潛射導彈發射方式綜述?

（海軍潛艇學院 青島 200199）

1 引言

潛射導彈發射技術是應用流體動力、載荷、結構、動力、控制、發射裝置等的總體集成技術，導彈發射方式、水下外形、彈體結構、流體動力、動力、控制方式等主要系統［1～2］。潛射導彈的發射方式一般指發射裝置艇上部署、發射離艇動力、導彈水下航行動力、發射離艇姿態、保護和承載結構、導彈水下控制等綜合形成的發射方案［3］。發射方式影響導彈空中飛行性能、動力方案、射程等導彈主要指標以及潛艇載彈量、齊射能力、隱蔽性、成本等，更直接影響導彈發射的成敗。

2 發射方式分類

潛艇可以在水面和水下發射導彈。導彈水下發射包括離開潛艇、水中運行、出水轉入空中飛行三個階段。根據不同的分類原則，導彈水下發射可分為如下幾種方式。

按照發射動力類別可分為自動力發射和外動力發射方式；按照導彈的初始發射姿態可分為水平發射、垂直發射、傾斜發射等方式；按照導彈是否與海水接觸可分為干式發射和濕式發射方式［1］；按照水下運行方式可分為有動力發射和無動力發射方式；按照水下運行是否控制可分為有控發射和無控發射方式，發射方式參見圖1。

圖1 潛射導彈發射方式分類

3 水面發射

潛艇水面發射導彈按導彈姿態可分為水平傾斜和垂直發射。

3.1 傾斜發射

潛艇浮出水面傾斜發射巡航導彈，美國的天獅星1是世界首型潛射巡航導彈，發射時，潛艇首先浮出水面，將導彈從容器推到發射架上，然后發射架仰起至合適的發射角度，無需對著目標，發射時可仰至約60°。蘇聯SS-N-3導彈也采用過該種發射方式，平時導彈被封藏在發射箱內，發射時箱體前仰 25°～30°傾斜發射［4］。受20世紀50年代的技術水平限制，潛艇只能在浮出水面時發射導彈。

3.2 垂直發射

導彈從潛艇露出水面的發射筒垂直發射彈道導彈。采用過該發射方式的有蘇聯的P-11ΦM和P-13（北約代號SS-N-4）導彈，前者是世界上最早的潛射彈道導彈，限于20世紀50年代的技術水平，只能采用水面垂直發射，一艘潛艇只能攜載兩發導彈。

隨著潛射彈道導彈射程的增大，核作戰態勢的變化，潛艇水面發射彈道導彈再次被國家所重視，因為在核反擊作戰緊急情況下，在碼頭，潛艇可以對敵進行彈道導彈應急核突擊。

4 水下發射

潛艇水面發射導彈受海洋水文氣象條件影響較大，而且也使潛艇的隱蔽性受到傷害，隨著技術的不斷進步，潛艇水下發射導彈成為必然。

4.1 按發射動力類別分類

1）自動力發射

使導彈離開發射裝置的起飛推力稱為發射動力，發射動力由筒或彈提供時稱自動力發射。由燃氣發生器工作或導彈一級發動機（或助推器）點火產生的燃氣，使發射筒后部與導彈底部形成的空間內壓力提高，導彈在推力或燃氣壓力的作用下發射出筒［5］。

自動力發射還可細分為動力源在導彈上和發射筒內兩種不同實現方式，動力源在彈上時一般是導彈一級動力，如俄羅斯早期的SS-N-5、SS-N-6、SS-N-8彈道導彈；動力源在發射筒內一般是燃氣發生器，如美國的戰斧巡航導彈。兩者均是固體火藥燃燒做功。

與外動力發射相比，由于沒有外動力源以及隔離降溫裝置等，自動力發射占用艇內空間小、可靠性高。但自動力發射時發射筒內會產生高溫高壓燃氣，需解決燃氣防護、排放、點火壓力脈沖等問題。

2）外動力發射

發射動力由筒彈以外動力源提供的發射稱外動力發射，此時動力源在艇上，占用艇內空間。外動力發射又可細分為魚雷發射裝置發射、壓縮空氣彈射、燃氣-蒸汽式彈射。

魚雷管發射方式的優點是可利用現有的魚雷管，研制周期短，經費少，適裝性好，發射平臺多，潛艇上的備用架可裝多枚導彈；缺點是魚雷管尺寸固定，限制了導彈的尺寸。法國的飛魚、美國的捕鯨叉以及水平發射的戰斧導彈和俄羅斯的克拉布導彈都采用該種方式發射。

