潜射导弹发射方式综述∗

（海军潜艇学院 青岛 200199）

1 引言

潜射导弹发射技术是应用流体动力、载荷、结构、动力、控制、发射装置等的总体集成技术，导弹发射方式、水下外形、弹体结构、流体动力、动力、控制方式等主要系统［1～2］。潜射导弹的发射方式一般指发射装置艇上部署、发射离艇动力、导弹水下航行动力、发射离艇姿态、保护和承载结构、导弹水下控制等综合形成的发射方案［3］。发射方式影响导弹空中飞行性能、动力方案、射程等导弹主要指标以及潜艇载弹量、齐射能力、隐蔽性、成本等，更直接影响导弹发射的成败。

2 发射方式分类

潜艇可以在水面和水下发射导弹。导弹水下发射包括离开潜艇、水中运行、出水转入空中飞行三个阶段。根据不同的分类原则，导弹水下发射可分为如下几种方式。

按照发射动力类别可分为自动力发射和外动力发射方式；按照导弹的初始发射姿态可分为水平发射、垂直发射、倾斜发射等方式；按照导弹是否与海水接触可分为干式发射和湿式发射方式［1］；按照水下运行方式可分为有动力发射和无动力发射方式；按照水下运行是否控制可分为有控发射和无控发射方式，发射方式参见图1。

图1 潜射导弹发射方式分类

3 水面发射

潜艇水面发射导弹按导弹姿态可分为水平倾斜和垂直发射。

3.1 倾斜发射

潜艇浮出水面倾斜发射巡航导弹，美国的天狮星1是世界首型潜射巡航导弹，发射时，潜艇首先浮出水面，将导弹从容器推到发射架上，然后发射架仰起至合适的发射角度，无需对着目标，发射时可仰至约60°。苏联SS-N-3导弹也采用过该种发射方式，平时导弹被封藏在发射箱内，发射时箱体前仰 25°～30°倾斜发射［4］。受20世纪50年代的技术水平限制，潜艇只能在浮出水面时发射导弹。

3.2 垂直发射

导弹从潜艇露出水面的发射筒垂直发射弹道导弹。采用过该发射方式的有苏联的P-11ΦM和P-13（北约代号SS-N-4）导弹，前者是世界上最早的潜射弹道导弹，限于20世纪50年代的技术水平，只能采用水面垂直发射，一艘潜艇只能携载两发导弹。

随着潜射弹道导弹射程的增大，核作战态势的变化，潜艇水面发射弹道导弹再次被国家所重视，因为在核反击作战紧急情况下，在码头，潜艇可以对敌进行弹道导弹应急核突击。

4 水下发射

潜艇水面发射导弹受海洋水文气象条件影响较大，而且也使潜艇的隐蔽性受到伤害，随着技术的不断进步，潜艇水下发射导弹成为必然。

4.1 按发射动力类别分类

1）自动力发射

使导弹离开发射装置的起飞推力称为发射动力，发射动力由筒或弹提供时称自动力发射。由燃气发生器工作或导弹一级发动机（或助推器）点火产生的燃气，使发射筒后部与导弹底部形成的空间内压力提高，导弹在推力或燃气压力的作用下发射出筒［5］。

自动力发射还可细分为动力源在导弹上和发射筒内两种不同实现方式，动力源在弹上时一般是导弹一级动力，如俄罗斯早期的SS-N-5、SS-N-6、SS-N-8弹道导弹；动力源在发射筒内一般是燃气发生器，如美国的战斧巡航导弹。两者均是固体火药燃烧做功。

与外动力发射相比，由于没有外动力源以及隔离降温装置等，自动力发射占用艇内空间小、可靠性高。但自动力发射时发射筒内会产生高温高压燃气，需解决燃气防护、排放、点火压力脉冲等问题。

2）外动力发射

发射动力由筒弹以外动力源提供的发射称外动力发射，此时动力源在艇上，占用艇内空间。外动力发射又可细分为鱼雷发射装置发射、压缩空气弹射、燃气-蒸汽式弹射。

鱼雷管发射方式的优点是可利用现有的鱼雷管，研制周期短，经费少，适装性好，发射平台多，潜艇上的备用架可装多枚导弹；缺点是鱼雷管尺寸固定，限制了导弹的尺寸。法国的飞鱼、美国的捕鲸叉以及水平发射的战斧导弹和俄罗斯的克拉布导弹都采用该种方式发射。

