美俄潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)分析

汪太琨，隋九齡，強(qiáng)新偉，沈百梁，白建強(qiáng)

(1. 中國船舶集團(tuán)公司第七一三研究所，河南 鄭州 450015；2. 河南省水下智能裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450015)

0 引 言

潛艇作為武器水下發(fā)射平臺(tái)，具有生存能力強(qiáng)、隱蔽性好、機(jī)動(dòng)性高、部署靈活的特點(diǎn)。將潛載彈道導(dǎo)彈部署于潛艇平臺(tái)，能夠增加攻擊突然性、提升武器突防能力，提高執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)成功率。

導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)作為潛載彈道導(dǎo)彈武器的關(guān)鍵技術(shù)之一，受到世界各國的高度重視。目前國際上掌握該項(xiàng)技術(shù)的國家只有美、俄、英、法、中、印度、朝鮮等7國[1-3]。其中美俄技術(shù)發(fā)展最快,并且均形成了較為完善的技術(shù)體系，共同代表著目前導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的最高水平。

1 美俄導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)發(fā)展歷程

1.1 美國

美國的潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)與代際特征可劃分為3代[4-5]。

美國第1代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的代表裝備包括2型發(fā)射裝置（MK 15，MK 17），裝備于兩級(jí)潛艇（“喬治·華盛頓”級(jí)、“伊?！ぐ瑐悺奔?jí)），用于兩型潛載彈道導(dǎo)彈發(fā)射（“北極星A1”、“北極星A2”）。第1代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)研究的核心問題是如何實(shí)現(xiàn)潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射的基本功能。通過創(chuàng)造性地運(yùn)用壓縮空氣冷彈射、自裂平膜、適配器等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了該目標(biāo)。但壓縮空氣彈射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，平膜導(dǎo)致發(fā)射裝置軸向空間利用率偏低等問題非常突出，對(duì)第2代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)研究提出了迫切需求。

表1 美國潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)發(fā)展歷程Tab. 1 The development history of underwater launch technology of SLBM in the USA

美國第2代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的代表裝備包括兩型發(fā)射裝置（MK 21，MK 24），裝備于兩級(jí)潛艇（“拉斐特”級(jí)、“俄亥俄”級(jí)），用于三型潛載彈道導(dǎo)彈發(fā)射（“北極星 A3”、“海神 C3”、“三叉戟I”C4）。第2代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)通過采用固定能量燃?xì)?蒸汽彈射、自裂半球形隔膜等技術(shù)，有針對(duì)性地解決了第1代水下發(fā)射技術(shù)中的突出問題，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的完善優(yōu)化。裝備的實(shí)戰(zhàn)效果良好，為美國潛載彈道導(dǎo)彈的連續(xù)成功發(fā)射奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但為了更加充分地發(fā)揮潛艇作戰(zhàn)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，美國又在前兩代的技術(shù)基礎(chǔ)上，開展了第3代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)研究。

美國第3代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的代表裝備包括1型發(fā)射裝置（MK 46），裝備了1級(jí)潛艇（“俄亥俄”級(jí)），用于1型潛載彈道導(dǎo)彈發(fā)射（“三叉戟II”-D5（LE））。第3代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)通過采用變能量的燃?xì)?蒸汽彈射、含吸能層的分布起爆式自裂半球形隔膜以及氣密環(huán)-導(dǎo)向墊等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了潛載彈道導(dǎo)彈的水下變深度發(fā)射與多發(fā)齊射。同時(shí)嘗試性地開展了北極巡航、上浮等任務(wù)，為后續(xù)開展彈道導(dǎo)彈的極地試射奠定了基礎(chǔ)。

1.2 蘇聯(lián)/俄羅斯

蘇聯(lián)/俄羅斯的潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)根據(jù)技術(shù)特點(diǎn)與代際特征也可劃分為3代[6-8]。

蘇聯(lián)第1代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的代表裝備包括1型發(fā)射裝置（CM-60），裝備了1級(jí)潛艇（“旅館”級(jí)（H-I級(jí)）），用于1型導(dǎo)彈發(fā)射（SS-N-4“薩克”）。第1代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)研究的核心問題同樣是如何實(shí)現(xiàn)潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射的基本功能。但盡管蘇聯(lián)開展了大量的研究與試驗(yàn)，卻只實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈的水面熱發(fā)射，未實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈水下發(fā)射的基本功能，也因此對(duì)第2代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的研究提出了極為迫切的需求。

蘇聯(lián)第2代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的代表裝備包括3型發(fā)射裝置，裝備于3級(jí)潛艇（“旅館”級(jí)（H-II級(jí)）、“揚(yáng)基”級(jí)（Y-I級(jí)）、“德爾塔”級(jí)（D-I級(jí)）），用于3型導(dǎo)彈發(fā)射（SS-N-5“塞布爾”、SS-N-6“索弗萊”、SS-N-8）。第2代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的核心特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈的水下變深度發(fā)射。由于蘇聯(lián)潛載彈道導(dǎo)彈“固液并舉”、“冷熱兼容”的技術(shù)體系，蘇聯(lián)在本階段迅速實(shí)現(xiàn)了由水面到水下定深度，再到水下變深度發(fā)射的跨越。同時(shí)，相較于水下冷發(fā)射，水下熱發(fā)射抗橫向過載能力更強(qiáng)，因此蘇聯(lián)的導(dǎo)彈水下發(fā)射系統(tǒng)能夠在更大的艇速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射。但出于更加充分地發(fā)揮潛艇作戰(zhàn)特點(diǎn)等目的，蘇聯(lián)/俄羅斯在前兩代水下發(fā)射技術(shù)的基礎(chǔ)上，開展了第3代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的研究。

