基本介紹
- 中文名稱：艦載飛彈
- 服役時間：80年代初
技術原理,主要分類,近程防禦,中程防禦,遠程防禦,發射裝置,發射方式,
技術原理
艦載飛彈垂直發射技術
艦載飛彈垂直發射技術經過30多年的發展，已有較為成熟的垂直發射系統，例如美國的MK 41、俄羅斯的“利夫”和“克里諾克”、法國的“席爾瓦”、北約的MK 48和英國的“海狼”飛彈發射裝置等等。自20世紀70年代以後，美國和蘇聯兩個世界軍事強國在其新服役的主要作戰艦艇中率先裝備了垂直發射系統，例如，80年代初開始服役的蘇聯“無畏”級飛彈驅逐艦裝備了“克里諾克”艦空飛彈垂直發射系統，美國80年代中後期服役的“提康德羅加”級“宙斯盾”巡洋艦裝備了MK 41型垂直發射系統。由於垂直發射具有發射率高、儲彈量大、全方位發射、通用性好、生存力強等諸多優點，順應了現代戰爭對武器裝備在多目標交戰、瞬時快速反應、全方位發射、抗飽和攻擊等綜合能力的基本要求，越來越多國家的海軍開始關注並且認可它的優勢潛力，也積極研發或是引進裝備垂直發射系統，法國、英國、義大利、以色列、加拿大、西班牙、日本、澳大利亞、韓國的海軍艦艇也都裝備或打算裝備垂直發射系統，因此，垂直發射將成為艦載飛彈未來的主要發射方式。 從發展趨勢看，隨著更多的設計新理念和先進技術的植入，新一代垂直發射系統的結構設計更加合理、功能更趨強大、性能更加完善、適裝性更好。共架發射是必然趨勢20世紀70～90年代期間裝備的垂直發射系統，如俄羅斯的“利夫”（SA-N-6）和“克里諾克”（SA-N-9）飛彈發射裝置、英國的“海狼”飛彈發射裝置和以色列的“巴拉克”飛彈發射裝置等都是專彈專用的，只有美國MK 41型系統能夠發射“戰斧”巡航飛彈、“標準”防空飛彈和“阿斯洛克”反潛飛彈，這在當時是最具代表性的艦載飛彈發射系統，並在近十幾年的多次實戰中得以成功套用。隨著科技的發展和軍事技術的不斷進步，使得戰爭形態和作戰方式都發生了很大變化，進而對艦載武器裝備的發展提出了更高要求，例如，作戰效能高、生存能力強、反應速度快、適裝性能好等。其中，發射裝置實現通用化，即多種武器使用同一個發射裝置是現代武器系統發展的主要要素之一，武器系統的通用化是指多種武器使用同一個發射裝置，即共架發射。這樣的發射系統同時容納各類武器，可根據不同的作戰要求合理地布置在作戰艦艇的適當部位，完成不同的發射任務。在有限的空間內配備更多類別的武器，大大提高了作戰艦艇的綜合實戰能力，同時也使其在總體設計及武器配置等方面更加靈活。新一代垂直發射系統（在研或正在試驗中）普遍接受了共架發射的設計理念。例如，法國正在研製的“席爾瓦”A70型系統按照設計要求，能夠發射“紫菀”15和“紫菀”30型防空飛彈、“風暴陰影”（SCALP）海軍型對陸攻擊巡航飛彈；美國正在研製中的MK57型系統將能夠發射“戰斧”巡航飛彈、“標準”區域防空飛彈、“阿斯洛克”反潛飛彈、“魚叉”反艦飛彈、“改進型海麻雀”點防空飛彈。 從技術角度講，實現共架發射相比單一用途發射需要解決更多技術難題。對於這種發射系統，面對不同武器的自身特點，要求發射裝置的幾何尺寸、電氣接口以及發射電路具有很強的通用性，同時還要求儲運發射箱具有相對獨立性。因此，在設計理念與方法上，更強調開放式、模組化和標準化設計，以滿足各類武器對發射的不同要求。涉及的關鍵技術有：共架發射總體技術、兼容性設計技術、適配器技術、貯運發射箱設計、燃氣排導技術、通用發控系統技術等。在艦上的配置更加多樣化：20世紀70～90年代期間裝備的垂直發射系統，其系統配置大都採用多個模組集中配置在艦艇前後甲板的空闊區域的做法。為確保作戰艦艇所具備的實戰能力，需要安裝足夠多的發射模組，將占據大量的甲板空間。因此這樣的配置形式主要適於驅逐艦以上大噸位水面艦艇，美國“提康德羅加”級巡洋艦前後甲板共安裝122個MK 41型垂直發射單元，“阿利·伯克”級飛彈驅逐艦前後甲板一共可安裝96個MK 41型垂直發射單元。 最近10多年間，垂直發射系統配置更加多樣化，例如，MK 48系統共有4種配置，即MK 48-0型、MK 48-1型、MK48-2型和MK 48-3型，它們分別可安裝在甲板上、甲板側艙、甲板內，其配置更加靈活，對甲板空間的要求相對較寬，可以滿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MK 57型垂直發射系統在DD（X）新一代驅逐艦上的配置更為獨特，即分置於艦艇前後甲板舷側雙殼體之間。這種做法順應了新船型的發展，特別適於乾舷內傾的船型。它帶來了艦艇空間有效利用率大、部局更加靈活和合理、提高了艦艇的安全可靠及抗損性等諸多好處。一旦研製成功並裝備服役，將在性能優勢上大大超過MK 41系統，並將對提高艦艇綜合作戰能力及推進艦載武器發射技術的發展產生重大影響。
