艦載導(dǎo)彈的主要任務(wù)是防空反導(dǎo),兼顧對(duì)水面艦艇射擊。按打擊距離可以分為近程、中程、遠(yuǎn)程艦載導(dǎo)彈,是水面艦隊(duì)的現(xiàn)代化武器。

由于該炮的體積小、重量輕、射速高,非常適合噸位較小的艦艇安裝。此外,該炮還出口到古巴、原東德、印度和波蘭等國(guó)。AK-630M型艦炮系統(tǒng)主要由發(fā)射系統(tǒng)、供彈系統(tǒng)、炮架、搖架、炮塔防護(hù)罩、隨動(dòng)系統(tǒng)和彈藥等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)采用AO-18型自動(dòng)機(jī),自動(dòng)機(jī)工作循環(huán)借助于艦炮發(fā)射時(shí)的火藥氣體能量維持而無(wú)需外能源,采用電擊發(fā)方式和等齊膛線,6根炮管外帶有冷卻水套,采用循環(huán)淡水冷卻炮管以提高身管壽命。供彈系統(tǒng)采用彈鏈供彈方式。

中文名

艦載導(dǎo)彈

類(lèi)型

防空反導(dǎo)

服役時(shí)間

80年代初

使用

水面艦隊(duì)

技術(shù)原理

艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射技術(shù)

艦載導(dǎo)彈

艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射技術(shù)經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,目前已有較為成熟的垂直發(fā)射系統(tǒng),例如美國(guó)的MK41、俄羅斯的“利夫”和“克里諾克”、法國(guó)的“席爾瓦”、北約的MK48和英國(guó)的“海狼”導(dǎo)彈發(fā)射裝置等等。自20世紀(jì)70年代以后,美國(guó)和蘇聯(lián)兩個(gè)世界軍事強(qiáng)國(guó)在其新服役的主要作戰(zhàn)艦艇中率先裝備了垂直發(fā)射系統(tǒng),例如,80年代初開(kāi)始服役的蘇聯(lián)“無(wú)畏”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦裝備了“克里諾克”艦空導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng),美國(guó)80年代中后期服役的“提康德羅加”級(jí)“宙斯盾”巡洋艦裝備了MK41型垂直發(fā)射系統(tǒng)。由于垂直發(fā)射具有發(fā)射率高、儲(chǔ)彈量大、全方位發(fā)射、通用性好、生存力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),順應(yīng)了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)武器裝備在多目標(biāo)交戰(zhàn)、瞬時(shí)快速反應(yīng)、全方位發(fā)射、抗飽和攻擊等綜合能力的基本要求,越來(lái)越多國(guó)家的海軍開(kāi)始關(guān)注并且認(rèn)可它的優(yōu)勢(shì)潛力,也積極研發(fā)或是引進(jìn)裝備垂直發(fā)射系統(tǒng),目前法國(guó)、英國(guó)、意大利、以色列、加拿大、西班牙、日本、澳大利亞、韓國(guó)的海軍艦艇也都裝備或打算裝備垂直發(fā)射系統(tǒng),因此,垂直發(fā)射將成為艦載導(dǎo)彈未來(lái)的主要發(fā)射方式。從發(fā)展趨勢(shì)看,隨著更多的設(shè)計(jì)新理念和先進(jìn)技術(shù)的植入,新一代垂直發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理、功能更趨強(qiáng)大、性能更加完善、適裝性更好。共架發(fā)射是必然趨勢(shì)20世紀(jì)70~90年代期間裝備的垂直發(fā)射系統(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(guó)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(zhuān)彈專(zhuān)用的,只有美國(guó)MK41型系統(tǒng)能夠發(fā)射“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈、“標(biāo)準(zhǔn)”防空導(dǎo)彈和“阿斯洛克”反潛導(dǎo)彈,這在當(dāng)時(shí)是最具代表性的艦載導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng),并在近十幾年的多次實(shí)戰(zhàn)中得以成功應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展和軍事技術(shù)的不斷進(jìn)步,使得戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)和作戰(zhàn)方式都發(fā)生了很大變化,進(jìn)而對(duì)艦載武器裝備的發(fā)展提出了更高要求,例如,作戰(zhàn)效能高、生存能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、適裝性能好等。其中,發(fā)射裝置實(shí)現(xiàn)通用化,即多種武器使用同一個(gè)發(fā)射裝置是現(xiàn)代武器系統(tǒng)發(fā)展的主要要素之一,武器系統(tǒng)的通用化是指多種武器使用同一個(gè)發(fā)射裝置,即共架發(fā)射。這樣的發(fā)射系統(tǒng)同時(shí)容納各類(lèi)武器,可根據(jù)不同的作戰(zhàn)要求合理地布置在作戰(zhàn)艦艇的適當(dāng)部位,完成不同的發(fā)射任務(wù)。在有限的空間內(nèi)配備更多類(lèi)別的武器,大大提高了作戰(zhàn)艦艇的綜合實(shí)戰(zhàn)能力,同時(shí)也使其在總體設(shè)計(jì)及武器配置等方面更加靈活。目前,新一代垂直發(fā)射系統(tǒng)(在研或正在試驗(yàn)中)普遍接受了共架發(fā)射的設(shè)計(jì)理念。例如,法國(guó)正在研制的“席爾瓦”A70型系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)要求,能夠發(fā)射“紫菀”15和“紫菀”30型防空導(dǎo)彈、“風(fēng)暴陰影”(SCALP)海軍型對(duì)陸攻擊巡航導(dǎo)彈;美國(guó)正在研制中的MK57型系統(tǒng)將能夠發(fā)射“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈、“標(biāo)準(zhǔn)”區(qū)域防空導(dǎo)彈、“阿斯洛克”反潛導(dǎo)彈、“魚(yú)叉”反艦導(dǎo)彈、“改進(jìn)型海麻雀”點(diǎn)防空導(dǎo)彈。從技術(shù)角度講,實(shí)現(xiàn)共架發(fā)射相比單一用途發(fā)射需要解決更多技術(shù)難題。對(duì)于這種發(fā)射系統(tǒng),面對(duì)不同武器的自身特點(diǎn),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(qiáng)的通用性,同時(shí)還要求儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱具有相對(duì)獨(dú)立性。因此,在設(shè)計(jì)理念與方法上,更強(qiáng)調(diào)開(kāi)放式、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),以滿(mǎn)足各類(lèi)武器對(duì)發(fā)射的不同要求。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(jì)技術(shù)、適配器技術(shù)、貯運(yùn)發(fā)射箱設(shè)計(jì)、燃?xì)馀艑?dǎo)技術(shù)、通用發(fā)控系統(tǒng)技術(shù)等。在艦上的配置更加多樣化:20世紀(jì)70~90年代期間裝備的垂直發(fā)射系統(tǒng),其系統(tǒng)配置大都采用多個(gè)模塊集中配置在艦艇前后甲板的空闊區(qū)域的做法。為確保作戰(zhàn)艦艇所具備的實(shí)戰(zhàn)能力,需要安裝足夠多的發(fā)射模塊,將占據(jù)大量的甲板空間。因此這樣的配置形式主要適于驅(qū)逐艦以上大噸位水面艦艇,美國(guó)“提康德羅加”級(jí)巡洋艦前后甲板共安裝122個(gè)MK41型垂直發(fā)射單元,“阿利·伯克”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦前后甲板一共可安裝96個(gè)MK41型垂直發(fā)射單元。最近10多年間,垂直發(fā)射系統(tǒng)配置更加多樣化,例如,MK48系統(tǒng)共有4種配置,即MK48-0型、MK48-1型、MK48-2型和MK48-3型,它們分別可安裝在甲板上、甲板側(cè)艙、甲板內(nèi),其配置更加靈活,對(duì)甲板空間的要求相對(duì)較寬,可以滿(mǎn)足中等噸位以下的水面艦艇的裝艦要求。再如,在研中的美國(guó)MK57型垂直發(fā)射系統(tǒng)在DD(X)新一代驅(qū)逐艦上的配置更為獨(dú)特,即分置于艦艇前后甲板舷側(cè)雙殼體之間。這種做法順應(yīng)了新船型的發(fā)展,特別適于干舷內(nèi)傾的船型。它帶來(lái)了艦艇空間有效利用率大、布局更加靈活和合理、提高了艦艇的安全可靠及抗損性等諸多好處。一旦研制成功并裝備服役,將在性能優(yōu)勢(shì)上大大超過(guò)MK41系統(tǒng),并將對(duì)提高艦艇綜合作戰(zhàn)能力及推進(jìn)艦載武器發(fā)射技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

