[科普中國]-水下導彈發(fā)射平臺

水下導彈發(fā)射平臺,是由中科院研制為了抗衡美國在亞太地區(qū)的航母編隊而研制的。它的最大特點就是極具隱蔽性，平常偽裝成礁石潛伏在海底，一旦接到任務指令，便可以浮出水面，對目標進行毀滅性打擊，對航母戰(zhàn)斗群極具殺傷力。

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分類水下發(fā)射一般分為水下固定發(fā)射和水下機動發(fā)射兩種發(fā)射方式。

水下固定發(fā)射是利用水作為屏障在江、河、湖、海的水下安裝發(fā)射裝置以發(fā)射導彈的發(fā)射方式，需要密封的發(fā)射筒。水下固定發(fā)射方式因生存能力不強，尚未見正式應用。

水下機動發(fā)射的主要運載工具是潛艇，因而水下機動發(fā)射又稱潛艇機動發(fā)射。這種發(fā)射方式的隱蔽性好，生存能力強，是廣泛采用的一種水下機動發(fā)射方式。水下發(fā)射裝置由筒蓋，筒體和發(fā)射動力裝置3大系統(tǒng)組成，其中筒蓋系統(tǒng)較復雜，既要保證深水下筒口的密封，又要保證發(fā)射時能及時快速地打開，不影響導彈的正常出簡，并需在導彈出筒后迅速關(guān)閉。

水下發(fā)射裝置的材料選擇在選擇材料時，需要考慮全面腐蝕和應力腐蝕裂紋的因素，在海洋環(huán)境中，已廣泛研究了腐蝕，并得到了大量有關(guān)腐蝕速率的數(shù)據(jù)。因此，腐蝕預測和腐蝕防護則相對容易。

浸沒表面的侵蝕主要受通過銹層和海洋有機物的氧擴散速率支配。某些海洋有機物也能夠產(chǎn)生集中的電解槽效應以及硫化效應。

還有一種局部失效的形式，在應力和腐蝕同時作用下，比兩種單獨作用加在一起時所預計的失效更為嚴重。有許多影響應力腐蝕裂紋的變量，包括合金成分、張應力（內(nèi)部的或被施加的）、腐蝕性環(huán)境、溫度與時間。有一些消除內(nèi)部應力的方法，可通過利用斷裂力學，提出解決材料應力裂紋敏感性的方案。

設計潛艇耐壓殼時可考慮的主要材料有高強度鋼、鋁合金、鈦合金和復合材料。

（1）高強度鋼

HY80 是表中所示最普遍使用的高強度鋼材，HY80 同時也普遍用于工業(yè)應用，包括壓力容器、儲罐和商船。

（2）鋁合金

鋁合金比高強度鋼具有更好的強度質(zhì)量比。鋁合金除了具有高的強度質(zhì)量比之外，還具有實用性、低成本和易加工性。鋁合金具有呈陽極性的缺點，當其用于水下物體時易受腐蝕，但是通過特殊設計改性可以避免這些問題。鋁合金難以達到焊縫金屬和母材相匹配的強度，因而必須使焊縫比周圍母材厚，或使焊縫位于小應力區(qū)域。

（3）鈦合金

鈦合金具有比鋁合金更大的強度質(zhì)量比。

由于鈦合金具有如此大的強度質(zhì)量比，是用于大型潛艇耐壓殼的理想材料。鈦合金的缺點之一是價格比鋁合金約高5.5倍。

（4）復合材料

船舶等海洋構(gòu)筑物中使用最普遍的復合材料為GRP（環(huán)氧/單向S-玻璃纖維）。GRP具有極高的強度質(zhì)量比，且較之其它復合材料成本相對較低。MMC（6061單向鋁/碳化硅纖維或6061單向鋁/氧化鋁纖維）具有許多超越GRP 和CFRP的優(yōu)點，但尚處于發(fā)展階段，且其成本極高。如果構(gòu)筑物容易遭受縱向彎曲，則采用MMC比GRP更好，這是因為前者比后者的拉伸模量大得多。