艦載飛彈
艦載飛彈
艦載飛彈艦載飛彈主要分類
近程防禦
AK-630M近程防禦艦炮系統
該艦炮由俄羅斯圖拉儀器製造設計院從60年代開始研製，於60年代中期開始裝備蘇聯海軍，逐步取代AK-230型雙管30毫米艦炮。AK-630M型艦炮採用加特林型轉管自動機，射速3000發/分。採用火藥燃燒後的內能源作為維持自動機工作循環的動力是該炮的另一技術特色，這在“加特林”型轉管炮中實現起來難度更大，但與外能源型“加特林”型轉管炮相比耗電量更小。此外，該炮採用彈鏈供彈方式，減小了供彈系統的接口，可靠性也隨之提高。在炮架以及機械其他部分廣泛採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型火控雷達提供目標指示，可完成對低飛目標的防禦任務，成為末段端防禦的好手。
艦載飛彈
艦載飛彈“卡什坦”彈炮結合近程防禦系統
“卡什坦”最鮮明的特點就是彈炮結合，它將2門30毫米艦炮與8枚SA-N-11飛彈安裝在同一基座上,兩者同時迴旋、俯仰,接收同一火控系統的控制信息。這種彈炮一體化的設計,將防空飛彈和小口徑速射炮在不同距離攔截來襲飛彈的優勢發揮得淋漓盡致。其反應時間為6.5秒，最大跟蹤距離8.4千米。 正因為彈炮結合具有鮮明的優勢,國際上很多武器專家認為發展“彈炮合一”的艦載近程防禦系統是本世紀的必然趨勢。“卡什坦”的戰鬥單元由跟蹤雷達、光電系統、制導雷達、2門6管30毫米火炮、8枚SA-N-11防空飛彈、發射裝置和飛彈再裝填裝置等設備組成。其火炮射速為10000發/分,這在現役武器系統中射速是最高的。但“卡什坦”由於個頭太大,許多中小艦艇無法裝備。“卡什坦”的甲板使用面積為65平方米,整個系統全重19噸,只有航母、巡洋艦、驅逐艦等大中型艦艇才能順利裝備。
“格布卡”艦空飛彈系統
在2005年聖彼得堡世界海軍武器展會上，該系統首次面世。“格布卡”艦空飛彈系統由光電瞄準制導裝置、小型迴轉式發射裝置、火控顯控台和4～8枚艦空飛彈組成。該系統使用的是由“針”-S肩扛式地空飛彈系列發展而來的艦空飛彈。這種新型飛彈具有高效打擊小型目標，例如巡航飛彈和無人飛行器的能力。與早期“針”系列型號如SA-18、SA-16和早期的“箭”系列SA-7和SA-14不同，新型“格布卡”艦載防空飛彈系統上的“針”-S飛彈採用近炸引信引爆戰鬥部，而過去的型號均採用的是碰撞引信。“針”-S飛彈在對付各種類型的目標時戰鬥部的殺傷力有了很大提高，而且由於採用新技術解決方案，飛彈在殺傷機率方面有重大的提高。“針”-S在攻擊噴氣式戰鬥機時效能是原型的2倍，在打擊直升機時是原型的3倍，在攻擊巡航飛彈時是原型的5倍。與原型相比，“針”-S還具有更高的穩定性和更長的服役期限。“針”系列飛彈在攻擊臨近目標時的最大射程可達4500米，最小射程為500米；在打擊離去目標時的射程達5200米，最小射程為800米。而“針”-S攻擊離去目標時的射程可達6000米。“針”-S可攻擊最大目標速度為400米/秒的臨近目標，其原型根據目標類型的不同最大目標速度為360～400米/秒。“針”-S對不確定目標的最大攔截高度為3500米。原“針”系列飛彈攻擊離去的直升機時高度可達3500米，攻擊離去的噴氣式飛機時高度為2500米，攻擊迎面的噴氣式飛機時高度為2000米。 “針”-S的最低攔截高度與其原型相同為10米，待髮狀態的總重不超過19公斤，比原型的18公斤略重。根據以上數據仍不很清楚“針”-S是否改進了其火箭發動機，但飛彈飛行速度和打擊高度基本上沒有變化暗示射程的改變可能是飛彈制導系統改進的結果。“針”-S鼻錐處的導引頭仍保留了“針”系列的氣動桿，可減少波阻和導引頭天線罩的動能加熱。在早期“針”系列飛彈中使用的LOMO 9E410製冷雙信道導引頭的工作波段是3～5.0微米紅外波段，俄羅斯官方沒有提供“針”-S導引頭的技術參數，但稱其對地物雜波和熱干擾具抵抗性。在導引頭後部的控制部件不僅包括了鴨式前舵面和與之相關的展開機械與致動器，包括重新設計的光-電近炸引信。近炸引信可能是一個主動雷射系統，其有五對光學口分布在飛彈周圍。標準型“針”防空飛彈攜帶0.405公斤高爆破片殺傷戰鬥部，並可起爆剩餘的固體推進劑（0.6～1.3公斤）使其效能得到提高；“針”-S戰鬥部增加到了1.17公斤，殺傷機率達到0.59。無疑，在俄羅斯未來艦載防空武器系統設計者的眼中，“格布卡”艦空飛彈系統成為了對付低空、超低空目標的理想武器系統。