主要分類(lèi)

近程防御

AK-630M近程防御艦炮系統(tǒng)

艦載導(dǎo)彈

該艦炮由俄羅斯圖拉儀器制造設(shè)計(jì)院從60年代開(kāi)始研制,于60年代中期開(kāi)始裝備蘇聯(lián)海軍,逐步取代AK-230型雙管30毫米艦炮。AK-630M型艦炮采用加特林型轉(zhuǎn)管自動(dòng)機(jī),射速3000發(fā)/分。采用火藥燃燒后的內(nèi)能源作為維持自動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的動(dòng)力是該炮的另一技術(shù)特色,這在“加特林”型轉(zhuǎn)管炮中實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度更大,但與外能源型“加特林”型轉(zhuǎn)管炮相比耗電量更小。此外,該炮采用彈鏈供彈方式,減小了供彈系統(tǒng)的接口,可靠性也隨之提高。在炮架以及機(jī)械其他部分廣泛采用了鋁合金鑄造和鋁合金焊接件,因此,艦炮的全重不到2000公斤。該艦炮由MR-123型火控雷達(dá)提供目標(biāo)指示,可完成對(duì)低飛目標(biāo)的防御任務(wù),成為末段端防御的好手。

“卡什坦”彈炮結(jié)合近程防御系統(tǒng)

“卡什坦”最鮮明的特點(diǎn)就是彈炮結(jié)合,它將2門(mén)30毫米艦炮與8枚SA-N-11導(dǎo)彈安裝在同一基座上,兩者同時(shí)回旋、俯仰,接收同一火控系統(tǒng)的控制信息。這種彈炮一體化的設(shè)計(jì),將防空導(dǎo)彈和小口徑速射炮在不同距離攔截來(lái)襲導(dǎo)彈的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮得淋漓盡致。其反應(yīng)時(shí)間為6.5秒,最大跟蹤距離8.4千米。正因?yàn)閺椗诮Y(jié)合具有鮮明的優(yōu)勢(shì),國(guó)際上很多武器專(zhuān)家認(rèn)為發(fā)展“彈炮合一”的艦載近程防御系統(tǒng)是本世紀(jì)的必然趨勢(shì)?!翱ㄊ蔡埂钡膽?zhàn)斗單元由跟蹤雷達(dá)、光電系統(tǒng)、制導(dǎo)雷達(dá)、2門(mén)6管30毫米火炮、8枚SA-N-11防空導(dǎo)彈、發(fā)射裝置和導(dǎo)彈再裝填裝置等設(shè)備組成。其火炮射速為10000發(fā)/分,這在現(xiàn)役武器系統(tǒng)中射速是最高的。但“卡什坦”由于個(gè)頭太大,許多中小艦艇無(wú)法裝備。“卡什坦”的甲板使用面積為65平方米,整個(gè)系統(tǒng)全重19噸,只有航母、巡洋艦、驅(qū)逐艦等大中型艦艇才能順利裝備。

“格布卡”艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)

艦載導(dǎo)彈

在2005年圣彼得堡世界海軍武器展會(huì)上,該系統(tǒng)首次面世?!案癫伎ā迸灴諏?dǎo)彈系統(tǒng)由光電瞄準(zhǔn)制導(dǎo)裝置、小型回轉(zhuǎn)式發(fā)射裝置、火控顯控臺(tái)和4~8枚艦空導(dǎo)彈組成。該系統(tǒng)使用的是由“針”-S肩扛式地空導(dǎo)彈系列發(fā)展而來(lái)的艦空導(dǎo)彈。這種新型導(dǎo)彈具有高效打擊小型目標(biāo),例如巡航導(dǎo)彈和無(wú)人飛行器的能力。與早期“針”系列型號(hào)如SA-18、SA-16和早期的“箭”系列SA-7和SA-14不同,新型“格布卡”艦載防空導(dǎo)彈系統(tǒng)上的“針”-S導(dǎo)彈采用近炸引信引爆戰(zhàn)斗部,而過(guò)去的型號(hào)均采用的是碰撞引信?!搬槨?S導(dǎo)彈在對(duì)付各種類(lèi)型的目標(biāo)時(shí)戰(zhàn)斗部的殺傷力有了很大提高,而且由于采用新技術(shù)解決方案,導(dǎo)彈在殺傷概率方面有重大的提高。“針”-S在攻擊噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)效能是原型的2倍,在打擊直升機(jī)時(shí)是原型的3倍,在攻擊巡航導(dǎo)彈時(shí)是原型的5倍。與原型相比,“針”-S還具有更高的穩(wěn)定性和更長(zhǎng)的服役期限。目前“針”系列導(dǎo)彈在攻擊臨近目標(biāo)時(shí)的最大射程可達(dá)4500米,最小射程為500米;在打擊離去目標(biāo)時(shí)的射程達(dá)5200米,最小射程為800米。而“針”-S攻擊離去目標(biāo)時(shí)的射程可達(dá)6000米。“針”-S可攻擊最大目標(biāo)速度為400米/秒的臨近目標(biāo),其原型根據(jù)目標(biāo)類(lèi)型的不同最大目標(biāo)速度為360~400米/秒?!搬槨?S對(duì)不確定目標(biāo)的最大攔截高度為3500米。原“針”系列導(dǎo)彈攻擊離去的直升機(jī)時(shí)高度可達(dá)3500米,攻擊離去的噴氣式飛機(jī)時(shí)高度為2500米,攻擊迎面的噴氣式飛機(jī)時(shí)高度為2000米?!搬槨?S的最低攔截高度與其原型相同為10米,待發(fā)狀態(tài)的總重不超過(guò)19公斤,比原型的18公斤略重。根據(jù)以上數(shù)據(jù)仍不很清楚“針”-S是否改進(jìn)了其火箭發(fā)動(dòng)機(jī),但導(dǎo)彈飛行速度和打擊高度基本上沒(méi)有變化暗示射程的改變可能是導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)改進(jìn)的結(jié)果。“針”-S鼻錐處的導(dǎo)引頭仍保留了“針”系列的氣動(dòng)桿,可減少波阻和導(dǎo)引頭天線罩的動(dòng)能加熱。在早期“針”系列導(dǎo)彈中使用的LOMO9E410制冷雙信道導(dǎo)引頭的工作波段是3~5.0微米紅外波段,俄羅斯官方?jīng)]有提供“針”-S導(dǎo)引頭的技術(shù)參數(shù),但稱(chēng)其對(duì)地物雜波和熱干擾具抵抗性。在導(dǎo)引頭后部的控制部件不僅包括了鴨式前舵面和與之相關(guān)的展開(kāi)機(jī)械與致動(dòng)器,包括重新設(shè)計(jì)的光-電近炸引信。近炸引信可能是一個(gè)主動(dòng)激光系統(tǒng),其有五對(duì)光學(xué)口分布在導(dǎo)彈周?chē)?。?biāo)準(zhǔn)型“針”防空導(dǎo)彈攜帶0.405公斤高爆破片殺傷戰(zhàn)斗部,并可起爆剩余的固體推進(jìn)劑(0.6~1.3公斤)使其效能得到提高;“針”-S戰(zhàn)斗部增加到了1.17公斤,殺傷概率達(dá)到0.59。無(wú)疑,在俄羅斯未來(lái)艦載防空武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的眼中,“格布卡”艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)成為了對(duì)付低空、超低空目標(biāo)的理想武器系統(tǒng)。中程防御

“施基利”-1中程艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)

