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小议国产新驱导弹垂直发射系统(组图) zt

(2009-08-10 18:56:15) 下一个



随着新建的170,171两舰的栖装,我国将采用什么样的垂直发射系统已经非常明了了,这一段时间,网上对170的关注超过了白热化,对新出现的这个发射系统也颇多评论,但是,绝大多数的论点都是对中国的发射系统和美式现行的Mk41进行直接比较,往往得出的结论还对中国现行系统批评备注。

以不带色彩的眼光重新来审视中国新的垂直发射系统,会发现其中还是有很多很有意思的地方。

1.不要以为中式系统是圆形发射基座就认为中国的发射系统是俄式的。

自从基洛夫级上出现了俄国的左轮式垂直发射系统,这种圆形基座的系统都归结为俄式系统,实际上俄国当年设计左轮式发射系统也有它自己的原因。作为第一个出现在军舰上的垂直发射系统,俄国的设计基本上没有考虑任何通用性的问题,俄式武器的发展从来都是走的一条专门化的路线,但求在主要指标上超群,其他问题一概可以不伦的。俄国的左轮发射器使用的是s300导弹,这一型的陆基型对导弹的储藏发射和耐环境问题解决得比较好,海军用无需对这一结构作过多的改进,从通用性的目的上,甚至不允许改进,因此,俄式的发射基座其实仅仅是一个容器,一个弹药储藏库而以。作为一个弹药库,开设较少的开口一方面会更安全,另一方面可以有助于上甲板的整体防御指数不过多下降,所以俄国人很简单的将发射口之开设了一个,维持了基洛夫级重装甲甲板的防护力。另一方面俄国人当时可能也没有多想垂直发射的诸多优点并进行最优化,只是将发射架弹药库的概念分散化,以利于生存力,而选择垂直化恐怕是凑巧有s300这样的系统罢了,当时出现的sa-n-4壁虎防空导弹也是一个代表,但他的选择是升降式发射架,其实设计思想和概念和sa-n-6是完全一样的。

 


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基洛夫级上垂直发射系统


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俄国的左轮式发射还有一个原因,s300的导弹发射筒的支撑受力结构都设计在侧面,并不是筒底,正好相反,它的筒底要求必须有一定的安全空间,以备意外时泻压用,因此,俄式系统将导弹悬挂在中轴支架上,下面实际上是悬空的,一个受力支架最大可利用效率当然是在周围挂满,这样电气线路的布线和线路的防护性都达到最优化,结合只有一个发射口的弹仓,就这样,左轮的结构酒杯决定下来。

现在讨论俄式发射系统的时候,基本上没有人指责过他的使用效率,大多都是对他的多用途性能方面表示不满,这个也比较冤枉,对于俄式武器发展思路来看,他从不将已经入现役的装备做过大调整,只会就原系统进行一定的现代化升级,也就是说这个系统根本没打算多用途,所以,他该用在什么地方就是什么,如果苏联不解体,俄国的多用途发射体系估计已经建立,届时是另一种景观。

俄式系统既然如此有特色,那么他有什么优点呢?暂时不考虑冷热发射方式的优劣,仅从结构上来说。 简单的说第一个优点是圆形系统所占面积小,等等,且慢,所有的评论都对俄式系统占舰面甲板面积大作为一大缺点口诛笔伐,这怎么能算俄国系统的优点呢。事情恐怕不像眼睛看到那么简单。从绝对数据上来说,美国的mk41的确要小巧很多,不过这是基于美国导弹比较小的原因,而俄国的所能使用导弹,都五大三粗的,要装下他,用美国式的系统结构,面积和体积会更厉害。而且电气上会更加复杂。


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Mk41垂直发射系统

圆型系统第二个优点是强度高。这个优点很重要,舰载垂直发射系统,每一个基座都是由装甲包裹的,这是重点区域,防护力要求级别最高,圆筒形的结构本上强度上就优于立方形,原型的周长较小,同样装甲防护力下重量会轻很多。另外在导弹发射失败或者是意外点火,火灾时,需要往发射单元体内贮水,圆型的单元体强度高,不易变形,不信,你拿个方桶装水试试。

