S-300F/要塞/SA-N-6

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问:军舰导弹垂直发射有何特点?

问:神盾舰都采用垂发导弹系统,垂发导弹一旦发射失败,落回甲板后会不会把军舰炸毁?

1969年开始研制,1984年服役,是世界上最早的舰载垂直发射导弹系统,用于替换大型导弹巡洋舰上的M-11风暴系统。其出口型称为里夫
Rif。

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结构特点

舰载导弹是舰艇防空、反舰和反潜的主要武器,早期都是倾斜发射的。

很多人认为垂发采用角度外倾,其实采用一定斜角进行准垂直发射只是冷发射的一种预防措施而已。对于冷发射的垂发导弹,需要依赖发射筒内气体发生器产生高压混合气体推动导弹出发射筒,导弹以30—50米/秒的速度被弹出发射筒,到达一定高度后(一般在50米以内),导弹发动机在空中点火,最后成功发射出去。这种冷发射导弹如果发动机空中点火失败,导弹则很有可能掉回军舰甲板,那么这种情况下该如何处理呢?
(垂发导弹冷发射)

SA-N-6导弹发射装置总共有12个,分3列布置,每列4个,垂直安装在军舰前甲板下面。甲板上只能看到12个长
2.5米、宽1.5米的巨型发射舱口盖,每个发射舱口盖下面有8个垂直放置在可旋转弹鼓上的导弹贮运发射筒,共96枚导弹。此外还有军舰把该系统安装在在后甲板下,分2列布置,每列4个,共备弹64枚。

(军舰倾斜发射方式)

导弹的引信是设置了多重保险机构的,如果是导弹发动机没有成功点火,引信的保险是无法解除的,而且以几十米高度的自由落体速度坠落的力度,也是很难达到引信启动所设定的起爆条件的。因此即使导弹引信撞击到甲板,也是完全不可能爆炸的,完全没必要担心会炸毁军舰。冷启动后,空中发动机点火失败,导弹坠落在甲板上,最严重的后果就是将甲板或者其他一些附属的武器装备砸坏,最佳的处理方式就是赶紧把引信拆了,然后把导弹运走,修军舰。
(俄罗斯反舰导弹发射失败)

这种发射方式的主要缺点,一是作战时,发射装置通常要转向目标来的方向,反应时间长;

那么如何避免冷发射导弹在发动机点火失败以后重新掉回甲板呢?现在普遍采用的方法就是准垂直发射方式,也就是发射轴相对于舰体甲板而言并不是完全垂直,而是略微偏向舷外约10°,这样发射时导弹在被外部动力挤压出去后,即使发动机没有点火,经过几十米的上升,也已经偏离甲板上空,掉下来也是在海里,不构成安全隐患。例如俄罗斯著名的SS-N-19花岗岩反舰导弹,在垂发时采用约93°的大倾斜角发射,不仅增加安全系数,也减少了出筒时的推力,并且姿态发动机也更容易调整导弹的攻击方向,一举多得。
(这个角度可以看出来052C冷垂发单元明显外倾)


是发射装置占用面积较大,大舰最多装2~3个,小型舰艇只有一个,每个发射装置上导弹数量,少的一枚,最多
的8枚,发射完了之后,重新装弹更费时间,影响舰艇的火力;三是发射装置暴露在甲板上,作战中很容易被打坏

而对于热发射导弹而言,火箭发动机在发射筒内已经点火,只要能正常出筒,那么导弹几乎是没可能会再掉落甲板,顶多就是偏离弹道,打不中而已。热发射垂发导弹最大的安全隐患在于各种误操作、电路故障等问题造成导弹在筒内自行点火,点火后发动机向外喷射大量高温尾气,如果这些气体不能被排解出去,最后的结果很可能就会将发射筒和舰体严重烧伤,甚至可能引爆导弹战斗部,后果不堪设想。因此必须从源头上解决这一问题,这就是热发射导弹的初始安全设计。
(热发射发动机点火)
(德国萨克森号护卫舰标准2垂发导弹发射失败,舰体严重烧毁)

(美国mk41垂直发射系统)

