在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

在当今世界,各核大国为了提高核威慑力,发展出“三位一体”的战略进攻核力量。在这其中,弹道导弹核潜艇以其隐身性能好、机动能力强,突击威力大等特点,成为核报复和第二次核打击最重要的力量。如美国的“俄亥俄”级战略核潜艇(后续型号)能装备24枚“三叉戟—Ⅱ”型潜射弹道导弹,而“三叉戟—Ⅱ”型潜射弹道导弹是当今世界上性能优良的一种潜射战略导弹,其战斗部装有12枚再入式分导弹头,每枚弹头的爆炸威力为30万吨至47.5万吨级TNT当量,加上超一万公里以上的射程,以及圆概率偏差达到90m,可以精准攻击世界上任何一个目标。因此,只要有一艘幸存,就能对敌境内上百个城市开展核报复,这是任何一个国家都无法承受的,核威慑力可想而知。当然,在感受到潜射弹道导弹强大威力的同时,相信大家也好奇:它是如何在水下发射的。而笔者此文的目的,也就是以自己所学的知识,带大家搞清楚战略大杀器到底是如何破水而出的。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

美国“俄亥俄”级战略核潜艇

潜艇弹道导弹发射装置

弹道导弹发射装置平时用来保存导弹,以避免导弹遭到意外的撞击和防止海水侵蚀,保证其良好性能,同时也为导弹的检修和维护提供空间。发射导弹时,发射装置将导弹垂直发射出去,并给予初速使导弹穿过水层进入大气层。 弹道导弹发射装置,按发射装置的发射能源不同可分为:空气动力、火药动力和燃气蒸汽动力发射装置。当然,也有的弹道导弹发射装置没有发射能源,而是靠导弹自带助推器将导弹推出发射装量。这种发射装置在发射导弹时只起一个垂直导向作用。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

弹道导弹在潜艇发射装置内部

总的来说,潜艇发射弹道导弹与陆地上从井中发射导弹的原理相似,只是因为潜射导弹首先要克服艇内外的压力差,再突破水层,到空中点火,因此,对于潜艇弹道导弹发射装置的设计要求会更高一些。一般来说,潜艇弹道导弹发射装置由外筒、内筒、防水薄膜、减震泡沫塑料、适配器、U型密封环、支撑环、液压减震器、制导系统检测孔等组成。发射筒的内、外筒之间充有填充物以起到减震的作用。弹道导弹装在筒内,在发射筒筒盖的下方有一个半圆球型的水密隔膜装置,用以防止海水进入发射筒,并使发射筒内部保持一定压力。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

潜艇弹道导弹发射装置

潜艇弹道导弹发射装置的布置

因为弹道导弹追求远射程和大威力,所以其燃料载量和弹头携带量大,造成导弹尺寸和质量较大。因此,对于潜艇来说,其布置难度较大。一般来说,为了保持发射导弹时潜艇的姿态,以及发射后潜艇的纵倾平衡,都把弹道导弹发射装置布置在潜艇舯部。同时,为了保证导弹的出水姿态,弹道导弹发射装置一般为垂直布置。而这样设计的结果就是,当潜艇直径不够大时,发射装置会突出来,形成龟背,这也就是为何我们会在一些战略核潜艇的舯部位置看到拱起的龟背。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

图中可以清晰的看出龟背在潜艇舯部位置

某型发射装置的工作原理

当战略核潜艇需要发射弹道导弹时,首先它要到达一定水深,因为并不是所有水深都能发射。一般来说发射深度在20~30米左右。同时,导弹发射装置也在做着发射准备工作:首先进行均压,使导弹发弹装置的内筒充气、筒盖内注水,当薄膜的上下压力一致时,打开筒盖,因为内外压力平衡,因此海水并不会灌入筒内。接着操作人员给发射装置安装电爆管,而后按命令发射。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

潜射导弹示意

发射时,射击指挥系统控制设备使电爆管起爆,点燃燃气发生器的火药柱。火药柱燃烧产生高温高压燃气流向冷却器,将冷却器中的水加热产生高压蒸汽,高压蒸汽经进气弯管到气室膨胀做功。作用在导弹底部的高压气将弹道导弹弹射出去。导弹冲破防水薄膜,穿过30m水层进入大气中,在离开水面一定高度时,导弹主发动机立即点火工作推动导弹飞行。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

导弹被弹出水面

在发射过程中,发射装置底部的U形密封环和支承环用以保持内外筒同心性,并支承内简,且保证气室的高压气不会进入内外简之间。适配器用来保证导弹轴线与发射装置轴线重合,并起气密环的作用。发射时,它随导弹一起向上运动。导弹出筒后,它自行脱落。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

导弹成功点火

关于发射后灌入筒内海水的处理

笔者在网上一些相关的科普文章上看到,说导弹发射后,灌入发射筒内的海水会被马上排出,事实上,这是错误的认知。实际真实的做法是:导弹出筒后,大量海水进入筒内。然后关闭筒盖,利用疏水系统将部分海水排至专用水舱,使发射装置内剩余的海水与发射出去的导弹质量相等。注药系统将药粉注入发射装置内的海水中,以防海生物生长。排入专用水舱内的海水再排出艇外。当潜艇完成战斗任务返回基地后,排出导弹发射装置内的海水,再用淡水冲洗和内壁涂防锈油,为再次装弹做好准备。从实际的做法可以看出,筒内的海水是返回基地后再排出的,至于为何是要这样,是因为,导弹发射后,潜艇的重量变轻了,而排水量不变,这样潜艇在水下的平衡被打破,使潜艇姿态发生变化,造成潜艇上浮,使其意外暴露。而涌入筒内的海水,只要控制得当,刚好补充导弹发射后缺失的重量,保证了潜艇的姿态稳定。

在水下发射导弹,需要穿过几十米的水层,战略核潜艇如何做到的?

补重对于维持潜艇水下姿态具有重要的意义

结语

从上述我们可以看出,此种潜射方法的核心是均压和弹出。通过均压和弹出解决潜艇水下发射难题,看似不难,实则会的国家没有几个。笔者觉得之所以会有这样的局面,并不是因为潜射技术有多难,而是因为战略核潜艇和潜射弹道导弹的技术过于复杂,门槛太高。有幸的是,我国是全球少数几个掌握全套技术的国家。在这里小船人由衷的为我国科技工作者点赞。

作者:小船人的梦想 2019年8月24号


分享到:


相關文章: