式完全不同?!袄颉毕到y(tǒng)采用專用裝填設備、導軌對接和并聯(lián)的操作流程實現(xiàn)了1 套設備就可對同一彈庫內(nèi)多個單元貯存的發(fā)射筒自動完成裝卸的功能,其筒彈在發(fā)射裝置內(nèi)裝填的特點是利用發(fā)射筒上兩側(cè)布置的支腳滑塊與裝彈設備配合實現(xiàn)“硬”連接,完成筒彈在輸彈小車、裝彈車和發(fā)射單元貯彈導軌的狀態(tài)及位置變換和固定,其優(yōu)勢在于筒彈裝填自動化程度高、裝卸速度快,對人員要求低、環(huán)境適應性強,但艦上布置的專用裝填設備占用了艦面和彈庫內(nèi)的更多空間,造成貯彈密度低、系統(tǒng)復雜、質(zhì)量大、對平臺要求高、維護工作多等缺點,使該系統(tǒng)只能裝備在較大排水量的艦艇上。MK41 型發(fā)射裝置配置的專用裝填設備放置在碼頭,不占用艦上空間,箱彈的水平/垂直轉(zhuǎn)換、垂直吊轉(zhuǎn)可利用汽車吊(浮吊)借助箱彈垂直吊具和翻轉(zhuǎn)架實現(xiàn),箱彈在吊入/吊出隔艙時其箱彈頂部與吊鉤之間通過箱彈垂直吊具實現(xiàn)“柔”性“軟”連接,依靠發(fā)射箱四角外形的連續(xù)導向設計可以快速的將箱彈吊入/吊出隔艙。發(fā)射裝置裝填單元里的折疊可升降液壓起重機只是將碼頭起重機的功能配置在平臺上,以滿足海上能夠裝填箱彈的需求。MK-41 型發(fā)射裝置箱彈裝填方式具有不占用艦面和彈庫內(nèi)的空間、系統(tǒng)組成較簡單、質(zhì)量輕、對平臺要求低、維護工作少等優(yōu)點,但由于采用“柔”性吊裝方式,海況對平臺的晃動影響較大,造成箱彈對準隔艙口時對人員的操作配合熟練程度要求較高,同時裝填作業(yè)基本為串行流程和人工操作,裝填自動化水平較低,箱彈裝填速度與人員培訓和配合熟練度有較大關聯(lián),箱彈實際海上裝填作業(yè)時人員體力消耗較大。
從國外3 代艦載導彈發(fā)射裝置導彈裝填技術的發(fā)展過程可以看出,總體需求、裝填方式選擇和人員要求3 個要素在裝填設備研制過程中起著主導作用。第1 代發(fā)射裝置裝填流程復雜、人員全過程參與配置數(shù)量多、裝彈速度較慢,同時大量的裝填設備安裝在艦艇平臺上,對平臺的要求也較高;第2 代發(fā)射裝置裝填設備研制中簡化作業(yè)流程,對于配置有彈庫的發(fā)射裝置,人員只參與向彈庫裝卸彈流程,而彈庫中貯存的導彈向發(fā)射架裝卸彈的過程則完全由庫內(nèi)設備自動完成,沒有配置彈庫的多聯(lián)裝發(fā)射裝置主要由人工或輔以裝彈設備完成導彈裝填任務。由于從“裸”彈隨動傾斜發(fā)射方式轉(zhuǎn)變?yōu)橄洌ㄍ玻椆潭ù怪卑l(fā)射方式,第3 代導彈發(fā)射裝置裝填技術有了較大變化。蘇聯(lián)“利夫”武器系統(tǒng)在艦上保留了全套筒彈裝填設備,在工作原理上可以認為是在第2 代裝填技術基礎上針對“利夫”武器系統(tǒng)的特點和總體要求所做的改進,而以美、英、法等為代表的西方海軍強國研制的MK41、“海狼”、SYLVER 導彈垂直發(fā)射裝置則在艦艇平臺上不再固定配置裝填設備,通過借助碼頭通用起重設備并配以少量輕型專用箱彈吊裝和狀態(tài)轉(zhuǎn)換輔助設備,即可滿足箱(筒)彈向發(fā)射裝置的快速裝填需求,MK41 型發(fā)射裝置雖然配有專用裝填單元,但其實質(zhì)是將一部起重機隱藏安裝在艦艇甲板下,既提供了設備較好的貯存環(huán)境、滿足了平臺隱身設計要求,又實現(xiàn)了發(fā)射裝置海上裝填箱彈的功能,從美國“阿利·伯克”級驅(qū)逐艦在后續(xù)艦艇中取消裝填單元的配置可以看出,其海上裝填箱彈的能力與美國海軍的總體需求仍有一定差距。