导弹在垂发筒内点火,最简单的方法就是将其直接发射出去,当然了,这样千钧一发甚至是毫无预兆的情况是完全不可能指望慢吞吞的人工干预的,导弹早在设计之初就已经完成了这方面的安全预防措施。主流的方式是选择将发射筒盖闭锁装置与发动机点火程序设置为联动,筒内锁紧装置的摩擦力设计成小于导弹出筒的动力,只要发动机点火,发射筒盖就将自动打开或者被导弹顶开,最后被发射出去,如此一来,就无需担心导弹在筒内爆炸的情况发生。
除了将导弹自动发射出去之外,另一种方法显得更为复杂,这就是对意外点火的导弹进行冷却剂(一般是水)喷淋降温,使其温度保持在一定安全数值之下,从而避免对发射筒和舰艇构成永久性烧伤,并最大限度降低爆炸的概率。但是喷淋降温产生的大量水蒸汽与导弹发动机燃烧后的燃气混合,会产生大量气体,如果不排解出去,也会发生气体过大而导致水蒸汽爆炸。(即使冷发射也会产生大量气体)

针对上述问题,美国在80年代为舰载导弹研制了两种垂直发射系统MK41和MK48,其中MK41可发射多种导弹,MK48仅用
于发射舰空导弹。下面以MK41为例说明什么是垂直发射系统。

因此喷淋降温系统还要匹配一套发射筒的高效排气泄压装置,这样才能做到万无一失。
美国MK41垂发系统的每个发射单元都安装了一套喷淋降温系统,其发射箱分为内外两层,内层遍布密密麻麻的小孔,在发射箱底部有一个冷却剂模块,当导弹意外点火,发动机燃气就会高速喷射冲击冷却剂,从而将其挤压向上运动,然后冷却剂就会从内壁小孔中喷淋而出,达到降温灭火的作用。
(MK41垂发单元内外筒设计)

(mk41发射模块)

现在全球现役的神盾舰,很多都有舰载导弹垂直发射系统,可以发射防空导弹、反舰导弹、反潜鱼雷甚至是反导拦截弹。舰载导弹垂直发射系统的发射没有了死角,发射频率也大大提高了,舰载导弹垂直发射系统成为了标配之一。神盾舰都采用垂直发导弹系统,垂发导弹一旦发射失败,落回甲板是绝对不会把军舰炸毁的。毕竟研发每一款导弹都是经过精密研发的,科研人员早就预想到可能发生的事情,所以在每一款导弹,上舰前都是经过深思熟虑的。神盾舰的垂直发导弹,是有多重保险的,包括他的制导信号和引信都是可控的。同时神盾舰垂发导弹基本上是不会落回甲板上的,但是鱼过千层网,往往还有鱼呢!落回甲板的事也不是没有可能发生,所以,导弹的保险非常重要。本文由秦皇见汉武原创,未经允许不得抄袭,图片来源于网络。

MK41采用模块式结构,标准模块是一个有8个发射管
的导弹舱,每管装一枚导弹。导弹舱安装在军舰的甲板下,上端与甲板基本取平。每艘军舰所装导弹舱的数量
视甲板的可用空间而定。例如,在“提康德罗加”级巡洋舰上,首尾各有8个导弹舱;在“阿利·伯克”级驱逐
舰,舰首有4个导弹舱,舰尾有8个。在舰首和舰尾的导弹舱中,各有一个舱腾出3个发射管的位置,安装可伸缩
的臂式起重机,用于重新装弹或吊走故障弹。这样,上述两种舰每艘舰的载弹量分别为122枚和90枚,其中有“标
准”舰空导弹、“阿斯洛克”反潜导弹和“战斧”巡航导弹。

(mk41系统吊装导弹)

根据要打击的目标,由发射控制系统选择弹种,指
令某一枚导弹发射,反应时间仅4秒,而且可打击来自任何方向的目标。MK41目前已装备美国“提康德罗加”级巡
洋舰、“阿利·伯克”级和“斯普鲁恩斯”级驱逐舰,
日本的“金刚”级驱逐舰和加拿大的“易洛魁人”级驱
逐舰也安装了MK41垂直发射系统。除了美国以外,以色列的“巴拉克”导弹、英国的“海狼”导弹和俄罗斯的SA-N-6
、SA-N-9导弹都已采用垂直发射系统。

(俄罗斯的SA-N-9垂直发射系统)

西方对此导弹关注的一大重点就是其垂直发射技术。

垂直发射技术主要有下面几大优点:

(1)高发射率:由于导弹时刻处于待发状态,接到命令后可立即发射,不需装填和瞄准,反应时间只有2秒,发射速率可达1发/秒,而世界上最先进的弹库装填式发射装置MK26的发射速率是10秒2发;

