多类型舰载武器共架发射弹位选择策略

刘方，邱志明，马溢清，王书满

（1．海军工程大学兵器工程系，湖北武汉430033;2．海军装备研究院武器系统所，北京 100161）

1 问题的提出

随着新的设计理念和先进技术的不断涌现，多种武器使用同1个发射装置即共架发射将成为舰载武器系统发展的必然趋势。共架发射可为舰载武器系统全方位作战创造更优、更安全、多武器通用的发射平台，对大幅度提高水面舰艇攻击、防御和生存等综合作战能力起到重要作用。如可根据每次出航所遂行的不同作战任务，灵活地搭配装载不同数量的防空、反舰、反潜、对陆攻击等多种类型的武器，大大提高舰艇的体系攻防能力;同时，由于更加紧凑的结构布局可大幅度地增加装弹量并提高火力密度;另外，武器均装备在甲板以下，也提高了舰艇的隐身性。

目前，世界上舰载武器共架发射主要采取垂直发射的形式，典型的有美国的MK41、法国的“席尔瓦”垂直发射系统，尤其是美国正在研制的MK57垂直发射系统，将能发射“战斧”巡航导弹、“标准”区域防空导弹、“改进型海麻雀”点防空导弹、“阿斯洛克”反潜导弹及“鱼叉”反舰导弹等多种武器，从而实现更大程度的通用化。

舰载武器共架发射一般采取阵列式共架发射系统，沿舰首尾线对称布置，可根据需要及舰艇吨位大小灵活配置多个发射模块，每个发射模块由8个隔舱组成，可分别装载8枚不同类型的筒弹。

假设某共架发射系统共有m个弹位，搭载防空导弹A、反舰导弹B和反潜导弹C这3种武器，某一时刻3种武器在舰艇上布局如图1所示。其中已发射弹位数m0，对应隔舱用黑色实心框表示，防空导弹A的弹位数mA，反舰导弹B的弹位数mB，反潜导弹C的弹位数mC。显然，m=m0+mA+mB+mC。

图1 某共架发射系统弹位布局Fig.1Weapon-location layout of the common-frame launch system

问题是，当舰艇面临空中、水面或水下威胁时，系统应该分别选择A，B，C这3种武器的哪个弹位进行发射?是采取随机发射的策略，即“谁准备好了谁先发”还是需要考虑其他因素有更好的弹位选择策略?多种武器不同布局情况下弹位选择结果是一样吗?本文在分析影响弹位选择因素的基础上，重点研究多种武器任意布局情况下弹位选择的原则和方法。

2 影响弹位选择的因素分析

如图1所示，当需要选择1枚防空导弹A攻击某空中目标时，共有分布在4个发射模块中的8个弹位可以选择。究竟选择哪个弹位取决于以下3个因素:①是否有利于保证舰艇和武器的安全;②是否有利于保持舰艇平衡;③是否有利于缩短发射间隔时间，提高发射速率。下面对共架发射可能产生的上述问题进行具体分析。

1）易碎盖碎片对相邻武器的发射产生影响

武器发射时，易碎盖在燃气作用下按预制槽及时破碎，碎片以一定速度向四周散去，对相邻隔舱的武器发射有一定影响。

2）燃气流冲击对相邻武器的发射产生影响

当相邻发射舱盖（装甲盖）处于打开状态，武器发射时产生的强大燃气流会冲破相邻隔舱发射箱的易碎前盖，并损毁箱内武器，甚至造成危险。

3）振动对相邻武器的发射产生影响

当相邻隔舱武器处于发射准备阶段如惯导初始对准时，武器发射时产生的强烈振动会破坏其对准过程，导致对准时间延长。

4）初始飞行弹道交叉对舰艇和武器的安全产生影响

多种武器发射时，初始飞行弹道可能存在交叉。主要原因一是当弹位距离间隔较近的2种武器处于垂直上升段时，由于扰动、误差等干扰因素导致2种武器发生碰撞;二是由于目标所在方位不同，导致多种武器进行程序转弯时飞行弹道发生交叉，如舰首隔舱发射导弹攻击舰尾方向目标，同时舰尾隔舱发射导弹攻击舰首方向目标，从而威胁舰艇和武器的安全。

5）武器发射对舰艇左右两舷的配重平衡产生影响

共架发射系统可根据需要及舰艇吨位大小灵活配置多个发射模块和弹位，如美国“提康德罗加”级巡洋舰共装有122个弹位，且沿舰首尾线对称布置，可使舰艇左右两舷初始配重基本平衡。武器发射后由于左右舷发射武器的类型、数量的不同会打破两舷平衡，严重情况下会导致舰艇平衡受到影响。