壓縮空氣式彈射是以壓縮空氣作為動力源提供離艇動力的發射方式，發射原理簡單，技術比較成熟，比較安全，且容易實現。早期的戰略導彈外動力發射多采用此種動力源，如美國的北極星A1、A2導彈。由于占用空間大，操作麻煩，又影響齊射反應時間，這種發射方式已被淘汰［6］。

燃氣蒸汽式彈射以高溫高壓燃氣作為動力源提供離艇動力的發射方式。在潛艇內安裝燃氣發生器，內裝適量固體火藥，燃燒產生高溫高壓燃為避免高溫高壓燃氣直接作用在彈體上，一般增加冷卻器。在冷卻器內將燃氣與水混合，形成燃氣與蒸汽的混合工質，進入發射筒底部，推動導彈彈射出筒。美國的三叉戟導彈就采用該發射方式。

4.2 按初始發射姿態分類

1）水平發射

有動力運載器水平發射。導彈裝在有動力運載器中，從魚雷管水平發射，法國的飛魚導彈發射采用這種方式。運載器靠自身動力航行，導彈發射深度較大，水下彈道可控性較好，受海浪干擾較小，出水速度較快，能夠較好地維持操縱性和穩定性。但運載器在潛航過程中會增大水下噪聲，不利于潛艇的隱蔽。

無動力運載器水平發射，參見圖2。導彈裝在無動力運載器中，從魚雷管水平發射，美國的捕鯨叉導彈發射采用該方式。運載器具備一定的初始速度并依靠自身浮力航行至水面，之后導彈的助推器點火，有利于潛艇隱蔽。運載器流體動力外形簡單、易于設計，但運載器的出水速度較低，其出水姿態和導彈初始姿態的穩定性較差。

圖2 水平發射方式示意圖

裸彈水平發射。導彈直接裝在潛艇魚雷發射管中，離開發射管后，依靠自身的助推器提供動力，因而增加了導彈的出水速度和抗海浪的干擾能力，提高了導彈出水姿態的穩定性，有效解決了運載器方式的彈器分離難題。由于導彈裸露在水中，彈體結構以及防水性能都有更加嚴格的要求，同時，水下助推裝置工作過程中產生的噪聲也不利于潛艇的隱蔽［7］。

2）垂直發射

垂直發射大多采用專用的垂直發射筒，導彈依靠自身動力出筒、航行和出水，或者依靠筒內發射裝置彈射出筒，參見圖3。垂直發射方式下，潛艇能夠儲存種類更多、數量更大的導彈，可不受潛艇航行方向和導彈發射角的限制進行全方位發射，實現多目標攻擊，火力強、可靠性高、造價低；同時，導彈出筒和出水快、穩定性好、彈道簡單、抗海浪干擾能力強。潛射彈道導彈大都采用垂直發射方式。1958年蘇聯海軍首次在水面從G級潛艇上發射了SS-N-4導彈；1960年美國海軍則第一次在水下從華盛頓級核潛艇上垂直發射了北極星導彈［11～12］。

圖3 垂直發射方式示意圖

導彈一般采用壓縮空氣式彈射和燃氣-蒸汽式彈射兩種方式彈射出筒。燃氣-蒸汽式彈射的工作原理是，導彈發射時首先使燃氣發生器點火，從燃氣發生器噴管噴出的高壓高速燃氣流與冷卻器中的水進行充分的熱交換，形成混合蒸汽，使燃氣溫度降到允許的溫度，然后進入初容室推動導彈運動，將導彈彈射出發射筒；其顯著優點是彈射器的結構簡單、體積小、使用可靠，工作時燃氣-蒸汽的溫度低，能量可以充分利用，壓力變化平穩［8～9］。因此，目前潛射彈道導彈水下垂直發射普遍采用燃氣-蒸汽式彈射發射方式。

3）傾斜發射

傾斜發射是指在潛艇上安裝傾斜發射裝置，導彈以一定角度發射后直接爬出水面，無需再進行由水平至傾斜爬升彈道的控制。如果導彈長度過大，采用傾斜發射方式可最大限度利用潛艇艙內空間。俄羅斯的SS-N-19導彈采取傾斜發射方式，傾斜發射的導彈在艇上的布置參見圖4［4］。

