美国潜艇鱼雷发射装置使用方式初探

朱清浩, 宋汝刚



美国潜艇鱼雷发射装置使用方式初探

朱清浩1, 宋汝刚2

(1. 海军潜艇学院 作战指挥系, 山东 青岛, 266042; 2. 海军潜艇学院 科研部, 山东 青岛, 266042)

针对潜艇未来海战中鱼雷攻击隐蔽发射的战术需要, 在分析美国现役或即将服役各型潜射鱼雷发射装置技术特点的基础上, 分析归纳了鱼雷发射装置不同发射方式的含义、战术使用特点和时机, 总结出设置不同发射方式的目的, 并进一步给出了一些对潜射鱼雷发射装置发展和战术使用有益的启示。

鱼雷发射装置; 发射方式; 潜艇; 战术使用

0 引言

潜艇使用的武器包括鱼雷、导弹和水雷等, 这些武器主要通过潜艇的鱼雷发射装置发射。为更好保障攻击使用效果, 潜艇发射武器时, 应在发射装置的技术使用条件下, 尽量满足发射隐蔽性和快速反应性等战术要求。美国海军潜艇的发展和使用历史较为悠久, 其潜射鱼雷发射装置技术性能较为先进, 对发射装置的发射方式设置与使用较为合理, 能够较好地满足发射隐蔽性和快速反应性等战术要求, 具有相当的代表性。

分析研究美国现役或即将服役潜射鱼雷发射装置发射方式战术使用情况, 对于在理论上更加合理地设计潜射鱼雷发射装置, 以及在实际中根据不同战场态势选择使用发射装置的相应发射方式, 从而更好地满足潜艇作战需求, 都具有现实意义和参照使用价值。

1 美潜射鱼雷发射装置技术特点

美国现役核潜艇包括“洛杉矶”级、“海狼”级和“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇, “俄亥俄”级弹道导弹核潜艇和由其改装的巡航导弹核潜艇, 这些潜艇装备或即将装备的鱼雷发射装置具备全球先进性。对应不同潜艇装备的鱼雷发射装置型号见表1, 表中所列各型鱼雷发射装置基本按照MK67, MK68, MK69, EES的先后顺序研制装备[1-4]。

表1 美国现役核潜艇鱼雷发射装置型号

1.1 MK67型鱼雷发射装置技术特点

MK67型鱼雷发射装置主要装备在“洛杉矶”级核潜艇以及改进型“洛杉矶”级核潜艇上。这种发射装置采用液压活塞式发射原理, 主要技术优点是可靠性高、可适应多种武器(鱼雷、水雷和导弹等)的水下发射、发射深度不受潜艇深度限制, 主要缺点是武器发射时的瞬态噪音较大、设备自身比较笨重、发射周期较长、使用费用较高、安装与维修比较困难等。

1.2 MK68型鱼雷发射装置技术特点

MK68型鱼雷发射装置全部装备在“俄亥俄”级核潜艇(包括由其改装的巡航导弹核潜艇)上, 其采用空气涡轮泵式发射原理, 具有结构布置较简便、占用安装空间相对较小、发射装置重量减轻、能量利用率提高、发射前不需要注水从而避免产生注水噪音(与此相应的是MK48 ADCAP鱼雷能够长期在发射管内浸泡, 可保证快速发射)、潜艇可在最大工作深度内发射鱼雷、且武器系统快速反应能力强、发射武器间隔时间较短的特点, 是现今世界上已装备潜艇的性能最好的鱼雷发射装置之一。但该型发射装置硬件设备复杂、制造工艺要求较高、制造成本也较大。

1.3 MK69型鱼雷发射装置技术特点

全部“海狼”级和已经先期服役的部分“弗吉尼亚”级核潜艇装备MK69型鱼雷发射装置, 但该部分先期服役“弗吉尼亚”级核潜艇实际装备的是后续改进的MK69型鱼雷发射装置。MK69型鱼雷发射装置也采用气动涡轮泵式发射原理, 相对于MK68型鱼雷发射装置而言, MK69型鱼雷发射装置的基本功能保持不变, 但技术性能优点得到了进一步提升。