6）发射间隔时间对舰艇安全和发射速率产生影响

发射间隔时间与舰艇安全密切相关。试想，如果发射间隔时间足够长，前后发射的武器在空中不可能产生碰撞、干扰、弹道交叉等情况，则舰艇安全能得到保证。然而，发射间隔时间越长固然对保证舰艇安全是有利的，但是在多目标来袭的密集作战条件下，不能快速打击所有来袭目标会使舰艇长时间地处于一定的威胁等级，舰艇作战火力通道被长时间占用，共架发射具有的高发射率的优势得不到充分发挥。因此，在密集作战条件下，弹位选择要在保证舰艇安全的同时，尽量缩短发射间隔时间，提高发射速率。一般情况下，选择不同发射模块的武器比选择同一发射模块的武器，其最短发射间隔时间要小。

3 弹位选择的原则与方法

综合分析上述影响因素，得到弹位选择的一般原则如下:

1）要尽量避免选择相邻弹位的武器同时发射，以免受到易碎盖碎片、燃气流冲击、振动对武器发射的不良影响。

2）要尽量选择距离间隔较远的弹位，以免由于扰动、误差等干扰因素导致两武器在空中发生碰撞。

3）要尽量在舰首尾线左右两边的模块交替选弹，以保持舰艇左右两舷的配重基本平衡;对于有前、后弹库布局的共架发射系统，要尽量在前、后弹库交替选弹，既可保持舰艇前后弹库的配重平衡，又可减少相继发射武器之间产生碰撞、干扰的影响，缩小发射间隔时间。

4）要尽量避免选择同一发射模块的弹位，以免增加武器发射之间产生碰撞、干扰的影响，且发射间隔时间较长。

5）为了使所有类型武器在不同模块选弹更具有持续性，即“有弹可选”，可在该型弹剩余数量最多的模块中选弹。

依据弹位选择的一般原则，总结出在任意布局下共架发射系统弹位选择的方法步骤如下:

第1步:判断当前是否有某隔舱正在进行发射活动，如果没有任何隔舱被选中进行发射活动，则所有隔舱均为“优先级”隔舱，武器控制台可从任意隔舱随机选弹。

第2步:如果有某隔舱正在进行发射，则其所在模块为“次优先级”模块，所在隔舱的相邻隔舱为“次优先级”隔舱，武器控制台不宜在“次优先级”位置选弹，如图2所示。

图2 “次优先级”位置示意图Fig.2The hypo-PRI position

第3步:判断是否为前后弹库布局，如果是双弹库，则前后弹库交替选弹。

第4步:如果仅1个弹库，那么，如当前“次优先级”模块在左舷则右舷模块可选，如当前“次优先级”模块在右舷则左舷模块可选。

第5步:比较可选模块中该型弹剩余数量，选择剩余数量最多的模块。

第6步:在所选模块中，进一步选择与当前发射隔舱距离最远的隔舱，即为推荐的选择弹位。

隔舱距离的计算可采用的方法如图3所示，在舰艇甲板面上建立以弹库中心为原点的直角坐标系XOY，其中OX为舰首尾线，以舰首方向为正，OY垂直于舰首尾线，以左舷方向为正。由于共架发射系统一般以紧凑型阵列布局，各发射模块之间的间隔很小可忽略不计。设发射隔舱的中心距离为单位距离1，则任一隔舱中心点的坐标（x，y）如图3所示。

第7步:一旦当前发射隔舱中武器弹动后，则“次优先级”模块和相邻的“次优先级”隔舱恢复为“优先级”位置;且一旦新的弹位被选择，其所在模块和相邻隔舱变为“次优先级”位置。

弹位选择流程图如图4所示。

4 算例验证

现在回到本文第1节提出的问题。假设防空导弹A、反舰导弹B、反潜导弹C在舰艇上布局如图1所示。如果当前所有隔舱都没有进行发射，当需要打击空中、水面或水下目标时，武器控制台可分别从武器A，B或C中随机选择任意弹位。

如果某隔舱正在进行发射，如图5所示的某隔舱内武器C，则当再需要发射武器A，B或C时，根据弹位选择的一般原则和方法步骤，可得到建议选择的A，B或C的弹位隔舱和建议不选择的“次优先级”隔舱。

图5 某共架发射系统弹位选择示意图Fig.5Weapon selection of the common-frame launch system

5 结语

多类型舰载武器共架发射要真正做到安全、实用、高效，就必须解决多武器之间的发射协调问题。弹位选择是协调各武器控制台选择武器安全空域的重要环节，直接影响到武器－目标分配、发射时域的控制。弹位选择的过程和建议结果是由共架发射系统的协调管理模块完成的，它将此结果发送给各武器控制台，各武器控制台可以接受或拒绝建议，并向协调管理模块发出发射点火请求。共架发射系统接到点火请求后，协调各武器的发射点火时刻并向各武器控制台回告“发射允许”或“发射等待”指令。如武器控制台拒绝建议，选择处于“次优先级”位置的相邻隔舱发射，则协调管理模块将延长其发射点火时刻，以确保多武器发射的安全。

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