艦載飛彈
艦載飛彈中程防禦
“施基利”-1中程艦空飛彈系統
該系統是由“施基利”艦空飛彈系統改進發展而來，系統使用的飛彈也由9M38E改進為9M317E。近幾年，作為“一彈多架”的範例，俄羅斯海軍又實現了9M317E飛彈的垂直發射，型號定為9M317ME，其標準垂直發射裝置可備彈36枚，使“施基利”-1艦空飛彈系統的作戰能力有了大幅提升。9M317E是由俄羅斯阿爾泰科研生產聯合體生產的一種中程艦空飛彈，彈長約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，戰鬥部為70公斤的破片，最大射程可達38公里，制導方式為無線電指令修正+末段雷達半主動尋的制導，動力裝置為單室雙推力固體火箭發動機。9M317ME飛彈基本性能與9M317E型飛彈相同，由於其採用垂直發射系統，套用前景廣闊，將成為未來俄羅斯主力中程艦空飛彈系統。“施基利”-l系統主要由MP-710型三坐標對空搜尋雷達、連續波照射器、TV電視頭、目標分配台、精跟顯控台、射擊控制台、中央計算機、飛彈、發射架、彈庫及發控設備等組成。9M317E飛彈採取極小展弦比邊條翼正常式氣動布局，前後彈身直徑不同，中間有過渡錐，尾部有收縮段，飛彈分為4個艙段：一艙為儀器設備艙，包括天線整流罩、連續波半主動雷達導引頭、捷聯慣測組合和計算機、無線電引信，艙外有無線電引信天線；二艙為戰鬥部艙，內裝戰鬥部、安全執行機構和觸發引信，為破片殺傷式；三艙為發動機艙，為單室雙推力固體火箭發動機；四艙為尾艙，內裝燃氣渦輪舵機、氣壓指示器及火箭發動機噴管。 MP-710型三坐標搜尋雷達平時按6轉/分的速度進行對空警戒，進入作戰狀態後以12轉/分的速度在方位上進行搜尋，同時在俯仰上進行頻掃。一旦發現目標，立即向艦上的目標分配台和對空態勢兼火力分配台輸送粗精度的點跡視頻信號，目標分配台在對目標建航的同時，還進行目標運動諸元的粗略計算、威脅評估，以選取適當數量的目標給精跟顯控台。精跟顯控台計算機完成精確的目標航跡平滑外推和目標運動諸元計算；在特殊情況下，精跟顯控台也可通過模球進行人工鎖定、人工跟蹤並輸出粗的目標坐標信息，這些信息都送到中央計算機，並啟動作戰套用軟體、完成目標的威脅排序、攔截目標機率預估等，進行火力分配。中央計算機將所要攔截目標的信息一路送給目標照射器，一路送給射擊控制台。目標照射器一旦收到目標坐標信息後立即調轉，把波束指向目標方位並連續跟蹤下去。與此同時，位於防空作戰指揮室的操作員根據對空態勢台上顯示的目標態勢，明確係統所要打擊的目標，射擊控制台前的指揮員一直監視所要攔截的目標態勢並選定發射架，中央計算機計算出來的、為保證單發殺傷機率0.8的垂直平面發射區顯示在射擊控制台上。一旦目標進入該區，計算機已算出飛彈的最佳彈道參數、發射傾角等，並把它們送入飛彈發射裝置，完成飛彈的飛行參數裝定和發射架調轉以及飛彈的發射。飛彈離架後執行程式飛行，飛行約3～4秒後，彈上雷達導引頭開始搜尋目標，一旦雷達導引頭截獲目標，飛彈以大弧形彈道攔截低空、超低空目標。為保證飛彈的引信波束不接觸海面，飛彈始終處於目標的上空，在接近目標時以大約200左右的俯衝角逼近，直至命中目標。 飛彈對目標的毀傷效果可以從射擊控制台的顯示屏上觀察到。在作戰過程中，如果目標回波被強電子干擾雜波埋沒而無法跟蹤時，可採用電視頭跟蹤目標，以控制飛彈的發射。與其他中程艦空飛彈武器系統相比，9M317E具有以下幾個特點：一是突破了傳統搜尋、跟蹤、照射均需專用雷達的飛彈作戰模式，直接利用MP-710型三坐標搜尋雷達的目標信息，取消跟蹤制導雷達，形成新的搜尋、照射的飛彈作戰模式。這樣，既簡化了系統結構又增加了攔截目標的火力通道數，系統作戰效費比高。二是飛彈採用了弧形彈道攔截超低空目標，可有效地消除雜波及鏡像多路徑效應對飛彈制導的影響，使之具有反掠海飛彈能力。三是採用模組化結構，有較靈活的適裝性，火力通道數可根據載艦的情況而定，最少為2個，最多為12個，可裝備1500噸以上的各類艦船。
遠程防禦
“里夫”-M中、遠程艦空飛彈系統