蘇聯(lián)第3代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的代表裝備包括5型發(fā)射裝置，裝備了4級(jí)5型潛艇（“揚(yáng)基”級(jí)（Y-II級(jí)）、“德爾塔”級(jí)（D-III級(jí)）、“臺(tái)風(fēng)”級(jí)、“德爾塔”級(jí)（D-IV級(jí)）、“北風(fēng)之神”級(jí)），用于五型導(dǎo)彈發(fā)射（SS-N-17“鷸”、SS-N-18“魟魚”、S S-N-2 0“鱘魚”、S S-N-2 3“輕舟”、SS-N-30“布拉瓦”）。第3代導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)相對(duì)分散，但其關(guān)注的核心問題是如何實(shí)現(xiàn)潛載彈道導(dǎo)彈實(shí)戰(zhàn)化能力的全方位提升。具體而言，首先在導(dǎo)彈水下變深度發(fā)射的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展水面發(fā)射能力；其次是進(jìn)一步提升多發(fā)齊射能力；最后是積極開展北極發(fā)射的研究探索。

2 美俄導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)現(xiàn)狀

經(jīng)過3代發(fā)展，美俄彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)均達(dá)到了較高的技術(shù)水平，形成了較為完善的技術(shù)體系。無論是美國“三叉戟II”-D5連續(xù)177次發(fā)射成功（截至2020年2月），還是俄羅斯的“輕舟”16發(fā)齊射（1991年）與“布拉瓦”4發(fā)齊射（2018年），均代表著目前世界上彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的最高水平。美俄現(xiàn)役彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如表2所示。

表2 美俄彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)現(xiàn)狀對(duì)比Tab. 2 Comparison of underwater launch technologies of SLBM between the USA and Russia

3 導(dǎo)彈水下發(fā)射裝置技術(shù)效能評(píng)估

3.1 評(píng)估方法[11 – 18]

導(dǎo)彈水下發(fā)射裝置的技術(shù)效能是指在不針對(duì)敵情，不考慮復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境及對(duì)抗情況下，導(dǎo)彈水下發(fā)射裝置執(zhí)行潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射任務(wù)所能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的有效程度，主要用于宏觀上評(píng)價(jià)導(dǎo)彈水下發(fā)射裝置的作用大小。

通過領(lǐng)域?qū)＜业牧炕u(píng)判打分，建立判斷矩陣。再利用符合一致性檢驗(yàn)的指標(biāo)權(quán)重對(duì)美俄的導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估。記ω為該評(píng)估體系的權(quán)重向量。該向量值可通過求取判斷矩陣A正特征值λ所對(duì)應(yīng)的特征向量獲得。判斷矩陣A為根據(jù)專家打分的加權(quán)平均結(jié)果進(jìn)行兩兩比較所構(gòu)建，如表3所示。

表3 判斷矩陣Tab. 3 Judgement matrix

首先對(duì)判斷矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)公式為：

式中：n為矩陣的維數(shù)；λmax為矩陣的最大特征值，RI為修正因子，修正因子的取值隨維數(shù)變化而變化，對(duì)應(yīng)本文的六維矩陣，該值為1.24。當(dāng)CR≤0.1時(shí)，判斷矩陣滿足一致性要求。

根據(jù)判斷矩陣A，可求得矩陣特征值λmax為6.113 2，CI為0.022 6，CR為0.018，滿足一致性要求。

特征值6.113 2所對(duì)應(yīng)權(quán)重向量ω歸一化后：（0.322 9,0.029 9,0.139 2,0.057 6,0.337 2,0.113 2）T。

3.2 評(píng)估結(jié)果

通過對(duì)定量指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理，結(jié)合定性指標(biāo)的專家評(píng)分，可分別獲取美、俄得分向量。得分向量與權(quán)重向量的內(nèi)積即為該國彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)的最終得，得分結(jié)果如表4所示。

表4 得分結(jié)果Tab. 4 Score results

從評(píng)估結(jié)果來看，美國的MK 46導(dǎo)彈水下發(fā)射裝置與俄羅斯的P-30導(dǎo)彈水下發(fā)射裝置得分大致相當(dāng)，但由于齊射數(shù)量所占權(quán)重較高，同時(shí)“三叉戟-II D5”與“布拉瓦”目前又尚未展現(xiàn)出1991年“河馬行動(dòng)”中“輕舟”16發(fā)齊射的能力，因此總評(píng)分均略低于PCM-52導(dǎo)彈水下發(fā)射裝置。

圖1 美俄潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)綜合實(shí)力對(duì)比Fig. 1 The comprehensive strength comparison of SLBM underwater launch technologies between the USA and Russia

圖2 美俄潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)對(duì)比Fig. 2 The comparison of SLBM underwater launch technologies between the USA and Russia

3.3 評(píng)估結(jié)論

根據(jù)上述結(jié)果，可得出如下結(jié)論：

1）美俄潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)水平大致相當(dāng)，俄羅斯略微占優(yōu)；

2）俄羅斯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)、密集打擊等方面；

3）美國的技術(shù)優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在智能化靈活作戰(zhàn)方面；

4）在發(fā)射能量管理、快速響應(yīng)等方面，美俄技術(shù)水平相當(dāng)。

4 結(jié) 語

經(jīng)過3代發(fā)展，美俄的潛載彈道導(dǎo)彈水下發(fā)射技術(shù)均已達(dá)到了超一流水平，通過對(duì)兩國技術(shù)現(xiàn)狀的深入分析與評(píng)估，探究了其發(fā)展戰(zhàn)略的異同。俄羅斯致力于提升發(fā)射系統(tǒng)的實(shí)戰(zhàn)化能力，美國則著眼于提升發(fā)射系統(tǒng)的智能化水平。本文研究也可為我國水下發(fā)射技術(shù)的未來發(fā)展，提供借鑒與參考。