美國潛艇魚雷發射裝置使用方式初探

朱清浩, 宋汝剛

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美國潛艇魚雷發射裝置使用方式初探

朱清浩1, 宋汝剛2

(1. 海軍潛艇學院 作戰指揮系, 山東 青島, 266042; 2. 海軍潛艇學院 科研部, 山東 青島, 266042)

針對潛艇未來海戰中魚雷攻擊隱蔽發射的戰術需要, 在分析美國現役或即將服役各型潛射魚雷發射裝置技術特點的基礎上, 分析歸納了魚雷發射裝置不同發射方式的含義、戰術使用特點和時機, 總結出設置不同發射方式的目的, 并進一步給出了一些對潛射魚雷發射裝置發展和戰術使用有益的啟示。

魚雷發射裝置; 發射方式; 潛艇; 戰術使用

0 引言

潛艇使用的武器包括魚雷、導彈和水雷等, 這些武器主要通過潛艇的魚雷發射裝置發射。為更好保障攻擊使用效果, 潛艇發射武器時, 應在發射裝置的技術使用條件下, 盡量滿足發射隱蔽性和快速反應性等戰術要求。美國海軍潛艇的發展和使用歷史較為悠久, 其潛射魚雷發射裝置技術性能較為先進, 對發射裝置的發射方式設置與使用較為合理, 能夠較好地滿足發射隱蔽性和快速反應性等戰術要求, 具有相當的代表性。

分析研究美國現役或即將服役潛射魚雷發射裝置發射方式戰術使用情況, 對于在理論上更加合理地設計潛射魚雷發射裝置, 以及在實際中根據不同戰場態勢選擇使用發射裝置的相應發射方式, 從而更好地滿足潛艇作戰需求, 都具有現實意義和參照使用價值。

1 美潛射魚雷發射裝置技術特點

美國現役核潛艇包括“洛杉磯”級、“海狼”級和“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇, “俄亥俄”級彈道導彈核潛艇和由其改裝的巡航導彈核潛艇, 這些潛艇裝備或即將裝備的魚雷發射裝置具備全球先進性。對應不同潛艇裝備的魚雷發射裝置型號見表1, 表中所列各型魚雷發射裝置基本按照MK67, MK68, MK69, EES的先后順序研制裝備[1-4]。

表1 美國現役核潛艇魚雷發射裝置型號

1.1 MK67型魚雷發射裝置技術特點

MK67型魚雷發射裝置主要裝備在“洛杉磯”級核潛艇以及改進型“洛杉磯”級核潛艇上。這種發射裝置采用液壓活塞式發射原理, 主要技術優點是可靠性高、可適應多種武器(魚雷、水雷和導彈等)的水下發射、發射深度不受潛艇深度限制, 主要缺點是武器發射時的瞬態噪音較大、設備自身比較笨重、發射周期較長、使用費用較高、安裝與維修比較困難等。

1.2 MK68型魚雷發射裝置技術特點

MK68型魚雷發射裝置全部裝備在“俄亥俄”級核潛艇(包括由其改裝的巡航導彈核潛艇)上, 其采用空氣渦輪泵式發射原理, 具有結構布置較簡便、占用安裝空間相對較小、發射裝置重量減輕、能量利用率提高、發射前不需要注水從而避免產生注水噪音(與此相應的是MK48 ADCAP魚雷能夠長期在發射管內浸泡, 可保證快速發射)、潛艇可在最大工作深度內發射魚雷、且武器系統快速反應能力強、發射武器間隔時間較短的特點, 是現今世界上已裝備潛艇的性能最好的魚雷發射裝置之一。但該型發射裝置硬件設備復雜、制造工藝要求較高、制造成本也較大。

1.3 MK69型魚雷發射裝置技術特點

全部“海狼”級和已經先期服役的部分“弗吉尼亞”級核潛艇裝備MK69型魚雷發射裝置, 但該部分先期服役“弗吉尼亞”級核潛艇實際裝備的是后續改進的MK69型魚雷發射裝置。MK69型魚雷發射裝置也采用氣動渦輪泵式發射原理, 相對于MK68型魚雷發射裝置而言, MK69型魚雷發射裝置的基本功能保持不變, 但技術性能優點得到了進一步提升。