該系統是從1985年裝備的S-300PMU地空飛彈系統發展而來的。作為“一架多彈”的範例，S-30OPMU系統可使用的飛彈代號分別為5V55K、5V55B、SV55BUD、48H6E、48H6E2、9M96E和9M96E2。“里夫”-M中遠程艦空飛彈系統可使用9M96E,48H6E和48H6E2等3種飛彈。48H6E和48H6E2這2種飛彈具有對戰術彈道飛彈的攔截能力，與“里夫”-M艦空飛彈系統標準型配套使用。 9M96E飛彈的發射質量、彈徑、戰鬥部質量等較48H6E和48H6E2都大大減小，與“里夫”-M艦空飛彈系統簡化型配套使用，以攔截掠海飛行的目標為主。9M96E飛彈擁有自身小型儲運發射箱，也可利用裝載48H6E和48H6E2兩種飛彈的大型儲運發射箱。一個大型儲運發射箱內可裝4枚9M96E飛彈，從而大大增強了系統的火力密度。48H6E彈長約7.6米，彈徑為0.508米，翼展1.134米，彈重1800公斤，戰鬥部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，單發殺傷機率為0.7，制導方式為無線電指令+末段TVM制導，導引方法為比例導引，發射方式為垂直發射，動力裝置是單級單推力高能固體推進劑發動機。48H6E和48H6E2在重量、尺寸和性能上比較接近。比48H6E小很多的9M96E飛彈最大射程達到40公里，重量約400公斤，可用來攔截飛機、戰術彈道飛彈及飛行高度在5米至25公里範圍內的其他類型飛彈目標，該飛彈採用了慣性導航系統，並在中段靠地面雷達站進行無線電指令修正。9M96E飛彈最大可用過載在距離為15公里時為60g，而在40公里距離時為30g。由於採用末段燃氣動力控制，提高了制導精度。具有多點起爆能力的殺傷爆破式戰鬥部使9M96E飛彈戰鬥部的重量大大減輕，僅為24公斤。儘管戰鬥部重量減輕很多，但由於戰鬥部是在飛彈與目標最接近點時引爆，破片密度大，故其殺傷威力提高了2.5倍。與48H6E和48H6E2飛彈最大的不同是，9M96E飛彈不需要相控陣雷達，只需要一部三坐標雷達就能工作。“里夫”-M飛彈武器系統由制導雷達、中央控制艙、自動發射裝置、飛彈及發射系統等部分組成。“里夫”-M飛彈武器系統所配置的制導雷達是一個單面旋轉相控陣雷達，西方稱之為“頂罩”雷達。該雷達由五部天線和高頻艙組成一個雷達天線座，該雷達主要依靠艦上的三坐標搜尋雷達提供目標指示。制導雷達最上方大圓罩內裝有一個單面旋轉相控陣天線，是主雷達，天線直徑為3.5米；在其下方是3個並排安裝的柱形天線；在大天線罩和柱形天線之間有一個小的圓形天線罩，內裝有一個0.5米直徑的小型相控陣天線陣面。該雷達的天線群和高頻艙室都在一個大天線座上，三者共重26.5噸，尺寸約為6.2米（長）×5.6米（寬）×7.65米（高）。其中主天線陣面（主雷達）用來跟蹤、照射目標並跟蹤飛彈，接收飛彈返回的目標坐標信息並傳送飛彈控制指令；小天線陣面（小雷達）用來在飛彈發射初段時截獲發射後的飛彈，將飛彈的坐標信息送到主雷達，引導主雷達截獲飛彈；3個柱形天線用於電子對抗作戰時旁瓣對消。主雷達的發射機由三級速調管組成，只能工作在一個頻率點上，更換頻率必須更換速調管。制導雷達天線所在部位由於船體變形而會出現較大的隨機測量誤差。為此，在天線座上配有一個雙軸穩定的陀螺平台來校正此誤差，以對波束進行穩定控制。中央控制艙包括雷達發射機的激勵器、接收機的中頻和視頻部分、火控計算機、飛彈控制台、目標指示設備、數據交換設備、機內檢測設備以及A/D變換等22個機櫃。中央控制艙負責與外部信息交換、信息處理和顯示、系統的工作方式和功能控制以及飛彈發射控制並完成系統的檢查及操作訓練等。飛彈控制台是中央控制艙的核心設備，它的任務是完成“里夫”-M系統所要攻擊目標的錄取、射擊諸元的計算、飛彈射前參數裝定、飛彈的發射控制以及飛彈飛行制導指令形成。飛彈控制台上有P型顯示器和A型顯示器。P型顯示器顯示威脅目標的方位、距離，A型顯示器顯示目標、飛彈的信息以及遭遇點。火控計算機由兩台計算機組成，每台計算機有3個CPU構成多處理機，其中有1個CPU作為備份。每台計算機完成3個目標和6枚飛彈的跟蹤照射處理。此外，還可以完成目標參數的模擬，機內檢測以及故障定位等。機內檢測設備完成系統的功能檢查和故障檢測、隔離以及目標模擬等。