1.4 EES弹性喷射式发射装置技术特点

未来一定时期内服役的“弗吉尼亚”级核潜艇将装备弹性喷射式发射装置 (elastomeric ejection system, EES)。EES可保障快速隐蔽发射鱼雷, 其采用全新的橡胶弹性圆盘硬件结构, 透过拉伸、释放橡胶隔膜产生的力量来驱动水柱, 进而发射鱼雷。EES的主要技术特点是装置硬件结构更简单、技术性能更可靠、发射噪音更低、设备制造成本更低、且不受发射深度限制, 另外, 橡胶隔膜产生的力量大小可控, 便于控制武器发射出管的速度。美海军预期从第4艘“弗吉尼亚”级核潜艇开始使用EES, 但仅分别在2006年和2010年完成了2次EES海试, 目前尚未实际装备“弗吉尼亚”级潜艇。当前美国在不断改进涡轮泵式发射装置的同时, 主要发展EES。

2 发射方式设置及其战术使用

尽管美国现役不同类型潜艇装备的鱼雷发射装置型号不尽相同, 但在各自技术特点基础上, 通过设备加装或改进, 无论采用何种发射原理,潜艇的鱼雷发射装置在相当程度上可能设置有如图1[5]所示的3种不同类型发射方式[5-11], 分别为空气涡轮泵式(EJECT)、自航式(SWIM OUT)和弹射式(CATAPULT)。每一种发射方式都具有其自身战术使用特点, 发射艇可根据不同战术态势需求, 以最为适当的发射方式实施武器发射。

图1 美国核潜艇鱼雷发射控制面板局部截图

2.1 空气涡轮泵式发射方式

空气涡轮泵式发射方式是指, 通过高压空气或强力水流进入发射管内后部, 使发射管中的鱼雷在很短时间内受到强大的前向推力, 进而在很短的时间内达到较高发射初速并高速发射出管。

空气涡轮泵式发射方式类似于传统的气动发射方式或液压平衡发射方式, 会产生很大瞬态发射噪声, 这是破坏发射艇隐蔽性的不利特点。但这种发射方式可保证在最短时间内使鱼雷、导弹或水雷发射出管, 发射艇的快速反应性较好, 且鱼雷等武器发射出管时的初速较高, 能在较短时间内完成发射或完成攻击目标。

从充分发挥自身战术使用优势、规避不利战术使用影响, 进而达到隐蔽发射和快速攻击的角度考虑, 在对空气涡轮泵式发射方式的使用时机进行分析时, 通常可将其归纳如下。

1) 发射艇与被攻击目标距离较远, 目标难以发现发射艇发射鱼雷等武器时;

2) 发射艇隐蔽性已经丧失, 无论目标距离远近均需要立即快速完成攻击时;

3) 被攻击目标距离较近, 发射艇隐蔽性虽未丧失但即将丧失, 且发射艇需要尽快完成对目标的鱼雷攻击时。

2.2 自航式发射方式

自航式发射方式仅用于鱼雷发射, 是指鱼雷在发射管内启动发动机, 依靠自身动力航行出管。

由于没有猝发的强大外部受力, 鱼雷在出管过程中加速较为平缓, 相对气动冲压发射时的较大瞬态发射噪声而言, 自航发射噪音较小, 不易导致发射艇暴露, 因此, 自航式发射方式是现有几种发射方式中最隐蔽的, 尤其适合近距离隐蔽反潜使用, 这是其最有利的战术使用特点。当然, 自航式发射方式也存在发射初速较低、发射鱼雷时的潜艇航速受限, 以及鱼雷发射快速反应能力较差等弱点。