艦載導(dǎo)彈

該系統(tǒng)是由“施基利”艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)改進(jìn)發(fā)展而來(lái),系統(tǒng)使用的導(dǎo)彈也由9M38E改進(jìn)為9M317E。近幾年,作為“一彈多架”的范例,俄羅斯海軍又實(shí)現(xiàn)了9M317E導(dǎo)彈的垂直發(fā)射,型號(hào)定為9M317ME,其標(biāo)準(zhǔn)垂直發(fā)射裝置可備彈36枚,使“施基利”-1艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力有了大幅提升。9M317E是由俄羅斯阿爾泰科研生產(chǎn)聯(lián)合體生產(chǎn)的一種中程艦空導(dǎo)彈,彈長(zhǎng)約5.75米,直徑約0.4米,彈翼翼展0.712米,尾翼翼展0.86米,彈重約690公斤,戰(zhàn)斗部為70公斤的破片,最大射程可達(dá)38公里,制導(dǎo)方式為無(wú)線電指令修正+末段雷達(dá)半主動(dòng)尋的制導(dǎo),動(dòng)力裝置為單室雙推力固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。9M317ME導(dǎo)彈基本性能與9M317E型導(dǎo)彈相同,由于其采用垂直發(fā)射系統(tǒng),應(yīng)用前景廣闊,將成為未來(lái)俄羅斯主力中程艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)。“施基利”-l系統(tǒng)主要由MP-710型三坐標(biāo)對(duì)空搜索雷達(dá)、連續(xù)波照射器、TV電視頭、目標(biāo)分配臺(tái)、精跟顯控臺(tái)、射擊控制臺(tái)、中央計(jì)算機(jī)、導(dǎo)彈、發(fā)射架、彈庫(kù)及發(fā)控設(shè)備等組成。9M317E導(dǎo)彈采取極小展弦比邊條翼正常式氣動(dòng)布局,前后彈身直徑不同,中間有過(guò)渡錐,尾部有收縮段,導(dǎo)彈分為4個(gè)艙段:一艙為儀器設(shè)備艙,包括天線整流罩、連續(xù)波半主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭、捷聯(lián)慣測(cè)組合和計(jì)算機(jī)、無(wú)線電引信,艙外有無(wú)線電引信天線;二艙為戰(zhàn)斗部艙,內(nèi)裝戰(zhàn)斗部、安全執(zhí)行機(jī)構(gòu)和觸發(fā)引信,為破片殺傷式;三艙為發(fā)動(dòng)機(jī)艙,為單室雙推力固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī);四艙為尾艙,內(nèi)裝燃?xì)鉁u輪舵機(jī)、氣壓指示器及火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管。MP-710型三坐標(biāo)搜索雷達(dá)平時(shí)按6轉(zhuǎn)/分的速度進(jìn)行對(duì)空警戒,進(jìn)入作戰(zhàn)狀態(tài)后以12轉(zhuǎn)/分的速度在方位上進(jìn)行搜索,同時(shí)在俯仰上進(jìn)行頻掃。一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo),立即向艦上的目標(biāo)分配臺(tái)和對(duì)空態(tài)勢(shì)兼火力分配臺(tái)輸送粗精度的點(diǎn)跡視頻信號(hào),目標(biāo)分配臺(tái)在對(duì)目標(biāo)建航的同時(shí),還進(jìn)行目標(biāo)運(yùn)動(dòng)諸元的粗略計(jì)算、威脅評(píng)估,以選取適當(dāng)數(shù)量的目標(biāo)給精跟顯控臺(tái)。精跟顯控臺(tái)計(jì)算機(jī)完成精確的目標(biāo)航跡平滑外推和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)諸元計(jì)算;在特殊情況下,精跟顯控臺(tái)也可通過(guò)模球進(jìn)行人工鎖定、人工跟蹤并輸出粗的目標(biāo)坐標(biāo)信息,這些信息都送到中央計(jì)算機(jī),并啟動(dòng)作戰(zhàn)應(yīng)用軟件、完成目標(biāo)的威脅排序、攔截目標(biāo)概率預(yù)估等,進(jìn)行火力分配。中央計(jì)算機(jī)將所要攔截目標(biāo)的信息一路送給目標(biāo)照射器,一路送給射擊控制臺(tái)。目標(biāo)照射器一旦收到目標(biāo)坐標(biāo)信息后立即調(diào)轉(zhuǎn),把波束指向目標(biāo)方位并連續(xù)跟蹤下去。與此同時(shí),位于防空作戰(zhàn)指揮室的操作員根據(jù)對(duì)空態(tài)勢(shì)臺(tái)上顯示的目標(biāo)態(tài)勢(shì),明確系統(tǒng)所要打擊的目標(biāo),射擊控制臺(tái)前的指揮員一直監(jiān)視所要攔截的目標(biāo)態(tài)勢(shì)并選定發(fā)射架,中央計(jì)算機(jī)計(jì)算出來(lái)的、為保證單發(fā)殺傷概率0.8的垂直平面發(fā)射區(qū)顯示在射擊控制臺(tái)上。一旦目標(biāo)進(jìn)入該區(qū),計(jì)算機(jī)已算出導(dǎo)彈的最佳彈道參數(shù)、發(fā)射傾角等,并把它們送入導(dǎo)彈發(fā)射裝置,完成導(dǎo)彈的飛行參數(shù)裝定和發(fā)射架調(diào)轉(zhuǎn)以及導(dǎo)彈的發(fā)射。導(dǎo)彈離架后執(zhí)行程序飛行,飛行約3~4秒后,彈上雷達(dá)導(dǎo)引頭開(kāi)始搜索目標(biāo),一旦雷達(dá)導(dǎo)引頭截獲目標(biāo),導(dǎo)彈以大弧形彈道攔截低空、超低空目標(biāo)。為保證導(dǎo)彈的引信波束不接觸海面,導(dǎo)彈始終處于目標(biāo)的上空,在接近目標(biāo)時(shí)以大約200左右的俯沖角逼近,直至命中目標(biāo)。導(dǎo)彈對(duì)目標(biāo)的毀傷效果可以從射擊控制臺(tái)的顯示屏上觀察到。在作戰(zhàn)過(guò)程中,如果目標(biāo)回波被強(qiáng)電子干擾雜波埋沒(méi)而無(wú)法跟蹤時(shí),可采用電視頭跟蹤目標(biāo),以控制導(dǎo)彈的發(fā)射。與其他中程艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)相比,9M317E具有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是突破了傳統(tǒng)搜索、跟蹤、照射均需專(zhuān)用雷達(dá)的導(dǎo)彈作戰(zhàn)模式,直接利用MP-710型三坐標(biāo)搜索雷達(dá)的目標(biāo)信息,取消跟蹤制導(dǎo)雷達(dá),形成新的搜索、照射的導(dǎo)彈作戰(zhàn)模式。這樣,既簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又增加了攔截目標(biāo)的火力通道數(shù),系統(tǒng)作戰(zhàn)效費(fèi)比高。二是導(dǎo)彈采用了弧形彈道攔截超低空目標(biāo),可有效地消除雜波及鏡像多路徑效應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈制導(dǎo)的影響,使之具有反掠海導(dǎo)彈能力。三是采用模塊化結(jié)構(gòu),有較靈活的適裝性,火力通道數(shù)可根據(jù)載艦的情況而定,最少為2個(gè),最多為12個(gè),可裝備1500噸以上的各類(lèi)艦船。遠(yuǎn)程防御

“里夫”-M中、遠(yuǎn)程艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)