“里夫”-M系統的自動發射裝置主要控制彈庫中的轉柱轉動、飛彈發射準備、射前檢查、參數裝定，並將飛彈射前的狀態信息反饋到中央控制艙。1台自動發射裝置可控制4個發射井。“里夫”-M系統飛彈的貯存、運輸和發射都由貯運發射筒完成，飛彈貯運發射筒頭部有較厚的易碎蓋，背面刻有預製溝槽，在3個大氣壓下即可破碎。底部有固定飛彈機構、飛彈彈射器、2個燃氣發生器，沿發射筒水平方向的兩側有活塞筒及推桿，下部有電纜及導軌。貯運發射筒在飛彈發射後，經過一定修復如更換頂蓋等，可重複使用3～4次。在每個發射井內都設有大型轉柱，上面掛有帶貯運發射筒的飛彈8枚，彈筒圍繞著轉柱分布，掛彈後轉柱直徑為3.8米，轉柱下面還有轉動機構。待發射飛彈轉至發射井口後，這枚待發飛彈被加電並裝定參數，其他飛彈可進行射前檢測。彈庫是一個大通艙，由4個、6個或8個發射井組成，高約9米，四周有裝甲保護。 “里夫”系統有兩種工作方式：一種是接收艦上指控的目標指示工作方式，另一種是在某一位置制導雷達自主搜尋、跟蹤目標工作方式。通常“里夫”-M系統工作在前一種方式下，艦上三坐標雷達給出目標信息，經艦上作戰情報指揮系統進行目標識別、威脅判斷，再分配到“里夫”系統，由中央控制艙內的目標指示設備接收，並送到飛彈控制台；控制制導雷達天線調轉到目標指示方向，雷達截獲目標後轉入自動跟蹤狀態，計算機根據飛彈控制台送來的目標參數計算目標射擊諸元。與此同時，自動發射裝置進行飛彈選取、加電，並對待發飛彈進行射前參數裝定。飛彈發射後離艦面25～30米高度，主發動機點火。當飛彈穿過制導雷達的小雷達（截獲雷達）的截獲屏（320×320）時，小雷達將飛彈的坐標參數送到主雷達；當主雷達截獲飛彈後，制導雷達對飛彈、目標進行跟蹤，並對目標照射。艦上計算機根據目標、飛彈的信息計算飛彈偏離彈道數據，以此形成指令，並傳送給空中的飛彈，指令周期為0.1秒。制導雷達對目標的照射是脈衝式的，當飛彈的導引頭搜尋、捕獲到地面照射經目標反射回來的信號後，就由中段指令制導轉換到TVM末段制導。
發射裝置
國外裝艦的戰術飛彈垂直發射系統主要有三種結構形式，即集中配置的模組式結構、獨立布置的分離式結構和旋轉式結構，還有一種大傾角準垂直發射裝置。集中配置的模組式結構美國的MK41垂直發射系統採用典型的集中模組式結構，每個標準模組可裝8個飛彈發射箱，是一個獨立的發射單元，共用一個燃氣流排導系統。這種結構需要防止飛彈發射時產生的燃氣進入鄰近發射箱，因而MK41每個發射箱的後蓋均設計成只能單向開啟的花瓣狀結構的自動開閉門，每個發射箱的燃氣只可向下排導，其它隔艙飛彈發射時產生的燃氣不能進入。可裝載各種作戰用途飛彈的集中配置的模組式發射裝置雖然在設計、製造、裝配上比較複雜，而且結構龐大、維護不便、造價昂貴，但是能夠滿足多種作戰任務需求，貯彈量大，發射率高，從性能和滿足任務需求來講最為先進。 獨立布置的分離式結構分離式結構多以1～2個貯運發射箱構成彈庫的最小結構單元，燃氣排導通常設計有兩種形式，一種是像發射“海麻雀”飛彈的MK48垂直發射裝置那樣單獨設定排導通道，一種是像“海狼”飛彈發射裝置那樣，發射箱與燃氣通道採用同心排導原理的一體化設計。分離式結構發射裝置通常用於尺寸較小的點防禦艦空飛彈，英國的“海狼”和北約的“海麻雀”均採用這種結構形式。分離式結構的優點是結構簡單、設計相對容易、便於維護保養、造價低、發射裝置尺寸較小、安裝靈活，適合布置在噸位較小的艦船上。組成一個戰術單元的發射箱可以獨立處於艦舷旁、機庫旁，或者安裝在甲板下面。這種發射裝置的缺點是貯彈密度低，不適用於大型飛彈，通用性受到限制。旋轉式結構蘇聯研製的SA-N-6、SA-N-9艦空飛彈垂直發射裝置採用模組式旋轉結構。這種結構的驅動機構較複雜，使發射裝置的可靠性有所降低。另外，旋轉式結構每發射一枚飛彈需轉動一個彈位，影響發射率。SA-N-6、SA-N-9系統間隔3秒發射一枚飛彈，而MK41可每秒發射一枚飛彈。為提高發射率，縮短反應時間，俄羅斯在裝備了一艘巡洋艦後將這種發射裝置改進為每個發射筒都有一個發射筒蓋，不用旋轉就可直接發射。大傾角準垂直發射裝置俄羅斯的SS-N-19反艦飛彈是唯一採用甲板下大傾角準垂直發射裝置發射的飛彈。這種發射裝置與90°垂直發射裝置相比具有以下優點：飛彈以一定角度發射，相比90°垂直發射，同等條件下所需推力較小，有利於飛彈的發射；因發射裝置傾斜布置，有利於解決大型反艦飛彈艙下布置的難題；因飛彈以一定角度發射離艦，因而降低了飛彈因啞彈或意外點火可能回落砸艦而對發射平台構成的威脅。
艦載飛彈
艦載飛彈艦載飛彈垂直發射系統
艦船如果裝備的是僅能跟蹤或探測一個目標的單通道防空飛彈系統，即使命中率是100%，也不可能對抗成批次飛彈的攻擊。而多通道防空飛彈系統由於採用相控陣雷達，因而可以同時探測和跟蹤數個空中目標。但是，如果多通道防空系統採用的發射裝置每次發射後要重新裝填飛彈和重新瞄準目標，也同樣不能對抗飽和攻擊。因此，多通道相控陣雷達系統只有與反應速度快、貯彈量大的垂直發射裝置相結合，才能最大限度地發揮武器系統的作戰效能。 世界上已經裝備和正在研製的垂直發射系統有十多種，美國的MK41和MK48、俄羅斯的SA-N-6和SA-N-9、以色列的“巴拉克”-1、英國的“海狼”、法國的“席爾瓦”（Sylver）等多型艦載飛彈垂直發射系統已經裝艦服役，許多國家還在改進現有垂直發射系統或者研製新型垂直發射系統。林林總總的艦載飛彈垂直發射系統可謂各具特色，從中可以看出它們有許多相同之處，也有許多獨到的技術特點，可謂“千姿百態”，各有所長。
發射方式
垂直發射方式按發射動力分類，可分為自推力發射和外動力彈射兩大類。自推力發射又稱為“熱”發射，是依靠飛彈尾部安裝的助推發動機推動飛彈發射起飛，其發射裝置的基本功能是將飛彈助推器產生的高溫、高速燃氣流通暢地排出艦艇外，並賦予飛彈一定的出箱/筒口姿態。外動力彈射又稱為“冷”發射，發射時依靠發射裝置提供的動力（燃氣或壓縮空氣等）將飛彈彈射到預定高度，之後彈上主發動機點火為飛彈飛行提供動力。美國與西歐國家絕大多數採用“熱”發射方式，蘇聯/俄羅斯則主要採用“冷”發射方式。採用“熱”發射方式時，由於是發射箱內的飛彈助推發動機點火推動飛彈起飛，因此，需要研製能承受高溫、高壓、高速燃氣流衝擊與燒蝕的燃氣排導系統，這使發射裝置的結構比較複雜。“冷”發射則相反，通常不需要燃氣排導系統，因而發射裝置的設計相對簡單，但發射箱內安裝的彈射裝置使發射箱的結構設計相對複雜。“冷”發射裝置因其結構單元所占艦上空間和重量要比“熱”發射裝置少得多，維護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”發射方式的發射箱、排導裝置因反覆經受高溫燃氣流的燒蝕，因此使用壽命有限，而“冷”發射方式中彈射器產生的氣體溫度可以控制得較低，因而發射筒的使用壽命較長。怎樣實現垂直發射？模組結構和貯運發射箱要達到垂直發射的目的，首先要設計輕型飛彈貯運發射箱。貯運發射箱不僅是飛彈貯存、運輸的保護容器，而且是飛彈的發射導軌，還是燃氣排導系統的一部分。其前/後端蓋是保證飛彈成功飛離發射箱的兩個重要部件，前蓋採用“穿通蓋”，後蓋一般採用三種開啟方式：採用“吹破蓋”；發射箱底部完全密封；以及機械開啟方式。除了前/後端蓋以外，發射箱內還裝有發射導軌、電氣連線件、發動機點火線路解除保險機構、固彈機構等，以保證飛彈成功飛離發射箱。燃氣排導技術如何排放飛彈發射時產生的高溫高速燃氣流，以及防止燃氣流對其它隔艙飛彈產生影響是發射系統設計中的關鍵問題。燃氣排導系統一般由壓力通風室和垂直排氣道組成。飛彈發射時，壓力通風室使燃氣流膨脹減速，然後經垂直排氣道排入大氣中。燃氣排導系統設計時要解決以下關鍵問題。任何一枚點火飛彈所產生的燃氣流不能進入其它未點火飛彈的隔艙，只能排至艦外安全區。結構設計時儘量降低燃氣流排放過程中的壓力及對未點火飛彈貯存環境（溫度、振動等）的影響，以免損壞發射裝置或未點火飛彈，燃氣流經過的排導通道的表面必須採用絕熱防燒蝕材料加以防護。可自動啟動冷卻水噴淋系統，向意外點火飛彈進行噴水冷卻。火控通道高發射率需要相應數量的火控通道，因為每枚飛彈射前要由火控系統輸入目標方位、速度等數據，發射後由火控系統提供修正指令，特別是防空飛彈大多是發射後跟蹤型，離不開火控雷達的導引。採用相控陣雷達可以解決多枚飛彈的跟蹤、制導問題。美國的AN/SPY-1型相控陣雷達能同時探測、跟蹤上百個目標，它與數部Mk99型X波段照射雷達連用可同時導引十幾枚飛彈飛向不同目標。飛彈垂直發射的轉彎採用垂直發射方式必須使飛彈垂直起飛後能夠迅速轉向目標方向，並儘量減小最小有效射程。所以，垂直發射飛彈的最佳轉彎高度是發射平台最高建築物的高度（一般不超過50米）。當飛彈到達這個高度時，應能轉向目標飛行。但是，由於飛彈垂直發射時傳統的氣動力面難以實現這種控制，因此，一般是採用推力矢量控制系統來提供轉彎所需要的控制力。可供戰術飛彈使用的推力矢量控制系統有：單個或多個可偏轉噴管控制系統,尾控制面與可轉噴管相結合的系統，液體噴射系統，電子液壓操縱的燃氣舵系統，燃氣舵與尾控制面相結合的系統等。多數垂直發射的飛彈都採用燃氣舵推力矢量控制系統。 燃氣舵通常置於火箭發動機噴管處，它由微處理機、驅動器和電池等部件組成，舵片位於飛彈噴流的出口平面。發射前，將射擊諸元和有關參數輸入微機；發射後，微機按預編程式控制舵的轉動，改變燃氣噴流的方向，利用燃氣流在舵面產生的側向力，實現飛彈向目標方向的轉彎。“戰斧”飛彈採用的就是這種轉彎技術。裝艦形式艦載飛彈垂直發射裝置的裝艦位置呈現出分散和多樣化的特點。