01.06 垂直導彈發射系統“冷熱”之爭,到底孰優孰劣?

自從導彈被裝到軍艦上,它就一直是作戰艦艇最為依賴的武器系統,

而經過幾十年的發展,軍艦上的導彈發射系統已經從最初的傾斜導彈發射架過渡到今天的艦載導彈垂直髮射系統(傾斜發射方式被取代的原因一是作戰時,發射裝置通常要轉向目標來的方向,反應時間長;二是發射裝置佔用面積較大,大艦最多裝2~3個,小型艦艇只有一個,每個發射裝置上導彈數量,少的一枚,最多的也不過8枚,發射完了之後,重新裝彈更費時間,嚴重影響艦艇的火力;三是發射裝置暴露在甲板上,作戰中很容易被擊中損壞)。

垂直導彈發射系統“冷熱”之爭,到底孰優孰劣?

而垂直髮射方式以其高發射率、模塊化、通用化、無發射盲區等優點備受各國海軍青睞。艦載垂直導彈發射系統分為兩種發射方式——“冷”發射和“熱”發射,那麼它們到底孰優孰劣?區別何在?

垂直導彈發射系統“冷熱”之爭,到底孰優孰劣?

冷發射方式(左) 熱發射方式(右)

熱發射

熱發射方式是利用導彈自身的發動機產生動力,將導彈推出發射管,導彈在發射管中就點火工作,因此發射裝置必須要有排焰排氣的機構(熱發射方式對於發射裝置的燒蝕相當嚴重,而專門的排氣通道會使整個發射系統體積變大)。而其最為致命的缺點就是如果導彈未能被推出彈倉,已經點火的導彈發動機會在發射箱中繼續工作,十分危險(2018年德國薩克森級護衛艦熱發射標準2防空導彈,就沒有飛出發射系統,最終在發射裝置內燒完了發動機,幾乎把整個垂髮系統都燒燬了)。

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美製MK-41垂直導彈發射系統是熱發射方式的典型代表,其由標準模塊、裝填模塊、導彈貯運發射箱和發控臺等設備組成。MK-41採用八隔艙模塊,在結構上有一定的獨立性,即可作為獨立的發射單元,又可由一個或多個模塊與發控設備相聯就能構成一個完整系統。

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垂直導彈發射系統“冷熱”之爭,到底孰優孰劣?

煙氣排導裝置是垂直導彈發射系統的關鍵技術,導彈在發射管中點火,迅速有效的將燃氣排出是至關重要的。導彈發射所產生的高溫燃氣對有關設備會產生嚴重的燒蝕,以美軍標準艦空導彈為例,其發射所產生的燃氣流溫度高達2 400K,排出物中的40%是硬度高、吸附力強的氧化鋁粒子, 還含有76 000mg/kg的極其活潑的氯化氫氣體。高溫高速粒子的相互碰撞會給發射裝置巨大的熱量,這對發射裝置的使用壽命會產生極其不利的影響。

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垂直導彈發射系統“冷熱”之爭,到底孰優孰劣?

MK-41系統的燃氣引導系統是八隔艙共用的,其有壓力通風室和垂直排氣道組成,導彈點火後,壓力通風室使燃氣流膨脹減速,然後經排氣道排入大氣中,而為了儘量減少高溫燃氣對其它箱體的傳熱影響,排氣道的整個內表面襯有抗燒蝕材料。

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冷發射

綜觀世界各國海軍現在採用的垂直髮射裝置,無非是俄羅斯的冷發射方式和西方世界普遍採用的熱發射方式。冷發射方式與熱發射相比,冷發射可以解決發射過程中複雜的燃氣排導問題,將故障彈“彈離”母艦,其轉彎段還可以在發動機點火前完成,利於控制,耗能小。

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圖為中國海軍052C型導彈驅逐艦冷發射紅旗-9艦空導彈的畫面。

冷發射方式是用發射裝置使用壓縮空氣、壓縮燃氣或助燃劑為動力的助推系統,將導彈“彈射”到一定高度後才啟動導彈發動機完成發射,俄羅斯的“SA-N-6”和我國的“HHQ-9”等都採用該方式(目前主流的冷發射方式大都是在像炮筒一樣的發射筒底部,安裝固體燃氣發生器,迅速燃燒膨脹的燃氣將導彈垂直推出發射筒,整個系統由固體推進劑藥柱、燃燒室殼體、內絕熱層組成、點火系統等組成)。冷發射方式不會燒蝕發射裝置,對發射系統不會產生機構性破壞,而且由於其不需要設置排煙通道,所以發射系統體積較小,可在有限空間內最大限度地裝載導彈,也無需熱發射裝置那麼高要求的防火抑爆要求,對導彈的彈體和動力偏轉系統要求沒熱發射那麼高。

垂直導彈發射系統“冷熱”之爭,到底孰優孰劣?

冷發射方式需要外力“彈射”導彈,因此其與熱發射方式相比可靠性較差,同時對導彈火箭發動機點火控制裝置技術和導彈姿態控制技術要求也非常高。冷發射方式發射速率相對要慢些;在通用性上也不夠好,難以適應各種不同導彈的發射要求。

垂直導彈發射系統“冷熱”之爭,到底孰優孰劣?

總結來說

熱發射方式的垂直導彈發射系統技術相對複雜,整個發射裝置要能夠承受高溫、高壓、高速的導彈尾流衝擊,正如上文所提到的美國MK-41垂直導彈發射系統,其每個標準模塊除了箱蓋驅動電機,電源,電機控制箱,發射程序器以外,還有增壓室,噴水冷卻裝置,排水管道等。而採用冷發射的垂直導彈發射系統就不需要這麼多複雜的裝置,因此結構較為簡單,維護起來更為方便,壽命也更長。不過熱發射方式所擁有的極佳通用性和更快的反應速度是冷發射方式所無法相比的。

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