我國艦載導彈發(fā)射裝置的研究始于20 世紀60 年代,而開展發(fā)射裝置導彈裝填設備的研發(fā)工作是伴隨著每型武器系統(tǒng)立項時就同步進行。我國沒有進行過類似于國外第1 代導彈發(fā)射裝置的研制,而是直接開展了HQ61 艦空導彈發(fā)射裝置的研制,其具有雙聯(lián)發(fā)射架、裸彈水平吊裝/垂直自動裝填、導彈滑塊/導軌對接、導彈垂直貯存/回轉(zhuǎn)式彈庫等第2 代發(fā)射裝置導彈裝填技術的眾多特征。作為第一型產(chǎn)品裝填性能指標與國外同代產(chǎn)品存在一定差距,而在該型號后續(xù)產(chǎn)品研制中,導彈采用筒彈一體的貯運/發(fā)射方式,發(fā)射裝置設計上采用上下兩層六聯(lián)裝結(jié)構(gòu),取消了發(fā)射架甲板下的彈庫,發(fā)射筒上下/前后布置有4 組共8 個支腳,筒彈裝填時利用起重設備水平吊起筒體(聯(lián)接上支腳)將下支腳放置到發(fā)射架上4 個支腳座中并固聯(lián)即可完成,從過程看屬于全人工手動操作僅具有碼頭裝填的功能。20 世紀80 年代引進的法國“海響尾蛇”導彈系統(tǒng),導彈也采用發(fā)射筒進行貯存/發(fā)射,發(fā)射筒上設置有上下對應的多組多個滾輪,裝填時發(fā)射筒與八聯(lián)裝發(fā)射架采用滾輪/導軌對接、發(fā)射筒后擋塊固定方式完成聯(lián)接。該系統(tǒng)國產(chǎn)化后發(fā)射筒與發(fā)射裝置的接口形式得以保留,但在艦上發(fā)射裝置后部配置了外置/下沉式彈庫,彈庫按八聯(lián)裝發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)形式對應設置了8 個筒彈貯存/對接通道,彈庫隔艙貯彈導軌與發(fā)射裝置貯彈導軌完成傾斜對準后,輸彈機構(gòu)可將發(fā)射筒推入發(fā)射裝置對應隔艙通道完成筒彈裝填任務。
進入21 世紀后,我國陸續(xù)裝備了多型第3 代發(fā)射裝置(垂直發(fā)射),但由于不同武器研制單位在研制思想、導彈外形尺寸、重量、導彈與發(fā)射裝置接口形式等方面差異較大,形成了多種發(fā)射裝置及裝填方式并存的局面,給部隊實際使用及保障帶來一定影響。在某型艦載發(fā)射裝置中,導彈采用筒裝準垂直發(fā)射方式,發(fā)射筒采用了與陸用發(fā)射筒相同的上下兩層前后布置的多組支腳形式,因此在筒彈向發(fā)射裝置裝填時艦上設置了專用對接裝填機,筒彈水平吊放到對接裝填機上發(fā)射筒下支腳與裝填導軌鎖定后,對接裝填機完成起豎并與發(fā)射單元指定隔艙貯彈導軌完成對準,輸彈設備將發(fā)射筒送入發(fā)射單元,其裝填原理可歸為筒彈水平吊裝、導軌準垂直“硬”對接、自動裝填;而在另一型發(fā)射裝置中,由于發(fā)射箱四角外形設置了連續(xù)導向結(jié)構(gòu),裝填方式與美國MK41 型發(fā)射裝置相似,使用碼頭起重機將發(fā)射箱一端垂直“柔”性吊起,采用“軸-孔”對接導向原理利用發(fā)射箱自重即可將發(fā)射箱裝入隔艙后固定;而在某新型垂直發(fā)射系統(tǒng)中,裝填方式可看作是前兩型系統(tǒng)的組合,由于發(fā)射裝置與發(fā)射筒的接口要求統(tǒng)一為支腳與導軌形式,發(fā)射單元隔艙布置改為矩陣結(jié)構(gòu),因此從接口方式、平臺限制、裝填設備的體積、重量要求等因素考慮,筒彈裝填時采用艦上安裝的可拆卸移位式裝填起重機將發(fā)射箱一端垂直“柔”性吊起、待發(fā)射筒后端支腳與隔艙貯彈導軌對準后利用發(fā)射筒自重即可將發(fā)射筒裝入隔艙的方法。