從最初美國MK41典型的中心主甲板集中安裝形式，發展到艙壁、機庫的側面、艦艇的兩舷外圍、上層建築內以及點狀分散布置等多種安裝形式。美國艦船一般裝備兩個MK41垂直發射裝置，一個布置在主炮與艦橋之間的甲板下，另一個布置在艉部直升機平台之前或之後，發射裝置上端與甲板平齊。不少國家採用這種傳統而典型的裝艦形式。加拿大“哈利法克斯”級護衛艦上輕型“海麻雀”飛彈的發射箱豎立在艦舯部兩舷的甲板上。荷蘭“卡雷爾·多爾曼”級護衛艦在直升機庫一側緊貼庫壁安裝了16個輕型“海麻雀”發射單元。英國“海狼”飛彈發射裝置採取了布置在機庫兩側和上層建築的方案。蘇聯/俄羅斯的艦船一般將飛彈垂直發射裝置安裝在艏部寬闊的主甲板下，如“基洛夫”級核動力飛彈巡洋艦，將SS－N－19、SA－N－6、SA－N－9等三型飛彈垂直發射裝置全布置在艏部。而“光榮”級巡洋艦將SA－N－6飛彈垂直發射裝置布置在艦艉中後部煙囪後面的甲板下，8個圓形發射井沿縱線兩側對稱排列，每個發射井容納8枚飛彈。由此可見，一方面，由於一般重型艦載飛彈垂直發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的區域；另一方面，為不使桅桿、天線、上層建築等影響飛彈發射，一般其位置在距艦艏或距艦艉1/4船長處射界比較開闊的前甲板或尾甲板下。由於飛彈垂直發射裝置的彈庫儲彈量較大，如果安裝在甲板下，則要求甲板開口的尺寸比較大，另一方面，因為飛彈長度一般在3～7米，所以開口的深度也比較大。較大的結構尺寸會破壞3～4層甲板，給船體強度帶來較大的影響。如何解決這個問題呢?從國外艦艇的布置來看，有以下幾種方法。如果是發射尺寸不大的近程防禦型飛彈，可考慮將垂直發射裝置安裝在甲板以上上層建築的間隙處或上層建築的頂端，這樣既可節省空間，也不會破壞船體結構。對於噸位較小的飛彈艇，船舯部空間不夠，可安裝在艇艉。在英國23型護衛艦上，“海狼”飛彈發射裝置的上端露在甲板以上，這樣既可以保證載彈量，又可以減少對船體結構的破壞，保證船體強度。美國新研製的MK41單隔艙發射裝置採用MK25發射箱，可裝4枚“改進型海麻雀”飛彈。該發射裝置可以安裝在甲板突出部和小型艦艇上，也可在甲板周圍靈活地安裝許多點狀分布的發射裝置，從而為無人機和直升機等裝備讓出充足的甲板空間。據稱，美國正在研製的MK57垂直發射裝置能夠以4隔艙為一組沿艦船兩舷布置。這種配置據說可為艦船提供一個防護殼體，阻止或減少外部爆炸的損壞，改進發射裝置的裝艦靈活性和艦船的生存能力。
艦載飛彈
艦載飛彈
艦載飛彈
艦載飛彈艦載飛彈艦載飛彈艦載飛彈發射裝置小型化
20世紀90年代以後裝艦的垂直發射系統，如英國“海狼”、以色列“巴拉克”、北約MK 48型，它們的共同特點都是用於發射輕型點防禦飛彈，體積、重量以及配置數量都低於MK 41型系統。例如，MK 48型系統8隔艙總體尺寸為2.46米×1.4米×5.03米，MK41型系統的8隔艙總體尺寸為3.17米×2.08米×7.62米。從其重量上看，MK 41、MK 48、“海狼”、“巴拉克”的8隔艙裝置重量依次為：132905千克，2185千克，1941千克和528千克。可見，小型輕量化成為發射裝置發展特點之一。 最近幾年，國外出現了稱之為單模組的垂直發射裝置（SCL），例如，法國在研的4單元（Quadrax）的垂直發射裝置和美國在研的MK 25型單模組發射裝置（QPELS）。前者用於發射“響尾蛇”VT-1防空飛彈，據稱若攜載8枚VT-1飛彈，體積僅為1.3米×0.9米×2.6米，包括飛彈在內總重不超過2000千克，能夠裝於500噸以下的小艇上。後者由MK 41型系統發展而來，它在MK 41型系統中的一個發射單元模組的基礎上，增加了圓柱型燃氣通道（在MK 41型系統中，每個發射模組沒有自己獨立的燃氣通道），構成了一個完整獨立的發射單元，其中容納4枚“改進型海麻雀”防空飛彈，稱之為MK 25型單模組發射裝置。據稱，開發MK 25型單模組發射裝置是美國海軍為改善航母、大甲板兩棲艦艇和其他非“宙斯盾”作戰艦艇自防禦能力而構想的解決方案，但它也適於裝備750噸左右的小型戰艦。據報導，MK 25型系統的第1份出售契約可能不久敲定。據主承包商洛克希德·馬丁公司預測，未來20年內，MK 25型系統的出口量將可能達到50～60套。“冷”“熱”動力發射平分秋色：“冷”和“熱”動力發射是垂直發射系統的2種發射方式，早期系統中，只有俄羅斯的垂直發射系統採用“冷”動力發射方式，其他西方國家海軍均採用“熱”動力發射。 