艦載導(dǎo)彈

該系統(tǒng)是從1985年裝備的S-300PMU地空導(dǎo)彈系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。作為“一架多彈”的范例,S-30OPMU系統(tǒng)可使用的導(dǎo)彈代號(hào)分別為5V55K、5V55B、SV55BUD、48H6E、48H6E2、9M96E和9M96E2?!袄锓颉?M中遠(yuǎn)程艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)可使用9M96E,48H6E和48H6E2等3種導(dǎo)彈。48H6E和48H6E2這2種導(dǎo)彈具有對(duì)戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的攔截能力,與“里夫”-M艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型配套使用。9M96E導(dǎo)彈的發(fā)射質(zhì)量、彈徑、戰(zhàn)斗部質(zhì)量等較48H6E和48H6E2都大大減小,與“里夫”-M艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)簡(jiǎn)化型配套使用,以攔截掠海飛行的目標(biāo)為主。9M96E導(dǎo)彈擁有自身小型儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱,也可利用裝載48H6E和48H6E2兩種導(dǎo)彈的大型儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱。一個(gè)大型儲(chǔ)運(yùn)發(fā)射箱內(nèi)可裝4枚9M96E導(dǎo)彈,從而大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的火力密度。48H6E彈長(zhǎng)約7.6米,彈徑為0.508米,翼展1.134米,彈重1800公斤,戰(zhàn)斗部144公斤,最大射程150公里,射高約25~25000米,最大飛行速度約6.1~6.7馬赫,單發(fā)殺傷概率為0.7,制導(dǎo)方式為無(wú)線電指令+末段TVM制導(dǎo),導(dǎo)引方法為比例導(dǎo)引,發(fā)射方式為垂直發(fā)射,動(dòng)力裝置是單級(jí)單推力高能固體推進(jìn)劑發(fā)動(dòng)機(jī)。48H6E和48H6E2在重量、尺寸和性能上比較接近。比48H6E小很多的9M96E導(dǎo)彈最大射程達(dá)到40公里,重量約400公斤,可用來(lái)攔截飛機(jī)、戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈及飛行高度在5米至25公里范圍內(nèi)的其他類(lèi)型導(dǎo)彈目標(biāo),該導(dǎo)彈采用了慣性導(dǎo)航系統(tǒng),并在中段靠地面雷達(dá)站進(jìn)行無(wú)線電指令修正。9M96E導(dǎo)彈最大可用過(guò)載在距離為15公里時(shí)為60g,而在40公里距離時(shí)為30g。由于采用末段燃?xì)鈩?dòng)力控制,提高了制導(dǎo)精度。具有多點(diǎn)起爆能力的殺傷爆破式戰(zhàn)斗部使9M96E導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部的重量大大減輕,僅為24公斤。盡管戰(zhàn)斗部重量減輕很多,但由于戰(zhàn)斗部是在導(dǎo)彈與目標(biāo)最接近點(diǎn)時(shí)引爆,破片密度大,故其殺傷威力提高了2.5倍。與48H6E和48H6E2導(dǎo)彈最大的不同是,9M96E導(dǎo)彈不需要相控陣?yán)走_(dá),只需要一部三坐標(biāo)雷達(dá)就能工作?!袄锓颉?M導(dǎo)彈武器系統(tǒng)由制導(dǎo)雷達(dá)、中央控制艙、自動(dòng)發(fā)射裝置、導(dǎo)彈及發(fā)射系統(tǒng)等部分組成?!袄锓颉?M導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所配置的制導(dǎo)雷達(dá)是一個(gè)單面旋轉(zhuǎn)相控陣?yán)走_(dá),西方稱(chēng)之為“頂罩”雷達(dá)。該雷達(dá)由五部天線和高頻艙組成一個(gè)雷達(dá)天線座,該雷達(dá)主要依靠艦上的三坐標(biāo)搜索雷達(dá)提供目標(biāo)指示。制導(dǎo)雷達(dá)最上方大圓罩內(nèi)裝有一個(gè)單面旋轉(zhuǎn)相控陣天線,是主雷達(dá),天線直徑為3.5米;在其下方是3個(gè)并排安裝的柱形天線;在大天線罩和柱形天線之間有一個(gè)小的圓形天線罩,內(nèi)裝有一個(gè)0.5米直徑的小型相控陣天線陣面。該雷達(dá)的天線群和高頻艙室都在一個(gè)大天線座上,三者共重26.5噸,尺寸約為6.2米(長(zhǎng))×5.6米(寬)×7.65米(高)。其中主天線陣面(主雷達(dá))用來(lái)跟蹤、照射目標(biāo)并跟蹤導(dǎo)彈,接收導(dǎo)彈返回的目標(biāo)坐標(biāo)信息并發(fā)送導(dǎo)彈控制指令;小天線陣面(小雷達(dá))用來(lái)在導(dǎo)彈發(fā)射初段時(shí)截獲發(fā)射后的導(dǎo)彈,將導(dǎo)彈的坐標(biāo)信息送到主雷達(dá),引導(dǎo)主雷達(dá)截獲導(dǎo)彈;3個(gè)柱形天線用于電子對(duì)抗作戰(zhàn)時(shí)旁瓣對(duì)消。主雷達(dá)的發(fā)射機(jī)由三級(jí)速調(diào)管組成,只能工作在一個(gè)頻率點(diǎn)上,更換頻率必須更換速調(diào)管。制導(dǎo)雷達(dá)天線所在部位由于船體變形而會(huì)出現(xiàn)較大的隨機(jī)測(cè)量誤差。為此,在天線座上配有一個(gè)雙軸穩(wěn)定的陀螺平臺(tái)來(lái)校正此誤差,以對(duì)波束進(jìn)行穩(wěn)定控制。中央控制艙包括雷達(dá)發(fā)射機(jī)的激勵(lì)器、接收機(jī)的中頻和視頻部分、火控計(jì)算機(jī)、導(dǎo)彈控制臺(tái)、目標(biāo)指示設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備、機(jī)內(nèi)檢測(cè)設(shè)備以及A/D變換等22個(gè)機(jī)柜。中央控制艙負(fù)責(zé)與外部信息交換、信息處理和顯示、系統(tǒng)的工作方式和功能控制以及導(dǎo)彈發(fā)射控制并完成系統(tǒng)的檢查及操作訓(xùn)練等。導(dǎo)彈控制臺(tái)是中央控制艙的核心設(shè)備,它的任務(wù)是完成“里夫”-M系統(tǒng)所要攻擊目標(biāo)的錄取、射擊諸元的計(jì)算、導(dǎo)彈射前參數(shù)裝定、導(dǎo)彈的發(fā)射控制以及導(dǎo)彈飛行制導(dǎo)指令形成。導(dǎo)彈控制臺(tái)上有P型顯示器和A型顯示器。P型顯示器顯示威脅目標(biāo)的方位、距離,A型顯示器顯示目標(biāo)、導(dǎo)彈的信息以及遭遇點(diǎn)?;鹂赜?jì)算機(jī)由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成,每臺(tái)計(jì)算機(jī)有3個(gè)CPU構(gòu)成多處理機(jī),其中有1個(gè)CPU作為備份。每臺(tái)計(jì)算機(jī)完成3個(gè)目標(biāo)和6枚導(dǎo)彈的跟蹤照射處理。此外,還可以完成目標(biāo)參數(shù)的模擬,機(jī)內(nèi)檢測(cè)以及故障定位等。機(jī)內(nèi)檢測(cè)設(shè)備完成系統(tǒng)的功能檢查和故障檢測(cè)、隔離以及目標(biāo)模擬等。