圖4 傾斜發射的導彈在艇上的布置示意圖

4.3 按是否接觸海水分類

1）干式發射

干式發射是指導彈發射出潛艇和在水下運動過程中，一般在運載器中不與海水接觸，導彈在運載器頭部出水后，助推器點火與運載器分離，按照預定程序飛向目標。干式發射方式的典型代表是法國的飛龜、美國的捕鯨叉、俄羅斯的克拉布導彈。

干式發射的優點是有良好的水動力外形，避免與水接觸，不考慮水密問題，但需要解決運載器出水判斷、彈器分離等技術難題，同時因運載器及彈體配合占據了一定的空間，使導彈的尺寸受到較多限制。

2）濕式發射

濕式發射是導彈在發射離開潛艇、水下運行過程中，都直接與海水接觸。濕式發射避免了運載器及彈器分離環節，可以使導彈充分利用潛艇發射裝置嚴格限制的空間尺寸，也降低了成本，但需要考慮導彈彈體結構的密封防水問題。潛射彈道導彈均是濕式發射。

4.4 按水下運行方式分類

1）有動力發射

有動力發射是指導彈（或含導彈的運載器）在發射離開潛艇后，導彈發動機水下點火，導彈水下運動和出水、轉入空中飛行一直由彈上動力推進。這種方式的優點是導彈在水下運行速度較高，水下姿態穩定；出水姿態穩定，抗海浪、流、涌等干擾的能力強，可以適應高海況發射，發射深度范圍寬廣，對艇速、艇姿態等約束較小；缺點是彈上動力既需要適應空中飛行，還需要兼顧水下點火和水中運動，設計復雜、技術難度大等。法國的飛魚、M4和M51導彈，以及俄羅斯/蘇聯的大部分潛射彈道導彈、克拉布潛艦導彈和美國戰斧潛射巡航導彈均采用該種發射方式。

2）無動力發射

無動力發射是指導彈（或含導彈的運載器）在離開發射艇后，依靠慣性和浮力運動至水面，出水后點火飛行。這種方式的優點是導彈（或導彈的運載器）技術難度小，無須攻克導彈水下點火難題，導彈動力無須兼顧水下和空中；缺點是出水速度低，抗海流、海浪等干擾能力低，穩定性差，發射深度淺。典型型號有美國的捕鯨叉、三叉戟導彈。

4.5 按水下運行是否分控分類

1）無控發射

無控發射是導彈以一定的初速度離開潛艇導彈發射筒后，靠初始慣性沖出水面，距離水面一定高度，發動機點火，導彈按飛行程序飛向目標，水中段不對導彈進行控制。無控發射對發射裝置與動力保障系統要求較低，設計簡單，但對海洋水文氣象條件要求較高，發射深度較淺。目前大多數潛射彈道導彈采用這種發射方式，如美國三叉戟導彈。美國的戰斧導彈采用這種發射方式。

2）有控發射

有控發射是指導彈離開潛艇后對導彈進行控制，以確保其以良好的姿態沖出水面。相比無控發射方式，導彈有控發射在水下的運動更穩定，對海洋水文氣象條件要求較低，但設計相對復雜。

5 現役潛射導彈發射方式

潛射導彈分為潛射巡航導彈、潛空導彈和潛射彈道導彈，這里對目前國外在役的潛射巡航導彈和潛射彈道導彈發射方式進行歸納整理，見表1，雖然潛艇水面垂直發射彈道導彈又重回潛艇大國視野，但目前尚未裝備［10］，在此不予羅列，需要說明的是英國的潛射彈道導彈和潛射巡航導彈與美國相同，在此也不予列出。

6 結語

隨著技術的進步，為充分發揮潛艇的隱蔽性，潛射導彈由水面發射轉入水下發射；因核反擊作戰使用的需要，潛艇水面發射遠程彈道導彈重回有關國家視野。從表1可以看出，目前潛射彈道導彈的發射方式皆為燃氣-蒸汽式彈射（外動力）方式，除法國外，皆為無控水上點火發射；法國潛射彈道導彈為水下點火可控發射，水下姿態穩定，發射深度較大，有利于潛艇隱蔽。水下點火、可控發射方式是未來潛射彈道導彈的發展方向。同樣，垂直發射、水下點火、水下彈道可控是潛射巡航導彈的發展方向。

表1 國外在役潛射導彈的發射方式