强度高附带的效果是安全性好,当导弹爆炸等意外事故的出现,原型筒被破坏的程度比方形的小,泻压口设置合理的情况下甚至舰内不会受到大影响,所以俄国的发射口虽然只看见一个,但泻压口确是密密麻麻的布满了圆型单元顶端。

回到中国的话题上来,中国采用什么发射单元首先取决于中国发展什么发射方式,冷发射,还是热发射,这两种完全不同的发射方式决定了发射单元的结构。970试验舰上两种发射方式的单元都测试过,可以认为两种模式我们都发展到可以进入使用的阶段,剩下的就是我们有什么能用得上的导弹了。和苏联走的路一样,我国的陆基防空导弹发展也走了冷发射垂直化的道路,这一思路是远比美国的爱国者先进,因此,没有理由单独去发展一种舰空导弹,冷发射作为一种必然的结果出现了以后,发射单元也就必然了。所以,采用圆型单元也不奇怪了,中国采用圆型单元基座,主要原因还不是俄不俄的问题,而是工程上这种陆基发展而来的发射筒是单侧受力的结构问题,在单元体中心设置受力的结构部件,单元体必须围绕受力的轴,这样圆型单元就是唯一的最佳选择。

2.中国为什么要发展圆型单元体

从目前最成功的mk41来看,中国的新系统似乎有些格格不入。但是,有一个问题很严重,中国没有能在mk41上使用的了的,大小合适的导弹,如果将已近有了一个完备的发射筒硬套进一个类Mk41的方孔内,那才是工程人员智慧的悲哀.而将导弹拆出来放进去也不是一个理想方案,重新发展一个新的发射储藏筒似乎也没什么必要,而且热发射的弹筒大而且笨重,造价昂贵,路基绝对不会使用,也不可能用得上。

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Mk41垂直发射系统示意图

从工程学上的观点来看,中国的发射单元有些不同于别人的地方,首先,冷发射也许和s300系统有些关系,但是我们绝对不需要别人来传授这项技术,70年代这个发射技术在中国就很成熟了,这也导致了中国单元的特色。从栖装时的照片可以看出,海军用型号的发射筒并不是简单的通用陆军的。这恐怕是海基特有的长时间垂直储藏的要求所致,和陆用的平时水平放置不同,海基的系统长时间在垂直状态受力,而且海况震动受力要求和陆地上运输路上的震动要求有很大的不同,完全套用路基通用的是不可取的。幸好改进一下发射筒的受力和支撑并不是很难的工作,也并不影响两种导弹的通用型。

冷发射的导弹设计的发射储藏双用筒,本身就考虑过防弹,受力,受热,密封,防火等战术要求,发射单元没有必要像mk41那样的热发射给他们提供一个单独的耐高温,耐高压,隔热,密封的存放空间,冷发射的特点也不需要存在导燃气的通道了,所以Mk41那种每一枚导弹井就被这种一次性的储藏发射双用筒取代,就这一特点而言,单元重量降低就非常多,而且技术难度,造价等等,都大大地降低了。最后一个紧凑的,高强度的筒将导弹单体保护起来,和舰体结构隔开。和俄罗斯的思想不同,中国每一枚导弹都有一个单独的发射口,这一方面是提高发射率,另一方面是避免俄式的发射口燃气泄漏影响其它发射弹筒的问题,虽然对弹仓内的导弹影响不大,但还是有相当的影响安全和可靠性的因素。

选择6发一个单元而不是流行的8发并不是一个简单的数字问题,它主要是为了缩小单元体的体积,和Mk41这种热发射的单元相比,因为没有燃气通道,冷发射的单元体体积应该小不少,但是中国现有的导弹体积都比较大,另外出于安全性考虑,留一个公用的燃气泻流通道对意外事故的处理有很好的作用,这一通道同时也作为人可接近的检修通道,不要以为mk41就没有这个检修通道,它必须在每个单元之间留一人能通行的通道,这个通道必须设计在舰体内,浪费空间也是不小的。虽然圆型单元体也有这样的通道和剩余空间,但是相对空间尺度较大,精明的设计人员很容易将其利用上。作为170/171这样吨位较小的军舰,西方的习惯最多搭配4-6个单元体,也就是32-48枚导弹的能力,在中国导弹直径长度都远大于西方的情况下,170能获得8单元48枚导弹的容量本身就很不容易了,如果170这样的军舰再大型一些,比如达到光荣的水平,装备12-20个单元也不是什么难事,只不过问题是一艏军舰到底需要多少导弹?这是海军的思想问题了。