3 型垂直發(fā)射裝置箱彈裝填所需的裝填設備中,除某型系統(tǒng)有部分設備固定安裝在平臺上,其余兩型裝置的裝填設備平時均配置在岸上;在裝填準備和裝填期間,有兩型系統(tǒng)都需要借助碼頭或自身配置的起重設備完成裝填設備在平臺上的吊裝和單元間位置的轉(zhuǎn)移,而另一系統(tǒng)只需要碼頭配置的裝填設備與起重機配合即可完成所有裝填過程,對外依賴程度較低;在箱彈吊裝過程中,某型系統(tǒng)需要將筒彈水平吊放到平臺舷側(cè)指定位置鎖定,然后補給起重機將筒彈水平吊放到對接裝填機上,中間需要完成多次吊具的聯(lián)接/拆卸,但由于導軌采取“硬”對接方式,裝填輸彈過程時間較短;某新型垂直發(fā)射系統(tǒng)采用“柔”性垂直吊裝、支腳與導軌小間隙對準方式,在吊點較高、發(fā)射筒與平臺晃動和單支腳滑入的情況下,裝填速度受環(huán)境影響及操作人員配合熟練程度較大,而另一型系統(tǒng)裝填過程中,操作環(huán)節(jié)較少、箱架間隙遠比某新型垂直發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射筒支腳與導軌間隙大,操作人員經(jīng)培訓合格后實際使用中僅依靠碼頭配置的通用起重機就能夠在滿足裝填作業(yè)要求的環(huán)境條件下保證較高的箱彈裝填速度。
20 世紀80 年代后期,海軍艦載導彈發(fā)射方式開始由傾斜發(fā)射向垂直發(fā)射轉(zhuǎn)變,而配套研制裝備艦艇的垂直發(fā)射裝置本身就是一個具備多通道發(fā)射能力的彈庫,作戰(zhàn)期間不再需要復雜的自動裝填功能,因此擁有很高的發(fā)射速率。為保證作戰(zhàn)時平臺的導彈消耗量、作戰(zhàn)模式、持續(xù)作戰(zhàn)能力等要求,現(xiàn)代艦艇平臺都安裝了多個模塊化的發(fā)射單元,平臺所裝載的導彈種類和數(shù)量大大增加,已由單一艦空導彈向艦空、艦艦、艦潛和艦地多類型導彈發(fā)展,單個平臺導彈裝載數(shù)量更是突破百枚。近年來國外陸續(xù)披露出一些新研發(fā)射裝置,如俄羅斯3S14,3R14 等,其已放棄了在艦上布置裝填設備的設計,箱彈裝填工作主要在碼頭進行,而美國也已進行了多年MK41 型發(fā)射裝置裝填設備及裝填方式的改進研究和試驗工作,但從設備質(zhì)量、體積、裝填速度、操作難易程度等多方面指標分析目前仍未達到軍方要求。
為保證戰(zhàn)備期間短時間內(nèi)完成對彈庫內(nèi)導彈裝填補充的需要,今后發(fā)射裝置箱彈裝填技術研究的重點是根據(jù)使用方的需求變化選取適合的箱彈裝填方式滿足用戶對碼頭/海上裝卸彈速度的要求,提高裝填設備的通用化、輕量化、可靠性水平,使裝填設備進一步向簡易操作方向發(fā)展,裝填流程趨于扁平化,降低裝填時對人員能力和訓練水平的要求。
艦載導彈發(fā)射裝置及裝填設備研制受武器技術水平、艦艇平臺等多種因素制約,在選取何種裝填方式及確定箱彈裝填接口要素時應具有一定的前瞻性,充分考慮現(xiàn)有選擇對列裝后用戶關心的裝填速度、人員能力要求、戰(zhàn)備保障時間帶來不同影響的基礎上,兼顧已有型號與后續(xù)新研武器的接口兼容性、標準化要求等,不斷提高發(fā)射裝置的通用化水平,為產(chǎn)品批量裝備后部隊實際戰(zhàn)備保障能力和戰(zhàn)斗力的不斷提升提供技術支撐。