艦載導(dǎo)彈

“里夫”-M系統(tǒng)的自動(dòng)發(fā)射裝置主要控制彈庫(kù)中的轉(zhuǎn)柱轉(zhuǎn)動(dòng)、導(dǎo)彈發(fā)射準(zhǔn)備、射前檢查、參數(shù)裝定,并將導(dǎo)彈射前的狀態(tài)信息反饋到中央控制艙。1臺(tái)自動(dòng)發(fā)射裝置可控制4個(gè)發(fā)射井?!袄锓颉?M系統(tǒng)導(dǎo)彈的貯存、運(yùn)輸和發(fā)射都由貯運(yùn)發(fā)射筒完成,導(dǎo)彈貯運(yùn)發(fā)射筒頭部有較厚的易碎蓋,背面刻有預(yù)制溝槽,在3個(gè)大氣壓下即可破碎。底部有固定導(dǎo)彈機(jī)構(gòu)、導(dǎo)彈彈射器、2個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器,沿發(fā)射筒水平方向的兩側(cè)有活塞筒及推桿,下部有電纜及導(dǎo)軌。貯運(yùn)發(fā)射筒在導(dǎo)彈發(fā)射后,經(jīng)過(guò)一定修復(fù)如更換頂蓋等,可重復(fù)使用3~4次。在每個(gè)發(fā)射井內(nèi)都設(shè)有大型轉(zhuǎn)柱,上面掛有帶貯運(yùn)發(fā)射筒的導(dǎo)彈8枚,彈筒圍繞著轉(zhuǎn)柱分布,掛彈后轉(zhuǎn)柱直徑為3.8米,轉(zhuǎn)柱下面還有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。待發(fā)射導(dǎo)彈轉(zhuǎn)至發(fā)射井口后,這枚待發(fā)導(dǎo)彈被加電并裝定參數(shù),其他導(dǎo)彈可進(jìn)行射前檢測(cè)。彈庫(kù)是一個(gè)大通艙,由4個(gè)、6個(gè)或8個(gè)發(fā)射井組成,高約9米,四周有裝甲保護(hù)?!袄锓颉毕到y(tǒng)有兩種工作方式:一種是接收艦上指控的目標(biāo)指示工作方式,另一種是在某一位置制導(dǎo)雷達(dá)自主搜索、跟蹤目標(biāo)工作方式。通?!袄锓颉?M系統(tǒng)工作在前一種方式下,艦上三坐標(biāo)雷達(dá)給出目標(biāo)信息,經(jīng)艦上作戰(zhàn)情報(bào)指揮系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、威脅判斷,再分配到“里夫”系統(tǒng),由中央控制艙內(nèi)的目標(biāo)指示設(shè)備接收,并送到導(dǎo)彈控制臺(tái);控制制導(dǎo)雷達(dá)天線調(diào)轉(zhuǎn)到目標(biāo)指示方向,雷達(dá)截獲目標(biāo)后轉(zhuǎn)入自動(dòng)跟蹤狀態(tài),計(jì)算機(jī)根據(jù)導(dǎo)彈控制臺(tái)送來(lái)的目標(biāo)參數(shù)計(jì)算目標(biāo)射擊諸元。與此同時(shí),自動(dòng)發(fā)射裝置進(jìn)行導(dǎo)彈選取、加電,并對(duì)待發(fā)導(dǎo)彈進(jìn)行射前參數(shù)裝定。導(dǎo)彈發(fā)射后離艦面25~30米高度,主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。當(dāng)導(dǎo)彈穿過(guò)制導(dǎo)雷達(dá)的小雷達(dá)(截獲雷達(dá))的截獲屏(320×320)時(shí),小雷達(dá)將導(dǎo)彈的坐標(biāo)參數(shù)送到主雷達(dá);當(dāng)主雷達(dá)截獲導(dǎo)彈后,制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)導(dǎo)彈、目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,并對(duì)目標(biāo)照射。艦上計(jì)算機(jī)根據(jù)目標(biāo)、導(dǎo)彈的信息計(jì)算導(dǎo)彈偏離彈道數(shù)據(jù),以此形成指令,并發(fā)送給空中的導(dǎo)彈,指令周期為0.1秒。制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的照射是脈沖式的,當(dāng)導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭搜索、捕獲到地面照射經(jīng)目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)后,就由中段指令制導(dǎo)轉(zhuǎn)換到TVM末段制導(dǎo)。

發(fā)射裝置

艦載導(dǎo)彈

目前國(guó)外裝艦的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)主要有三種結(jié)構(gòu)形式,即集中配置的模塊式結(jié)構(gòu)、獨(dú)立布置的分離式結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),還有一種大傾角準(zhǔn)垂直發(fā)射裝置。集中配置的模塊式結(jié)構(gòu)美國(guó)的MK41垂直發(fā)射系統(tǒng)采用典型的集中模塊式結(jié)構(gòu),每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊可裝8個(gè)導(dǎo)彈發(fā)射箱,是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)射單元,共用一個(gè)燃?xì)饬髋艑?dǎo)系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)需要防止導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的燃?xì)膺M(jìn)入鄰近發(fā)射箱,因而MK41每個(gè)發(fā)射箱的后蓋均設(shè)計(jì)成只能單向開(kāi)啟的花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)開(kāi)閉門(mén),每個(gè)發(fā)射箱的燃?xì)庵豢上蛳屡艑?dǎo),其它隔艙導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的燃?xì)獠荒苓M(jìn)入??裳b載各種作戰(zhàn)用途導(dǎo)彈的集中配置的模塊式發(fā)射裝置雖然在設(shè)計(jì)、制造、裝配上比較復(fù)雜,而且結(jié)構(gòu)龐大、維護(hù)不便、造價(jià)昂貴,但是能夠滿(mǎn)足多種作戰(zhàn)任務(wù)需求,貯彈量大,發(fā)射率高,從性能和滿(mǎn)足任務(wù)需求來(lái)講最為先進(jìn)。獨(dú)立布置的分離式結(jié)構(gòu)分離式結(jié)構(gòu)多以1~2個(gè)貯運(yùn)發(fā)射箱構(gòu)成彈庫(kù)的最小結(jié)構(gòu)單元,燃?xì)馀艑?dǎo)通常設(shè)計(jì)有兩種形式,一種是像發(fā)射“海麻雀”導(dǎo)彈的MK48垂直發(fā)射裝置那樣單獨(dú)設(shè)置排導(dǎo)通道,一種是像“海狼”導(dǎo)彈發(fā)射裝置那樣,發(fā)射箱與燃?xì)馔ǖ啦捎猛呐艑?dǎo)原理的一體化設(shè)計(jì)。分離式結(jié)構(gòu)發(fā)射裝置通常用于尺寸較小的點(diǎn)防御艦空導(dǎo)彈,英國(guó)的“海狼”和北約的“海麻雀”均采用這種結(jié)構(gòu)形式。分離式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)相對(duì)容易、便于維護(hù)保養(yǎng)、造價(jià)低、發(fā)射裝置尺寸較小、安裝靈活,適合布置在噸位較小的艦船上。組成一個(gè)戰(zhàn)術(shù)單元的發(fā)射箱可以獨(dú)立處于艦舷旁、機(jī)庫(kù)旁,或者安裝在甲板下面。這種發(fā)射裝置的缺點(diǎn)是貯彈密度低,不適用于大型導(dǎo)彈,通用性受到限制。旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)蘇聯(lián)研制的SA-N-6、SA-N-9艦空導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置采用模塊式旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜,使發(fā)射裝置的可靠性有所降低。另外,旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)每發(fā)射一枚導(dǎo)彈需轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)彈位,影響發(fā)射率。SA-N-6、SA-N-9系統(tǒng)間隔3秒發(fā)射一枚導(dǎo)彈,而MK41可每秒發(fā)射一枚導(dǎo)彈。為提高發(fā)射率,縮短反應(yīng)時(shí)間,俄羅斯在裝備了一艘巡洋艦后將這種發(fā)射裝置改進(jìn)為每個(gè)發(fā)射筒都有一個(gè)發(fā)射筒蓋,不用旋轉(zhuǎn)就可直接發(fā)射。大傾角準(zhǔn)垂直發(fā)射裝置俄羅斯的SS-N-19反艦導(dǎo)彈是目前唯一采用甲板下大傾角準(zhǔn)垂直發(fā)射裝置發(fā)射的導(dǎo)彈。這種發(fā)射裝置與90°垂直發(fā)射裝置相比具有以下優(yōu)點(diǎn):導(dǎo)彈以一定角度發(fā)射,相比90°垂直發(fā)射,同等條件下所需推力較小,有利于導(dǎo)彈的發(fā)射;因發(fā)射裝置傾斜布置,有利于解決大型反艦導(dǎo)彈艙下布置的難題;因?qū)椧砸欢ń嵌劝l(fā)射離艦,因而降低了導(dǎo)彈因啞彈或意外點(diǎn)火可能回落砸艦而對(duì)發(fā)射平臺(tái)構(gòu)成的威脅。

艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)

艦船如果裝備的是僅能跟蹤或探測(cè)一個(gè)目標(biāo)的單通道防空導(dǎo)彈系統(tǒng),即使命中率是100%,也不可能對(duì)抗成批次導(dǎo)彈的攻擊。而多通道防空導(dǎo)彈系統(tǒng)由于采用相控陣?yán)走_(dá),因而可以同時(shí)探測(cè)和跟蹤數(shù)個(gè)空中目標(biāo)。但是,如果多通道防空系統(tǒng)采用的發(fā)射裝置每次發(fā)射后要重新裝填導(dǎo)彈和重新瞄準(zhǔn)目標(biāo),也同樣不能對(duì)抗飽和攻擊。因此,多通道相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)只有與反應(yīng)速度快、貯彈量大的垂直發(fā)射裝置相結(jié)合,才能最大限度地發(fā)揮武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。目前,世界上已經(jīng)裝備和正在研制的垂直發(fā)射系統(tǒng)有十多種,美國(guó)的MK41和MK48、俄羅斯的SA-N-6和SA-N-9、以色列的“巴拉克”-1、英國(guó)的“海狼”、法國(guó)的“席爾瓦”(Sylver)等多型艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)已經(jīng)裝艦服役,許多國(guó)家還在改進(jìn)現(xiàn)有垂直發(fā)射系統(tǒng)或者研制新型垂直發(fā)射系統(tǒng)。林林總總的艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)可謂各具特色,從中可以看出它們有許多相同之處,也有許多獨(dú)到的技術(shù)特點(diǎn),可謂“千姿百態(tài)”,各有所長(zhǎng)。

發(fā)射方式

艦載導(dǎo)彈

艦載導(dǎo)彈

垂直發(fā)射方式按發(fā)射動(dòng)力分類(lèi),可分為自推力發(fā)射和外動(dòng)力彈射兩大類(lèi)。自推力發(fā)射又稱(chēng)為“熱”發(fā)射,是依靠導(dǎo)彈尾部安裝的助推發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)導(dǎo)彈發(fā)射起飛,其發(fā)射裝置的基本功能是將導(dǎo)彈助推器產(chǎn)生的高溫、高速燃?xì)饬魍〞车嘏懦雠炌?,并賦予導(dǎo)彈一定的出箱/筒口姿態(tài)。外動(dòng)力彈射又稱(chēng)為“冷”發(fā)射,發(fā)射時(shí)依靠發(fā)射裝置提供的動(dòng)力(燃?xì)饣驂嚎s空氣等)將導(dǎo)彈彈射到預(yù)定高度,之后彈上主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火為導(dǎo)彈飛行提供動(dòng)力。美國(guó)與西歐國(guó)家絕大多數(shù)采用“熱”發(fā)射方式,蘇聯(lián)/俄羅斯則主要采用“冷”發(fā)射方式。采用“熱”發(fā)射方式時(shí),由于是發(fā)射箱內(nèi)的導(dǎo)彈助推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火推動(dòng)導(dǎo)彈起飛,因此,需要研制能承受高溫、高壓、高速燃?xì)饬鳑_擊與燒蝕的燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng),這使發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。“冷”發(fā)射則相反,通常不需要燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng),因而發(fā)射裝置的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,但發(fā)射箱內(nèi)安裝的彈射裝置使發(fā)射箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜?!袄洹卑l(fā)射裝置因其結(jié)構(gòu)單元所占艦上空間和重量要比“熱”發(fā)射裝置少得多,維護(hù)工作量和難度也較小,因此適合裝備水翼艇和氣墊船。此外,“熱”發(fā)射方式的發(fā)射箱、排導(dǎo)裝置因反復(fù)經(jīng)受高溫燃?xì)饬鞯臒g,因此使用壽命有限,而“冷”發(fā)射方式中彈射器產(chǎn)生的氣體溫度可以控制得較低,因而發(fā)射筒的使用壽命較長(zhǎng)。怎樣實(shí)現(xiàn)垂直發(fā)射?模塊結(jié)構(gòu)和貯運(yùn)發(fā)射箱要達(dá)到垂直發(fā)射的目的,首先要設(shè)計(jì)輕型導(dǎo)彈貯運(yùn)發(fā)射箱。貯運(yùn)發(fā)射箱不僅是導(dǎo)彈貯存、運(yùn)輸?shù)谋Wo(hù)容器,而且是導(dǎo)彈的發(fā)射導(dǎo)軌,還是燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)的一部分。其前/后端蓋是保證導(dǎo)彈成功飛離發(fā)射箱的兩個(gè)重要部件,前蓋采用“穿通蓋”,后蓋一般采用三種開(kāi)啟方式:采用“吹破蓋”;發(fā)射箱底部完全密封;以及機(jī)械開(kāi)啟方式。除了前/后端蓋以外,發(fā)射箱內(nèi)還裝有發(fā)射導(dǎo)軌、電氣連接件、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線路解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、固彈機(jī)構(gòu)等,以保證導(dǎo)彈成功飛離發(fā)射箱。燃?xì)馀艑?dǎo)技術(shù)如何排放導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的高溫高速燃?xì)饬鳎约胺乐谷細(xì)饬鲗?duì)其它隔艙導(dǎo)彈產(chǎn)生影響是發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)一般由壓力通風(fēng)室和垂直排氣道組成。導(dǎo)彈發(fā)射時(shí),壓力通風(fēng)室使燃?xì)饬髋蛎洔p速,然后經(jīng)垂直排氣道排入大氣中。燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要解決以下關(guān)鍵問(wèn)題。任何一枚點(diǎn)火導(dǎo)彈所產(chǎn)生的燃?xì)饬鞑荒苓M(jìn)入其它未點(diǎn)火導(dǎo)彈的隔艙,只能排至艦外安全區(qū)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量降低燃?xì)饬髋欧胚^(guò)程中的壓力及對(duì)未點(diǎn)火導(dǎo)彈貯存環(huán)境(溫度、振動(dòng)等)的影響,以免損壞發(fā)射裝置或未點(diǎn)火導(dǎo)彈,燃?xì)饬鹘?jīng)過(guò)的排導(dǎo)通道的表面必須采用絕熱防燒蝕材料加以防護(hù)。