3.多用途

多用途能力一直是非mk41系统的毛病,并不是热发射的系统就有多用途能力,欧洲的a70/a50也没有什么多用途能力,这个问题也不是特别难解决,关键要看系统的设计思想,在欧洲,a70/a50系统很快就会发展能发射一系列其它导弹,多用途能力指日可待。而中国这一个系统从目前来看似乎也没有什么多用途能力,不过不要紧,中国目前防空的压力大到还不需要多用途能力的地步,如果需要多用途,现在系统的巨大尺寸和重量,恐怕设多用途的一大福音,别的不说,以现在的发射筒,将类似于战斧,甚至比战斧大一倍的巡航导弹装进去都很轻松,外观上看不出任何区别,168/169建造时间和设计和170那么靠近,为什么170很蹊跷的安装了圆形发射筒的反舰导弹?制造一个转换的发射筒比在让很多导弹在同一个筒里发射容易多了,天知道170上就全部装的s300还是国产的红9?s400系统出现的新导弹体积小,一个筒可以集成3枚,这个能力放到中国这个系统也不难,就看什么时候国产化或者国内设计类似的而已。这么粗大的发射筒,里面装上一枚战术的弹道导弹都行了,国产的近程导弹体积也很小阿,也采用冷发射。

4.缺点

任何东西都有缺点的,中国这个垂直系统也一样有弱点,目前的最大的缺点并不是他的圆形单元,而是中国目前导弹的弹翼折叠技术,其实别看现在的导弹发射筒那么粗大,那都是不折叠弹翼搞出来的麻烦,美国的mk41水平高就高在弹翼折叠技术上,什么样的导弹只要弹体直径够装下,他们都能设计出折叠的弹翼出来,如果中国的导弹能折叠弹翼,那么大的发射筒,装枚宝石进去都够了,或者取一个比较折中的尺寸,单元体就会更小,比如如果选择直径0.8米的筒,比现在1米多的体积小了一半,这样军舰上能安装更多的单元。中国似乎也不是没有导弹折叠技术,只不过不大注重发展,唉,现在是先解决有无问题,先不先进以后再说吧。

体积大也是一个麻烦,美国的mk41长不超过9米,基本在7.6米左右,中国这一套都快10米了,比别人多穿透一层甲板,设计起来更头疼,排水量小的军舰根本装不下,170在后部设计的发射平台都和机库顶平齐了,以空间论,放4个单元是完全没问题的,但是放置位置那么高,再装两三组,军舰的重心稳性就有大影响了,后面的两组多半是无可奈何。如果发射筒长度能短到Mk41的水平,完全可以将高度放下去在同样稳性重心的情况下再装两个单元的。

5.发展

从现在世界的发展来看,mk41的基本到了寿命终点了,不管如何,美国人也认识到了不可能在一种发射体系上集成所有的武器,mk41现在对于防空导弹来说是合用的,但对于攻击导弹来说还稍小了点。从武库舰引申的mk51应该说还不是下一代的发射体系,它只是mk41的一种补充,这种非常规的设计还不一定能获得军方的认可和采纳

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Mk51是一种倾斜设计,它比较巧妙的利用发射单元作为舰体侧面的结构,一方面可以利用发射单元的装甲增强舰体的防御能力,另一方面也可以尽量利用较多的甲板周边的面积布置尽量多的导弹。
 
冷发射的导弹从通用性上来说实际更先进,现在的发展方向主要是小型化和集装箱化,俄罗斯的道尔系统有一个变身的设计就是集装箱化的,用于轮式牵引平台,可惜没有持续发展,不然延续发展下去,任何一个集装箱船上都可以迅速的武装起来,对于小型化的海军还是很有诱惑力的,集装箱化发展也可以在多用途上开发出另外一条路。就中国目前的体系,现在最主要的还是多用途化上面,海军的远洋化让军舰的吨位大了起来,装备目前大小的单元还不是很困难,但当防空能力足够并且饱和了的时候,多用途能力就是急需了。

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