冷發射也稱為外動力發射，它是一種利用飛彈以外的動力（燃氣）先把飛彈彈射離開發射箱，待飛彈離開艦面一定安全高度後，再由飛彈發動機在空中點火的發射方式。它的優點是：由於飛彈在空中點火，無需通風和特製的增壓室來處理火箭燃氣的排放問題，因而設備簡單，重量輕，體積小，占用甲板空間小。此外，冷發射的飛彈出筒速度較之熱發射時要慢，因而容易實現空中轉彎。由於這些優點，有些專家認為，冷發射方式對近程防空飛彈更為有利。但是，由於飛彈在空中點火以及沒有燃氣排導系統，一旦飛彈意外點火，都可能使艦艇的安全和可靠性產生嚴重影響。對此，俄羅斯採用了系統安裝時有意將垂直發射裝置與甲板垂面傾斜5°角的措施來降低對艦艇的安全性的影響。此外，冷發射飛彈的彈射過載非常大，達到幾十個g，對於有些飛彈如巡航飛彈，這樣大的發射過載是不允許的。“熱”發射也稱為自推力發射，是一種利用飛彈固體助推火箭將其從發射裝置中垂直推出的發射方式。熱發射的優點是適合於各種艦艇和各種戰術飛彈的發射，缺點是必須有一套處理火箭燃氣的安全設備。熱發射的主要技術難點是燃氣排導系統。排氣通道有獨立式排氣通道和公共排氣通道兩種，前者指的是每枚飛彈都有自己單獨的排氣通道，如“海狼”飛彈發射裝置；後者指的是2枚或2枚以上飛彈共用1個垂直排氣通道，如MK41發射裝置。正在研製的同心筒發射裝置（CCL）也採用了獨立式排氣通道方式。此外，熱發射更容易實現共架發射，主要原因第一是飛彈承受過載的能力要求相對較低，第二是有一套燃氣排導系統，這對艦艇的安全性有一定的保證。一體化設計是實現共架發射的技術途徑：就艦載飛彈垂直共架發射而言，如前所述，在要求發射裝置的幾何尺寸、電氣接口以及發射電路具有很強的通用性的同時，還特別要求貯運發射箱具有很強的相對獨立性，以適應貯運發射其功能和使命全然不同的各類飛彈。因此，貯運發射箱作為其中的關鍵裝備必須採用一體化設計。美國海軍研究署（ONR）正在研製的同心筒發射裝置就採用了一體化設計，它的每個發射單元將貯運、發射、廢氣排導、控制等功能綜合在了一起，成為一個完全獨立的系統。 該同心筒發射裝置在結構設計、控制電路設計、製造方法、材料套用等方面採用了完全不同於傳統的發展思路。例如，發射裝置在結構上採用了由2個不同口徑的同心圓筒組成的結構，內筒起固定飛彈和引導飛彈出筒的作用；內、外筒之間構成一個環狀空間，用於廢氣排導。再如，控制系統採用開放式設計，根據發射的武器類型，在相應的武器控制系統（WCS）與發射筒之間建立數據傳輸通道，實現“即插即用”。 據分析評估，同心筒發射裝置在壽期費用、人員數量、運行維護、結構尺寸和重量等性能都有不同程度的改善，例如，它的生產成本可降低50%，人力需求降低66%，維護成本降低50%，集成成本降低80%。同時提高了適裝性、可靠性和實用性，除適裝在各種水面艦艇和潛艇上，還能拓展到其他平台。
艦載飛彈
艦載飛彈
艦載飛彈艦載飛彈艦載飛彈專用與通用發射裝置
發射裝置通用化的好處是在一艘艦船上不用為發射反艦、反潛、防空等多種武器而安裝多種發射裝置，從而能夠大大提高武器系統的快速反應能力，節省大量的研製費用並縮短研製周期。通用化可以更容易獲取零件和服務，以及簡化操作手培訓並降低生產成本，因此，越來越多的國家都在擴大其垂直發射裝置通用化的潛力。但迄今為止，除了MK41以外，多數國家的垂直發射系統只停留在海軍的套用領域，主要用於區域和點防禦防空，只能對抗反艦飛彈和飛機等空中目標。多數國家的艦載垂直發射系統只能發射單一作戰用途的飛彈，如俄羅斯的SA-N-6、英國的“海狼”、以色列的“巴拉克”-1垂直發射裝置。俄羅斯已經裝備了不同類型多種型號的垂直發射裝置，但發射的飛彈單一，甚至一種飛彈有兩種發射裝置，反映出在發射裝置通用化設計方面著力不夠。但俄羅斯新研製的水面艦模組式發射裝置既可發射遠程對陸攻擊飛彈，也能發射反艦飛彈，通用性有所提高。就通用性而言，美國的MK41可以說是“一枝獨秀”。該發射裝置不僅可以發射多型“標準”飛彈、“海麻雀”飛彈、“阿斯洛克”反潛飛彈、“戰斧”飛彈，而且還將進一步擴展通用能力。據洛馬公司稱，MK41還將兼容“紫菀”飛彈、“巴拉克”飛彈、“愛國者”飛彈、“飛魚”飛彈和電子干擾彈等。法國也正在研究用“紫菀”飛彈採用的“席爾瓦”垂直發射裝置發射現有的其它飛彈和未來研製的飛彈，如“標準”飛彈、“阿斯洛克”反潛飛彈、“戰斧”飛彈和“改進型海麻雀”（ESSM）飛彈。發射裝置通用化是艦載垂直發射裝置最重要的發展方向之一。
艦載飛彈
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