可自動(dòng)啟動(dòng)冷卻水噴淋系統(tǒng),向意外點(diǎn)火導(dǎo)彈進(jìn)行噴水冷卻?;鹂赝ǖ栏甙l(fā)射率需要相應(yīng)數(shù)量的火控通道,因?yàn)槊棵秾?dǎo)彈射前要由火控系統(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)彈大多是發(fā)射后跟蹤型,離不開(kāi)火控雷達(dá)的導(dǎo)引。采用相控陣?yán)走_(dá)可以解決多枚導(dǎo)彈的跟蹤、制導(dǎo)問(wèn)題。美國(guó)的AN/SPY-1型相控陣?yán)走_(dá)能同時(shí)探測(cè)、跟蹤上百個(gè)目標(biāo),它與數(shù)部Mk99型X波段照射雷達(dá)連用可同時(shí)導(dǎo)引十幾枚導(dǎo)彈飛向不同目標(biāo)。導(dǎo)彈垂直發(fā)射的轉(zhuǎn)彎采用垂直發(fā)射方式必須使導(dǎo)彈垂直起飛后能夠迅速轉(zhuǎn)向目標(biāo)方向,并盡量減小最小有效射程。所以,垂直發(fā)射導(dǎo)彈的最佳轉(zhuǎn)彎高度是發(fā)射平臺(tái)最高建筑物的高度(一般不超過(guò)50米)。當(dāng)導(dǎo)彈到達(dá)這個(gè)高度時(shí),應(yīng)能轉(zhuǎn)向目標(biāo)飛行。但是,由于導(dǎo)彈垂直發(fā)射時(shí)傳統(tǒng)的氣動(dòng)力面難以實(shí)現(xiàn)這種控制,因此,一般是采用推力矢量控制系統(tǒng)來(lái)提供轉(zhuǎn)彎所需要的控制力??晒?zhàn)術(shù)導(dǎo)彈使用的推力矢量控制系統(tǒng)有:?jiǎn)蝹€(gè)或多個(gè)可偏轉(zhuǎn)噴管控制系統(tǒng),尾控制面與可轉(zhuǎn)噴管相結(jié)合的系統(tǒng),液體噴射系統(tǒng),電子液壓操縱的燃?xì)舛嫦到y(tǒng),燃?xì)舛媾c尾控制面相結(jié)合的系統(tǒng)等。目前,多數(shù)垂直發(fā)射的導(dǎo)彈都采用燃?xì)舛嫱屏κ噶靠刂葡到y(tǒng)。燃?xì)舛嫱ǔV糜诨鸺l(fā)動(dòng)機(jī)噴管處,它由微處理機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和電池等部件組成,舵片位于導(dǎo)彈噴流的出口平面。發(fā)射前,將射擊諸元和有關(guān)參數(shù)輸入微機(jī);發(fā)射后,微機(jī)按預(yù)編程序控制舵的轉(zhuǎn)動(dòng),改變?nèi)細(xì)鈬娏鞯姆较?,利用燃?xì)饬髟诙婷娈a(chǎn)生的側(cè)向力,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈向目標(biāo)方向的轉(zhuǎn)彎?!皯?zhàn)斧”導(dǎo)彈采用的就是這種轉(zhuǎn)彎技術(shù)。裝艦形式艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置的裝艦位置呈現(xiàn)出分散和多樣化的特點(diǎn)。從最初美國(guó)MK41典型的中心主甲板集中安裝形式,發(fā)展到艙壁、機(jī)庫(kù)的側(cè)面、艦艇的兩舷外圍、上層建筑內(nèi)以及點(diǎn)狀分散布置等多種安裝形式。美國(guó)艦船一般裝備兩個(gè)MK41垂直發(fā)射裝置,一個(gè)布置在主炮與艦橋之間的甲板下,另一個(gè)布置在艉部直升機(jī)平臺(tái)之前或之后,發(fā)射裝置上端與甲板平齊。不少?lài)?guó)家采用這種傳統(tǒng)而典型的裝艦形式。加拿大“哈利法克斯”級(jí)護(hù)衛(wèi)艦上輕型“海麻雀”導(dǎo)彈的發(fā)射箱豎立在艦舯部?jī)上系募装迳?。荷蘭“卡雷爾·多爾曼”級(jí)護(hù)衛(wèi)艦在直升機(jī)庫(kù)一側(cè)緊貼庫(kù)壁安裝了16個(gè)輕型“海麻雀”發(fā)射單元。英國(guó)“海狼”導(dǎo)彈發(fā)射裝置采取了布置在機(jī)庫(kù)兩側(cè)和上層建筑的方案。蘇聯(lián)/俄羅斯的艦船一般將導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置安裝在艏部寬闊的主甲板下,如“基洛夫”級(jí)核動(dòng)力導(dǎo)彈巡洋艦,將SS-N-19、SA-N-6、SA-N-9等三型導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置全布置在艏部。而“光榮”級(jí)巡洋艦將SA-N-6導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置布置在艦艉中后部煙囪后面的甲板下,8個(gè)圓形發(fā)射井沿縱線兩側(cè)對(duì)稱(chēng)排列,每個(gè)發(fā)射井容納8枚導(dǎo)彈。由此可見(jiàn),一方面,由于一般重型艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置裝彈量比較多,要求裝在艦體容積比較大,即船體型線比較豐滿(mǎn)的區(qū)域;另一方面,為不使桅桿、天線、上層建筑等影響導(dǎo)彈發(fā)射,一般其位置在距艦艏或距艦艉1/4船長(zhǎng)處射界比較開(kāi)闊的前甲板或尾甲板下。由于導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置的彈庫(kù)儲(chǔ)彈量較大,如果安裝在甲板下,則要求甲板開(kāi)口的尺寸比較大,另一方面,因?yàn)閷?dǎo)彈長(zhǎng)度一般在3~7米,所以開(kāi)口的深度也比較大。較大的結(jié)構(gòu)尺寸會(huì)破壞3~4層甲板,給船體強(qiáng)度帶來(lái)較大的影響。如何解決這個(gè)問(wèn)題呢?從國(guó)外艦艇的布置來(lái)看,有以下幾種方法。如果是發(fā)射尺寸不大的近程防御型導(dǎo)彈,可考慮將垂直發(fā)射裝置安裝在甲板以上上層建筑的間隙處或上層建筑的頂端,這樣既可節(jié)省空間,也不會(huì)破壞船體結(jié)構(gòu)。對(duì)于噸位較小的導(dǎo)彈艇,船舯部空間不夠,可安裝在艇艉。在英國(guó)23型護(hù)衛(wèi)艦上,“海狼”導(dǎo)彈發(fā)射裝置的上端露在甲板以上,這樣既可以保證載彈量,又可以減少對(duì)船體結(jié)構(gòu)的破壞,保證船體強(qiáng)度。美國(guó)新研制的MK41單隔艙發(fā)射裝置采用MK25發(fā)射箱,可裝4枚“改進(jìn)型海麻雀”導(dǎo)彈。該發(fā)射裝置可以安裝在甲板突出部和小型艦艇上,也可在甲板周?chē)`活地安裝許多點(diǎn)狀分布的發(fā)射裝置,從而為無(wú)人機(jī)和直升機(jī)等裝備讓出充足的甲板空間。據(jù)稱(chēng),美國(guó)正在研制的MK57垂直發(fā)射裝置能夠以4隔艙為一組沿艦船兩舷布置。這種配置據(jù)說(shuō)可為艦船提供一個(gè)防護(hù)殼體,阻止或減少外部爆炸的損壞,改進(jìn)發(fā)射裝置的裝艦靈活性和艦船的生存能力。