1.4 EES彈性噴射式發射裝置技術特點

未來一定時期內服役的“弗吉尼亞”級核潛艇將裝備彈性噴射式發射裝置 (elastomeric ejection system, EES)。EES可保障快速隱蔽發射魚雷, 其采用全新的橡膠彈性圓盤硬件結構, 透過拉伸、釋放橡膠隔膜產生的力量來驅動水柱, 進而發射魚雷。EES的主要技術特點是裝置硬件結構更簡單、技術性能更可靠、發射噪音更低、設備制造成本更低、且不受發射深度限制, 另外, 橡膠隔膜產生的力量大小可控, 便于控制武器發射出管的速度。美海軍預期從第4艘“弗吉尼亞”級核潛艇開始使用EES, 但僅分別在2006年和2010年完成了2次EES海試, 目前尚未實際裝備“弗吉尼亞”級潛艇。當前美國在不斷改進渦輪泵式發射裝置的同時, 主要發展EES。

2 發射方式設置及其戰術使用

盡管美國現役不同類型潛艇裝備的魚雷發射裝置型號不盡相同, 但在各自技術特點基礎上, 通過設備加裝或改進, 無論采用何種發射原理,潛艇的魚雷發射裝置在相當程度上可能設置有如圖1[5]所示的3種不同類型發射方式[5-11], 分別為空氣渦輪泵式(EJECT)、自航式(SWIM OUT)和彈射式(CATAPULT)。每一種發射方式都具有其自身戰術使用特點, 發射艇可根據不同戰術態勢需求, 以最為適當的發射方式實施武器發射。

圖1 美國核潛艇魚雷發射控制面板局部截圖

2.1 空氣渦輪泵式發射方式

空氣渦輪泵式發射方式是指, 通過高壓空氣或強力水流進入發射管內后部, 使發射管中的魚雷在很短時間內受到強大的前向推力, 進而在很短的時間內達到較高發射初速并高速發射出管。

空氣渦輪泵式發射方式類似于傳統的氣動發射方式或液壓平衡發射方式, 會產生很大瞬態發射噪聲, 這是破壞發射艇隱蔽性的不利特點。但這種發射方式可保證在最短時間內使魚雷、導彈或水雷發射出管, 發射艇的快速反應性較好, 且魚雷等武器發射出管時的初速較高, 能在較短時間內完成發射或完成攻擊目標。

從充分發揮自身戰術使用優勢、規避不利戰術使用影響, 進而達到隱蔽發射和快速攻擊的角度考慮, 在對空氣渦輪泵式發射方式的使用時機進行分析時, 通常可將其歸納如下。

1) 發射艇與被攻擊目標距離較遠, 目標難以發現發射艇發射魚雷等武器時;

2) 發射艇隱蔽性已經喪失, 無論目標距離遠近均需要立即快速完成攻擊時;

3) 被攻擊目標距離較近, 發射艇隱蔽性雖未喪失但即將喪失, 且發射艇需要盡快完成對目標的魚雷攻擊時。

2.2 自航式發射方式

自航式發射方式僅用于魚雷發射, 是指魚雷在發射管內啟動發動機, 依靠自身動力航行出管。

由于沒有猝發的強大外部受力, 魚雷在出管過程中加速較為平緩, 相對氣動沖壓發射時的較大瞬態發射噪聲而言, 自航發射噪音較小, 不易導致發射艇暴露, 因此, 自航式發射方式是現有幾種發射方式中最隱蔽的, 尤其適合近距離隱蔽反潛使用, 這是其最有利的戰術使用特點。當然, 自航式發射方式也存在發射初速較低、發射魚雷時的潛艇航速受限, 以及魚雷發射快速反應能力較差等弱點。

從歷史發展角度來看, 美國潛艇的魚雷發射裝置能夠實施魚雷自航式發射[1]。“海狼”級核潛艇8個魚雷發射管的直徑均為660 mm, 可采用自航式發射直徑533 mm的MK48 ADCAP魚雷[8]。“洛杉磯”級、“弗吉尼亞”級和“俄亥俄”級核潛艇的發射管數量均為4個, 直徑均為533 mm。基于目前掌握的信息, 雖然沒有明確依據直接證明上述潛艇的533 mm直徑發射管能夠采用自航方式發射魚雷, 但從圖1所示美國“Nebraska”號俄亥俄級彈道導彈核潛艇魚雷發射控制面板等信息分析看, 應該存在以下3種可能。

1) 4個發射管均可實施自航方式發射。從圖1所示分析, 這種可能性不應排除;

2) 部分發射管可實施自航方式發射。也就是說, 采用通用面板和控制設備, 根據需要選用不同發射裝置, 部分發射管采用自航發射方式, 其他發射管采用空氣渦輪泵發射方式;

3) 圖1所示“SWIMOUT”為虛位, 實際不存在自航發射方式。美國同一潛艇上實際裝備所標明的開關位置檔位應該是嚴謹有效的, 應該具有實際功能, 筆者認為設置虛位的可能性基本不存在。

綜合分析不能完全排除上述3種可能中的任何一種, 但第2種可能性較大。

此外, 通過技術改進, 美國潛艇也非常有可能做到在技術上保障實現同一發射裝置具有自航式和空氣渦輪泵式2種發射方式[9-11]。

同樣從充分發揮自身戰術使用優勢、規避不利戰術使用影響, 進而達到隱蔽發射和快速攻擊的角度考慮, 在對自航式發射方式的使用時機進行分析時, 通常可將其歸納如下。

1) 發射艇航速較低、具有隱蔽性、與被攻擊目標距離較遠、不需實施緊迫攻擊但須以正常方式隱蔽發射魚雷時;

2) 發射艇航速較低、具有隱蔽性、與被攻擊目標距離很近、需盡快實施隱蔽應急魚雷攻擊時。

2.3 彈射式發射方式

彈射式發射方式是指, 通過某種作用于魚雷等武器上的彈性力量快速釋放, 使魚雷以較大加速度和初速發射出管。魚雷等武器的彈射式發射方式類似于航空母艦上的飛機彈射起飛。本文前述EES系統的實質核心發射方式就是彈射式。但目前尚無確切資料證實圖1所示的美國潛艇魚雷發射裝置彈射方式采用的就是EES系統原理, 這是一個有待進一步探究的問題。

與前述2.2節中的3種可能性相類似, 綜合分析可得不能完全排除有關彈射式的3種可能(4個發射管均可實施彈射方式發射, 部分發射管可實施彈射式發射, 圖1所示“CATAPULT”為虛位, 實際不存在彈射式發射方式)中的任何一種。

彈射式發射方式的戰術使用特點介于空氣渦輪泵式發射和自航式發射之間, 其發射噪音小于空氣渦輪泵式大于自航式, 魚雷出管速度小于空氣渦輪泵式大于自航式。因此, 彈射式發射方式的使用時機也介于空氣渦輪泵式和自航式之間。

通常將彈射式發射方式使用時機歸納如下:1) 被攻擊目標距離適中, 被攻擊目標難以發現發射艇發射魚雷等武器時; 2) 被攻擊目標距離較近, 雖然發射艇隱蔽性沒有喪失但即將喪失, 且發射艇需要較快完成魚雷攻擊目標時; 3) 發射艇航速較低, 具有隱蔽性, 與被攻擊目標距離較遠, 不需實施緊迫攻擊但須正常發射魚雷時。

2.4 綜合分析結論

由上述3種魚雷發射方式的各自戰術使用特點可分析看出, 美國核潛艇之所以設置這3種不同的魚雷發射方式, 目的就是針對不同的被攻擊目標和敵我態勢等情況, 更好地利用不同發射方式的相應優勢, 做到綜合兼顧發射隱蔽和快速攻擊需求, 使兩者之間處于某種適當的戰術平衡關系狀態, 從而能夠最好地保障完成發射艇的武器攻擊或防御戰術行動。

3 對魚雷發射裝置發展和戰術使用的啟示

分析美國核潛艇魚雷發射裝置發射方式及其戰術使用情況, 對于潛射魚雷發射裝置理論設計與實際使用, 滿足潛艇攻擊不同目標時的快速隱蔽發射戰術需求, 可帶來以下有益的啟示作用。