从历史发展角度来看, 美国潜艇的鱼雷发射装置能够实施鱼雷自航式发射[1]。“海狼”级核潜艇8个鱼雷发射管的直径均为660 mm, 可采用自航式发射直径533 mm的MK48 ADCAP鱼雷[8]。“洛杉矶”级、“弗吉尼亚”级和“俄亥俄”级核潜艇的发射管数量均为4个, 直径均为533 mm。基于目前掌握的信息, 虽然没有明确依据直接证明上述潜艇的533 mm直径发射管能够采用自航方式发射鱼雷, 但从图1所示美国“Nebraska”号俄亥俄级弹道导弹核潜艇鱼雷发射控制面板等信息分析看, 应该存在以下3种可能。

1) 4个发射管均可实施自航方式发射。从图1所示分析, 这种可能性不应排除;

2) 部分发射管可实施自航方式发射。也就是说, 采用通用面板和控制设备, 根据需要选用不同发射装置, 部分发射管采用自航发射方式, 其他发射管采用空气涡轮泵发射方式;

3) 图1所示“SWIMOUT”为虚位, 实际不存在自航发射方式。美国同一潜艇上实际装备所标明的开关位置档位应该是严谨有效的, 应该具有实际功能, 笔者认为设置虚位的可能性基本不存在。

综合分析不能完全排除上述3种可能中的任何一种, 但第2种可能性较大。

此外, 通过技术改进, 美国潜艇也非常有可能做到在技术上保障实现同一发射装置具有自航式和空气涡轮泵式2种发射方式[9-11]。

同样从充分发挥自身战术使用优势、规避不利战术使用影响, 进而达到隐蔽发射和快速攻击的角度考虑, 在对自航式发射方式的使用时机进行分析时, 通常可将其归纳如下。

1) 发射艇航速较低、具有隐蔽性、与被攻击目标距离较远、不需实施紧迫攻击但须以正常方式隐蔽发射鱼雷时;

2) 发射艇航速较低、具有隐蔽性、与被攻击目标距离很近、需尽快实施隐蔽应急鱼雷攻击时。

2.3 弹射式发射方式

弹射式发射方式是指, 通过某种作用于鱼雷等武器上的弹性力量快速释放, 使鱼雷以较大加速度和初速发射出管。鱼雷等武器的弹射式发射方式类似于航空母舰上的飞机弹射起飞。本文前述EES系统的实质核心发射方式就是弹射式。但目前尚无确切资料证实图1所示的美国潜艇鱼雷发射装置弹射方式采用的就是EES系统原理, 这是一个有待进一步探究的问题。

与前述2.2节中的3种可能性相类似, 综合分析可得不能完全排除有关弹射式的3种可能(4个发射管均可实施弹射方式发射, 部分发射管可实施弹射式发射, 图1所示“CATAPULT”为虚位, 实际不存在弹射式发射方式)中的任何一种。

弹射式发射方式的战术使用特点介于空气涡轮泵式发射和自航式发射之间, 其发射噪音小于空气涡轮泵式大于自航式, 鱼雷出管速度小于空气涡轮泵式大于自航式。因此, 弹射式发射方式的使用时机也介于空气涡轮泵式和自航式之间。

通常将弹射式发射方式使用时机归纳如下:1) 被攻击目标距离适中, 被攻击目标难以发现发射艇发射鱼雷等武器时; 2) 被攻击目标距离较近, 虽然发射艇隐蔽性没有丧失但即将丧失, 且发射艇需要较快完成鱼雷攻击目标时; 3) 发射艇航速较低, 具有隐蔽性, 与被攻击目标距离较远, 不需实施紧迫攻击但须正常发射鱼雷时。

2.4 综合分析结论

由上述3种鱼雷发射方式的各自战术使用特点可分析看出, 美国核潜艇之所以设置这3种不同的鱼雷发射方式, 目的就是针对不同的被攻击目标和敌我态势等情况, 更好地利用不同发射方式的相应优势, 做到综合兼顾发射隐蔽和快速攻击需求, 使两者之间处于某种适当的战术平衡关系状态, 从而能够最好地保障完成发射艇的武器攻击或防御战术行动。