(2)载弹量大:舰载垂直发射系统一般采用模块化结构,配置导弹数量可在12至122枚之间;

(3)无盲区发射:导弹垂直发射后,靠指令控制转向目标方向,可实现无盲区全方位发射。而倾斜发射装置总存在一定的发射盲区;

其实垂直发射的缺点也很明显

第一就是技术相对复杂一些,垂直发射的导弹必须在发射出去之后完成转向,才能打击目标。第二就是热处理问题,导弹在发射时要产生大量的热,必须要即使处理,对这方面的处理只有美国和中国做的比较好。而且垂直发射对导弹有较高的要求,对于一些注重低成本的军舰来说完全没有必要,侧向发射系统就可以解决的问题,何必花大价钱改装垂直发射系统,而且还得将反舰导弹一并进行改进。(我国054a护卫舰上的类似于mk41的垂直发射系统)

导弹垂发系统不仅改变了,先进战舰的武器布置格局,同时也数倍的提升了其作战效能,到了上个世纪六七十年代,军舰垂发技术开始转入发展的快车道,虽说倾斜是在发射反舰导弹时,能够让他在更短的时间内,进入到掠海的飞行高度,但他也存在着两大显著缺点,导弹想要准确的命中目标,必须先将战舰舰艏对准目标方向,然后才能点火发射,这样频繁的机动,无疑会在作战行动中,浪费宝贵时间,从而错失战机,其二则是倾斜式,通常有发射架和尾焰挡板两部分组成,导致它的体积十分巨大,占用了大量的舰艇面积,而垂直发射系统,不仅有效地解决了以上问题,实现了360度全向攻击,并且每一枚导弹均在导轨上,始终处于待发状态,大大减小了系统的反应时间,目前军舰垂发系统主要由冷发射,热发射以及冷热共架等三种方式。

现如今基本上新建造的主力战舰都将舰载垂直发射系统作为军舰的标配,而且随着技术的升级发展,现如今虽然我们能够叫得上名称的舰载垂直发射系统还真不少,但是从技术的发展走向来说,现如今我国最新建造的055大型导弹驱逐舰上,装备的我国自主设计制造批量的舰载垂直发射系统,是迄今为止所有垂发系统中性能作为先进的。

其实对于军舰开始普遍将舰载垂直发射系统作为标配,就是因为相比早起的导弹倾斜发射装置而言,舰载导弹垂直发射系统凭借以下几个特点成为主流的:

一、共架发射能力

在舰载导弹垂直发射系统还没有出现的年代,那个时期军舰发射导弹主要依靠的还是专用的倾斜发射装置,比如上世纪60年代初期美海军主力战舰的查尔斯.亚当斯级导弹驱逐舰使用的还是老旧的MK-10和MK13倾斜臂导弹发射器,这类导弹发射器虽然性能不错,但是缺点也不少,首先就是不同类型的导弹使用专用的导弹发射器,比如该机舰载发射标准防空导弹的时候使用的是MK10或者MK13倾斜臂导弹发射器,但是在发射阿斯洛克反潜导弹和鱼叉反舰导弹的时候还得用其他专用的导弹发射器。

而舰载垂直发射系统出现后,首先就是实现了“共架发射”能力,也就是采用标准的发射单元框架,只需要将不同类型的导弹装填在发射单元内即可,这样设计的话,军舰就可以在通用的垂发单元内根据作战需求装填不同类型的导弹了,比如美国的MK41导弹垂发系统作为全球范围内数量最多、成熟度最高的一款导弹垂发系统,该垂发系统在使用标准直径的发射单元下,可以根据导弹长度的不同使用不同长度的发射单元,这样不管是体积和重量都很大的战斧巡航导弹、体积小巧的海麻雀近程防空导弹、阿斯洛克反潜导弹、标准2中远程防空导弹、标准3反导导弹都可以从MK41垂发系统中发射,所以从通用性来说,垂发系统的出现让这些不同类型的导弹实现了通用共架发射能力。

二、发射速度更快

早起的倾斜臂发射系统在发射导弹的时候,首先需要将整个发射装置朝向目标再发射导弹,这对于拦截敌方的进攻性战机或者导弹而言,无疑是极大的浪费了反应拦截时间,而且受限于军舰上层目标的遮挡限制,传统的倾斜臂发射装置不能做到360度全向发射;再一个是传统的倾斜臂导弹发射装置在发射玩导弹后,重新挂弹需要经过发射架归位—打开装弹舱门—选择导弹—-重新上挂导弹—发射装置重新瞄准目标等环节,这种装填速度最快怎么也得好几分钟,所以对抗敌方战机进攻或者多批次导弹饱和攻击的时候,这类导弹发射装置就会存在很多不足。