3.1 提高魚雷發射系統的適應性

此處的發射系統適應性是指, 同一潛艇的少量(1到2種)魚雷發射系統, 最好是同一魚雷發射系統, 能夠實現對不同種類潛射武器, 以不同發射方式, 在不同深度上的適時精確發射。美國核潛艇可使用裝艇的少量不同發射裝置, 甚或是同一發射裝置, 按照前述3種發射方式, 發射幾乎各種類型潛射軟硬武器(如魚雷、導彈、水雷、聲抗器材、UUV和反魚雷魚雷等), 從而能夠更好地滿足不同情況下的武器發射戰術要求。

潛艇內部空間有限, 難以設置多套不同的發射系統分別用于發射不同的武器。因此, 需要提高發射系統對不同發射方式和武器發射要求的適應性, 使得裝艇的少量甚或是唯一1套發射系統能夠采用不同發射方式發射不同武器, 滿足潛艇在不同態勢情況下發射不同武器的戰術需求[12]。

3.2 增設自航方式, 保證隱蔽發射

由于自航式發射方式顯著的隱蔽性優點, 世界上已有不少國家裝艇使用[13]。某些國家潛艇實際裝備獨立的自航式發射裝置, 但最好能夠通過增加輔助設施等技術手段, 將不同發射方式集成到一套發射裝置中, 實現魚雷發射的自航+助推, 從而既可保障自航隱蔽發射, 又可有效提高魚雷出管速度, 還可保障發射導彈和布放水雷, 一旦自航發射出現故障, 則可應急發射或拋射魚雷。

對于不具備自航式發射方式的潛艇而言, 現代及未來作戰條件下, 尤其在反潛作戰情況下, 此類潛艇將極易由于發射魚雷而導致暴露, 增設自航式發射方式是潛艇魚雷武器發射的戰術需要, 是對潛艇魚雷發射方式的補充完善[6, 14]。

3.3 增設值班發射管, 保證快速發射

現代潛艇與潛艇之間對抗往往發生在近距離, 這也就意味著發現目標后, 潛艇應當盡快發射魚雷。美國核潛艇設置有值班魚雷發射管, 其中的魚雷可長期浸水, 不需要在發射前進行發射管注水, 從而縮短了魚雷發射準備時間, 可保證快速發射, 并避免發射管注水噪音, 有利于隱蔽。此外, 設置值班發射管保障快速發射時還應考慮到2個因素: 連續發射2條魚雷的時間間隔盡量短; 所能發射魚雷的數量盡量多。

對于沒有設置值班魚雷發射管的潛艇而言, 其反潛快速反應性通常較差, 難以更好適應當今及未來潛艇反潛作戰需要。從美國和俄羅斯等國家潛艇情況分析, 潛艇必須設置用于緊急反潛發射的值班魚雷發射管。當然, 值班魚雷發射管的設置需要對發射裝置或魚雷進行必要的適應性調整, 以滿足快速隱蔽發射方式的要求。

4 結束語

不同國家的潛射魚雷發射裝置種類不盡相同, 其技術與戰術使用特點也不盡相同, 實際難以一概而論究竟哪一種發射裝置最好, 或者能夠完全取代其他發射裝置。但在當前以及可預見將來的潛艇作戰任務與作戰環境條件下, 本文所述美國潛射魚雷發射裝置的3種發射方式無疑能夠更好地滿足不同情況下潛艇發射魚雷等武器的戰術需求, 這是值得借鑒引用的。

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Preliminary Exploration on Launch Modes of U.S. Submarine Torpedo Launchers

ZHU Qing-hao1, SONG Ru-gang2

(1. Department of Combat and Command, Navy Submarine Academy, Qingdao 266042, China; 2. Office of Research and Development, Navy Submarine Academy, Qingdao 266042, China)

Aiming at the tactical needs for covertly launching torpedoes in the future of antisubmarine warfare, and on the basis of analysis of the technological characteristics of the U.S. submarine torpedo launchers in commission and to be in commission, we sum up the tactical employment characteristics and occasions for different launch modes of the torpedo launchers, analyze the purposes of different launch modes, and offer some suggestions about the development and tactical employment of submarine torpedo launchers.

torpedo launcher; launch mode; submarine; tactical employment

TJ635

A

1673-1948(2012)03-0215-05

2012-01-05;

2012-02-05.

朱清浩(1962-), 男, 副教授, 主要研究方向為潛艇攻防戰術.

(責任編輯: 許妍)