潛載導彈水下發(fā)射裝置共架問題（1）潛載戰(zhàn)術(shù)導彈水平發(fā)射共架問題

潛載戰(zhàn)術(shù)導彈采用水平發(fā)射方式時, 無論是潛載巡航導彈, 還是潛艦、潛空和潛潛導彈都可采用標準魚雷管發(fā)射。對于不同的彈徑, 為了適用于同一直徑的標準魚雷發(fā)射管, 可以采用水密運載器、注水運載器(也稱水密發(fā)射艙)或不用運載器, 由此看出水平發(fā)射實現(xiàn)了較好的發(fā)射裝置共架問題。應特別指出的是, 潛艇都有標準魚雷發(fā)射管, 導彈研制出來后, 潛艇不必進行大改裝就可迅速裝備, 這對于需購置國外潛載導彈來裝備自己海軍的中、小國家來說, 采用標準魚雷管發(fā)射方式無疑是上策。但當導彈的直徑再增加時, 就不得不采用加粗的發(fā)射管了。如前蘇聯(lián)的SS -N -16 潛對潛導彈就采用了內(nèi)徑為650mm 的加粗發(fā)射管, 并與其大直徑魚雷共用。由此看出, 為了適應標準魚雷管發(fā)射潛載導彈, 當需要增加導彈射程時, 導彈小型化就成了關(guān)鍵技術(shù)。

（2）潛載導彈垂直發(fā)射共架問題

采用垂直發(fā)射方式時, 一般都是一型導彈配一型發(fā)射裝置, 更有甚者, 前蘇聯(lián)曾是一型導彈配一型潛艇, 但這樣做在經(jīng)濟上是極不上算的。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展, 戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)要求不斷提高, 導彈也在不斷地改變型號, 即不斷地提高射程, 也就是加大彈徑和彈長等。若發(fā)射裝置也要隨之相應加大, 甚至潛艇也要隨之改變, 那么不僅是不經(jīng)濟的, 也是不可能的, 因此,潛載導彈的垂直發(fā)射方式也在積極呼喚共架問題。潛載導彈水平發(fā)射的共架一般采用魚雷發(fā)射管, 較為普遍。然而潛載導彈采取垂直發(fā)射尚未解決共架問題, 因此垂直發(fā)射技術(shù)還未普遍采用。現(xiàn)迫切需要解決垂直發(fā)射裝置共架問題。

武器性能及特點采用自帶柴油機發(fā)電，每隔幾個月浮出水面一次。采用先進的無線電、電磁波、聲納等先進方式接受命令并發(fā)現(xiàn)敵人?？梢詳y帶多種對艦導彈，發(fā)射時可以通過衛(wèi)星鎖定目標，進行超視距打擊，對水面艦艇極具威脅性。并且潛伏在海底，保持無線電靜默及各種通信手段全封閉的方式運轉(zhuǎn)，是敵人很難偵查到它，因而它可以在近距離突然對目標進行毀滅性打擊。水下發(fā)射反艦導彈所使用的反艦導彈更換成射程更遠的C-802導彈，這是一種性能較先進的中程反艦導彈，整體性能與美國“魚叉”反艦導彈相當。C-802于1997年開始進行水下發(fā)射試驗，經(jīng)過兩年多的試驗和完善，最終于1999年正式裝備在新建的“宋改”上，使其成為人民海軍的又一“克敵利器”。

發(fā)射方式目前，潛射反艦導彈水下發(fā)射的方法主要有兩種，一種為干式無動力發(fā)射，另一種為干式有動力發(fā)射，前者的典型代表是美國的潛射“魚叉”反艦導彈，后者則以法國的“飛魚”反艦導彈為代表。

這兩種發(fā)射方式的最大不同之處就是其水下運載器的設計不同。前者的運載器被發(fā)射出魚雷發(fā)射管后，利用發(fā)射動力和運載器本身所具有的浮力在水中航行并上浮，當箱體以一定角度升到水面時，自動拋掉運載器的前蓋，同時，導彈助推器在運載器內(nèi)點火將導彈推出，導彈隨即轉(zhuǎn)入空中飛行狀態(tài)。與無動力方式相比，有動力發(fā)射的運載器尾部裝有火箭發(fā)動機、水下控制舵及相關(guān)控制設備。通過魚雷發(fā)射管發(fā)射后，首先進入無動力控制段，在運載器離開潛艇10米后，運載器尾部的火箭發(fā)動機點火，將運載器加速到20米/秒的速度，經(jīng)過10-15秒后，運載器與海平面呈45度角出水并躍入空中，其出水高度可達20米以上。此時通過運載器中的燃氣發(fā)生器的推力，由一個活塞將導彈從運載器中彈出，反艦導彈助推器點火，導彈進入空中飛行狀態(tài)。這兩種發(fā)射方式各有各的設計難點及作戰(zhàn)優(yōu)勢。采用無動力運載器發(fā)射方式時，為減少運載器在水下的速度損失，保證其出水速度的要求，潛艇只能采用潛望鏡深度發(fā)射，隱蔽性要差一點，而采用有動力運載器發(fā)射方式則不存在這一缺憾，因此可以在潛艇的全作戰(zhàn)深度內(nèi)進行導彈發(fā)射，隱蔽性要高一些。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

杜強 - 高級工程師 - 中國科學院工程熱物理研究所