而导弹垂直发射装置的出现,首先导弹是被垂直放置在发射方舱内,基本处于待发状态的,主要输出发射命令,导弹完成保险解锁、接收目标指令、点火发射即可,可以说整个操作步骤基本连一秒钟时间都用不了,而且导弹是离开垂发装置后,在空中利用导弹尾部的燃气舵完成矢量转向的,所以不会存在任何遮挡限制,而且对抗饱和攻击的时候,导弹处于随机随用的状态,可以以最快一秒的时间连续发射来对抗敌方的饱和打击,或者根据作战指令完成对军舰周围360度的拦截、进攻任务。

三、提升了军舰的隐身化设计

以前使用传统的倾斜臂发射装置的时候,为了提升各项武器的综合性能表现,基本不会考虑该发射装置是否会对军舰的隐身造成影响,当然那个时期的军舰也不像现在这么注重隐身性能,所以我们可以在军舰外围看到该军舰都搭载了那些武器系统,这些导弹发射装置又都长什么样。这样设计虽然极大的提升了倾斜臂发射装置的性能表现,但是从整个军舰隐身化设计需求来说,这些外露的武器系统都是强烈的雷达波发射源,即增加了军舰被敌方雷达发现,并遭到敌方导弹攻击的风险。

但是随着导弹垂发系统的出现后,将原有的导弹发射装置全部转移到了军舰甲板之下,这样对于整个军舰的外形而言,首先没有了过去那么多的外露武器发射装置,所以看起来更加干净整洁了,军舰的隐身性能也就随即提升上去了。

四、载弹量大

以前采用倾斜臂发射装置的时候,虽然建设有专用的导弹装置装置弹药库,但是受限于反应时间长、导弹发射装置体积大、质量大等限制,军舰装备的导弹数量并不多,所以这也就限制了导弹的作战能力。

而导弹垂发系统中的导弹采用的是模块化结构设计,不光实现了不同类型的导弹共架发射能力,而且将导弹发射装置设计的更紧凑,特别是对于某些体积更小的导弹而言,也实现了“一坑四弹”能力,就是在一个导弹发射单元内采用田字格的方式布置四枚导弹,这样更加提升了军舰的载弹数量,比如常见的驱逐舰导弹发射单元数量基本都在100个左右,军舰在出海作战前,完全可以根据作战计划在近百个导弹发射单元内布置不同类型的导弹。

五、可靠性高

传统的倾斜臂导弹发射装置在整个发射过程中,涉及到导弹的装填、发射装置的机械转动等过程,只要整个环节中任何一个步骤出现问题导弹都不能完成发射。但是导弹垂发系统不用战斗中装填,也省了一套机械动作,而且从一出厂就装填好的导弹发射箱也兼做了导弹贮运箱,保养运输都更为方便。而且导弹垂发系统在设计的时候,就已经专门为每个发射单元设置了独立的喷水降温、灭火抑爆装置,更加提升了其可靠性和安全性。

六、提高了军舰的适航性

传统的倾斜臂导弹发射装置大量的布置在上层甲板上,由于这些导弹发射装置无论是体积还是重量都比较大,所以这无疑抬升了军舰的重心高度,不利于军舰在战斗中高速机动躲避敌方导弹、鱼雷的打击。但是导弹垂发系统则将所有导弹布置在甲板之下,这样就极大的降低了军舰的重心,更有利于军舰高速航行时的机动性和适航能力,而且对于设计者而言,可以将某些上层建筑中性能受重量限制的电子设备性能提升到一个新的高度。

当然说了这么多导弹垂发系统的特点,也不能不说其存在的某些缺点,比如导弹垂发系统虽然布置在甲板之下,但是由于长度影响,其需要穿透好几层甲板,那么久降低了军舰结构强度;其次是高密度的将不同导弹放置在一起,虽然有独立的防护系统,但是不可避免的有可能因为导弹点火失败或者无故爆炸,对军舰内部结构产生更大的破坏,继而影响军舰自身的安全。

不占用地方 垂直发射简短时间 可以有效的降低船体的不稳定性

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