3 对鱼雷发射装置发展和战术使用的启示

分析美国核潜艇鱼雷发射装置发射方式及其战术使用情况, 对于潜射鱼雷发射装置理论设计与实际使用, 满足潜艇攻击不同目标时的快速隐蔽发射战术需求, 可带来以下有益的启示作用。

3.1 提高鱼雷发射系统的适应性

此处的发射系统适应性是指, 同一潜艇的少量(1到2种)鱼雷发射系统, 最好是同一鱼雷发射系统, 能够实现对不同种类潜射武器, 以不同发射方式, 在不同深度上的适时精确发射。美国核潜艇可使用装艇的少量不同发射装置, 甚或是同一发射装置, 按照前述3种发射方式, 发射几乎各种类型潜射软硬武器(如鱼雷、导弹、水雷、声抗器材、UUV和反鱼雷鱼雷等), 从而能够更好地满足不同情况下的武器发射战术要求。

潜艇内部空间有限, 难以设置多套不同的发射系统分别用于发射不同的武器。因此, 需要提高发射系统对不同发射方式和武器发射要求的适应性, 使得装艇的少量甚或是唯一1套发射系统能够采用不同发射方式发射不同武器, 满足潜艇在不同态势情况下发射不同武器的战术需求[12]。

3.2 增设自航方式, 保证隐蔽发射

由于自航式发射方式显著的隐蔽性优点, 世界上已有不少国家装艇使用[13]。某些国家潜艇实际装备独立的自航式发射装置, 但最好能够通过增加辅助设施等技术手段, 将不同发射方式集成到一套发射装置中, 实现鱼雷发射的自航+助推, 从而既可保障自航隐蔽发射, 又可有效提高鱼雷出管速度, 还可保障发射导弹和布放水雷, 一旦自航发射出现故障, 则可应急发射或抛射鱼雷。

对于不具备自航式发射方式的潜艇而言, 现代及未来作战条件下, 尤其在反潜作战情况下, 此类潜艇将极易由于发射鱼雷而导致暴露, 增设自航式发射方式是潜艇鱼雷武器发射的战术需要, 是对潜艇鱼雷发射方式的补充完善[6, 14]。

3.3 增设值班发射管, 保证快速发射

现代潜艇与潜艇之间对抗往往发生在近距离, 这也就意味着发现目标后, 潜艇应当尽快发射鱼雷。美国核潜艇设置有值班鱼雷发射管, 其中的鱼雷可长期浸水, 不需要在发射前进行发射管注水, 从而缩短了鱼雷发射准备时间, 可保证快速发射, 并避免发射管注水噪音, 有利于隐蔽。此外, 设置值班发射管保障快速发射时还应考虑到2个因素: 连续发射2条鱼雷的时间间隔尽量短; 所能发射鱼雷的数量尽量多。

对于没有设置值班鱼雷发射管的潜艇而言, 其反潜快速反应性通常较差, 难以更好适应当今及未来潜艇反潜作战需要。从美国和俄罗斯等国家潜艇情况分析, 潜艇必须设置用于紧急反潜发射的值班鱼雷发射管。当然, 值班鱼雷发射管的设置需要对发射装置或鱼雷进行必要的适应性调整, 以满足快速隐蔽发射方式的要求。

4 结束语

不同国家的潜射鱼雷发射装置种类不尽相同, 其技术与战术使用特点也不尽相同, 实际难以一概而论究竟哪一种发射装置最好, 或者能够完全取代其他发射装置。但在当前以及可预见将来的潜艇作战任务与作战环境条件下, 本文所述美国潜射鱼雷发射装置的3种发射方式无疑能够更好地满足不同情况下潜艇发射鱼雷等武器的战术需求, 这是值得借鉴引用的。

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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, 主要研究方向为潜艇攻防战术.

(责任编辑: 许妍)