艦載導(dǎo)彈發(fā)射裝置小型化

艦載導(dǎo)彈

20世紀(jì)90年代以后裝艦的垂直發(fā)射系統(tǒng),如英國(guó)“海狼”、以色列“巴拉克”、北約MK48型,它們的共同特點(diǎn)都是用于發(fā)射輕型點(diǎn)防御導(dǎo)彈,體積、重量以及配置數(shù)量都低于MK41型系統(tǒng)。例如,MK48型系統(tǒng)8隔艙總體尺寸為2.46米×1.4米×5.03米,MK41型系統(tǒng)的8隔艙總體尺寸為3.17米×2.08米×7.62米。從其重量上看,MK41、MK48、“海狼”、“巴拉克”的8個(gè)艙裝置重量依次為:132905千克,2185千克,1941千克和528千克。可見(jiàn),小型輕量化成為發(fā)射裝置發(fā)展特點(diǎn)之一。最近幾年,國(guó)外出現(xiàn)了稱(chēng)之為單模塊的垂直發(fā)射裝置(SCL),例如,法國(guó)在研的4單元(Quadrax)的垂直發(fā)射裝置和美國(guó)在研的MK25型單模塊發(fā)射裝置(QPELS)。前者用于發(fā)射“響尾蛇”VT-1防空導(dǎo)彈,據(jù)稱(chēng)若攜載8枚VT-1導(dǎo)彈,體積僅為1.3米×0.9米×2.6米,包括導(dǎo)彈在內(nèi)總重不超過(guò)2000千克,能夠裝于500噸以下的小艇上。后者由MK41型系統(tǒng)發(fā)展而來(lái),它在MK41型系統(tǒng)中的一個(gè)發(fā)射單元模塊的基礎(chǔ)上,增加了圓柱型燃?xì)馔ǖ溃ㄔ贛K41型系統(tǒng)中,每個(gè)發(fā)射模塊沒(méi)有自己獨(dú)立的燃?xì)馔ǖ溃?,?gòu)成了一個(gè)完整獨(dú)立的發(fā)射單元,其中容納4枚“改進(jìn)型海麻雀”防空導(dǎo)彈,稱(chēng)之為MK25型單模塊發(fā)射裝置。據(jù)稱(chēng),開(kāi)發(fā)MK25型單模塊發(fā)射裝置是美國(guó)海軍為改善航母、大甲板兩棲艦艇和其他非“宙斯盾”作戰(zhàn)艦艇自防御能力而設(shè)想的解決方案,但它也適于裝備750噸左右的小型戰(zhàn)艦。據(jù)報(bào)道,MK25型系統(tǒng)的第1份出售合同可能不久敲定。據(jù)主承包商洛克希德·馬丁公司預(yù)測(cè),未來(lái)20年內(nèi),MK25型系統(tǒng)的出口量將可能達(dá)到50~60套?!袄洹薄盁帷眲?dòng)力發(fā)射平分秋色:“冷”和“熱”動(dòng)力發(fā)射是垂直發(fā)射系統(tǒng)的2種發(fā)射方式,早期系統(tǒng)中,只有俄羅斯的垂直發(fā)射系統(tǒng)采用“冷”動(dòng)力發(fā)射方式,其他西方國(guó)家海軍均采用“熱”動(dòng)力發(fā)射。冷發(fā)射也稱(chēng)為外動(dòng)力發(fā)射,它是一種利用導(dǎo)彈以外的動(dòng)力(燃?xì)猓┫劝褜?dǎo)彈彈射離開(kāi)發(fā)射箱,待導(dǎo)彈離開(kāi)艦面一定安全高度后,再由導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)在空中點(diǎn)火的發(fā)射方式。它的優(yōu)點(diǎn)是:由于導(dǎo)彈在空中點(diǎn)火,無(wú)需通風(fēng)和特制的增壓室來(lái)處理火箭燃?xì)獾呐欧艈?wèn)題,因而設(shè)備簡(jiǎn)單,重量輕,體積小,占用甲板空間小。此外,冷發(fā)射的導(dǎo)彈出筒速度較之熱發(fā)射時(shí)要慢,因而容易實(shí)現(xiàn)空中轉(zhuǎn)彎。由于這些優(yōu)點(diǎn),有些專(zhuān)家認(rèn)為,冷發(fā)射方式對(duì)近程防空導(dǎo)彈更為有利。但是,由于導(dǎo)彈在空中點(diǎn)火以及沒(méi)有燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng),一旦導(dǎo)彈意外點(diǎn)火,都可能使艦艇的安全和可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。對(duì)此,俄羅斯采用了系統(tǒng)安裝時(shí)有意將垂直發(fā)射裝置與甲板垂面傾斜5°角的措施來(lái)降低對(duì)艦艇的安全性的影響。此外,冷發(fā)射導(dǎo)彈的彈射過(guò)載非常大,達(dá)到幾十個(gè)g,對(duì)于有些導(dǎo)彈如巡航導(dǎo)彈,這樣大的發(fā)射過(guò)載是不允許的?!盁帷卑l(fā)射也稱(chēng)為自推力發(fā)射,是一種利用導(dǎo)彈固體助推火箭將其從發(fā)射裝置中垂直推出的發(fā)射方式。熱發(fā)射的優(yōu)點(diǎn)是適合于各種艦艇和各種戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的發(fā)射,缺點(diǎn)是必須有一套處理火箭燃?xì)獾陌踩O(shè)備。熱發(fā)射的主要技術(shù)難點(diǎn)是燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)。目前,排氣通道有獨(dú)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?jiǎn)为?dú)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(gè)垂直排氣通道,如MK41發(fā)射裝置。目前正在研制的同心筒發(fā)射裝置(CCL)也采用了獨(dú)立式排氣通道方式。此外,熱發(fā)射更容易實(shí)現(xiàn)共架發(fā)射,主要原因第一是導(dǎo)彈承受過(guò)載的能力要求相對(duì)較低,第二是有一套燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng),這對(duì)艦艇的安全性有一定的保證。一體化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)共架發(fā)射的技術(shù)途徑:就艦載導(dǎo)彈垂直共架發(fā)射而言,如前所述,在要求發(fā)射裝置的幾何尺寸、電氣接口以及發(fā)射電路具有很強(qiáng)的通用性的同時(shí),還特別要求貯運(yùn)發(fā)射箱具有很強(qiáng)的相對(duì)獨(dú)立性,以適應(yīng)貯運(yùn)發(fā)射其功能和使命全然不同的各類(lèi)導(dǎo)彈。因此,貯運(yùn)發(fā)射箱作為其中的關(guān)鍵裝備必須采用一體化設(shè)計(jì)。目前,美國(guó)海軍研究署(ONR)正在研制的同心筒發(fā)射裝置就采用了一體化設(shè)計(jì),它的每個(gè)發(fā)射單元將貯運(yùn)、發(fā)射、廢氣排導(dǎo)、控制等功能綜合在了一起,成為一個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)。該同心筒發(fā)射裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)、制造方法、材料應(yīng)用等方面采用了完全不同于傳統(tǒng)的發(fā)展思路。例如,發(fā)射裝置在結(jié)構(gòu)上采用了由2個(gè)不同口徑的同心圓筒組成的結(jié)構(gòu),內(nèi)筒起固定導(dǎo)彈和引導(dǎo)導(dǎo)彈出筒的作用;內(nèi)、外筒之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)狀空間,用于廢氣排導(dǎo)。再如,控制系統(tǒng)采用開(kāi)放式設(shè)計(jì),根據(jù)發(fā)射的武器類(lèi)型,在相應(yīng)的武器控制系統(tǒng)(WCS)與發(fā)射筒之間建立數(shù)據(jù)傳輸通道,實(shí)現(xiàn)“即插即用”。據(jù)分析評(píng)估,同心筒發(fā)射裝置在壽期費(fèi)用、人員數(shù)量、運(yùn)行維護(hù)、結(jié)構(gòu)尺寸和重量等性能都有不同程度的改善,例如,它的生產(chǎn)成本可降低50%,人力需求降低66%,維護(hù)成本降低50%,集成成本降低80%。同時(shí)提高了適裝性、可靠性和實(shí)用性,除適裝在各種水面艦艇和潛艇上,還能拓展到其他平臺(tái)。

艦載導(dǎo)彈專(zhuān)用與通用發(fā)射裝置

發(fā)射裝置通用化的好處是在一艘艦船上不用為發(fā)射反艦、反潛、防空等多種武器而安裝多種發(fā)射裝置,從而能夠大大提高武器系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力,節(jié)省大量的研制費(fèi)用并縮短研制周期。通用化可以更容易獲取零件和服務(wù),以及簡(jiǎn)化操作手培訓(xùn)并降低生產(chǎn)成本,因此,越來(lái)越多的國(guó)家都在擴(kuò)大其垂直發(fā)射裝置通用化的潛力。但迄今為止,除了MK41以外,多數(shù)國(guó)家的垂直發(fā)射系統(tǒng)只停留在海軍的應(yīng)用領(lǐng)域,主要用于區(qū)域和點(diǎn)防御防空,只能對(duì)抗反艦導(dǎo)彈和飛機(jī)等空中目標(biāo)。多數(shù)國(guó)家的艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)只能發(fā)射單一作戰(zhàn)用途的導(dǎo)彈,如俄羅斯的SA-N-6、英國(guó)的“海狼”、以色列的“巴拉克”-1垂直發(fā)射裝置。俄羅斯已經(jīng)裝備了不同類(lèi)型多種型號(hào)的垂直發(fā)射裝置,但發(fā)射的導(dǎo)彈單一,甚至一種導(dǎo)彈有兩種發(fā)射裝置,反映出在發(fā)射裝置通用化設(shè)計(jì)方面著力不夠。但俄羅斯新研制的水面艦?zāi)K式發(fā)射裝置既可發(fā)射遠(yuǎn)程對(duì)陸攻擊導(dǎo)彈,也能發(fā)射反艦導(dǎo)彈,通用性有所提高。就通用性而言,美國(guó)的MK41可以說(shuō)是“一枝獨(dú)秀”。該發(fā)射裝置不僅可以發(fā)射多型“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈、“海麻雀”導(dǎo)彈、“阿斯洛克”反潛導(dǎo)彈、“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈,而且還將進(jìn)一步擴(kuò)展通用能力。據(jù)洛馬公司稱(chēng),MK41還將兼容“紫菀”導(dǎo)彈、“巴拉克”導(dǎo)彈、“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈、“飛魚(yú)”導(dǎo)彈和電子干擾彈等。法國(guó)目前也正在研究用“紫菀”導(dǎo)彈采用的“席爾瓦”垂直發(fā)射裝置發(fā)射現(xiàn)有的其它導(dǎo)彈和未來(lái)研制的導(dǎo)彈,如“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈、“阿斯洛克”反潛導(dǎo)彈、“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈和“改進(jìn)型海麻雀”(ESSM)導(dǎo)彈。發(fā)射裝置通用化是艦載垂直發(fā)射裝置最重要的發(fā)展方向之一。