压缩空气式弹射是以压缩空气作为动力源提供离艇动力的发射方式，发射原理简单，技术比较成熟，比较安全，且容易实现。早期的战略导弹外动力发射多采用此种动力源，如美国的北极星A1、A2导弹。由于占用空间大，操作麻烦，又影响齐射反应时间，这种发射方式已被淘汰［6］。

燃气蒸汽式弹射以高温高压燃气作为动力源提供离艇动力的发射方式。在潜艇内安装燃气发生器，内装适量固体火药，燃烧产生高温高压燃为避免高温高压燃气直接作用在弹体上，一般增加冷却器。在冷却器内将燃气与水混合，形成燃气与蒸汽的混合工质，进入发射筒底部，推动导弹弹射出筒。美国的三叉戟导弹就采用该发射方式。

4.2 按初始发射姿态分类

1）水平发射

有动力运载器水平发射。导弹装在有动力运载器中，从鱼雷管水平发射，法国的飞鱼导弹发射采用这种方式。运载器靠自身动力航行，导弹发射深度较大，水下弹道可控性较好，受海浪干扰较小，出水速度较快，能够较好地维持操纵性和稳定性。但运载器在潜航过程中会增大水下噪声，不利于潜艇的隐蔽。

无动力运载器水平发射，参见图2。导弹装在无动力运载器中，从鱼雷管水平发射，美国的捕鲸叉导弹发射采用该方式。运载器具备一定的初始速度并依靠自身浮力航行至水面，之后导弹的助推器点火，有利于潜艇隐蔽。运载器流体动力外形简单、易于设计，但运载器的出水速度较低，其出水姿态和导弹初始姿态的稳定性较差。

图2 水平发射方式示意图

裸弹水平发射。导弹直接装在潜艇鱼雷发射管中，离开发射管后，依靠自身的助推器提供动力，因而增加了导弹的出水速度和抗海浪的干扰能力，提高了导弹出水姿态的稳定性，有效解决了运载器方式的弹器分离难题。由于导弹裸露在水中，弹体结构以及防水性能都有更加严格的要求，同时，水下助推装置工作过程中产生的噪声也不利于潜艇的隐蔽［7］。

2）垂直发射

垂直发射大多采用专用的垂直发射筒，导弹依靠自身动力出筒、航行和出水，或者依靠筒内发射装置弹射出筒，参见图3。垂直发射方式下，潜艇能够储存种类更多、数量更大的导弹，可不受潜艇航行方向和导弹发射角的限制进行全方位发射，实现多目标攻击，火力强、可靠性高、造价低；同时，导弹出筒和出水快、稳定性好、弹道简单、抗海浪干扰能力强。潜射弹道导弹大都采用垂直发射方式。1958年苏联海军首次在水面从G级潜艇上发射了SS-N-4导弹；1960年美国海军则第一次在水下从华盛顿级核潜艇上垂直发射了北极星导弹［11～12］。

图3 垂直发射方式示意图

导弹一般采用压缩空气式弹射和燃气-蒸汽式弹射两种方式弹射出筒。燃气-蒸汽式弹射的工作原理是，导弹发射时首先使燃气发生器点火，从燃气发生器喷管喷出的高压高速燃气流与冷却器中的水进行充分的热交换，形成混合蒸汽，使燃气温度降到允许的温度，然后进入初容室推动导弹运动，将导弹弹射出发射筒；其显著优点是弹射器的结构简单、体积小、使用可靠，工作时燃气-蒸汽的温度低，能量可以充分利用，压力变化平稳［8～9］。因此，目前潜射弹道导弹水下垂直发射普遍采用燃气-蒸汽式弹射发射方式。

3）倾斜发射

倾斜发射是指在潜艇上安装倾斜发射装置，导弹以一定角度发射后直接爬出水面，无需再进行由水平至倾斜爬升弹道的控制。如果导弹长度过大，采用倾斜发射方式可最大限度利用潜艇舱内空间。俄罗斯的SS-N-19导弹采取倾斜发射方式，倾斜发射的导弹在艇上的布置参见图4［4］。

图4 倾斜发射的导弹在艇上的布置示意图

4.3 按是否接触海水分类

1）干式发射

干式发射是指导弹发射出潜艇和在水下运动过程中，一般在运载器中不与海水接触，导弹在运载器头部出水后，助推器点火与运载器分离，按照预定程序飞向目标。干式发射方式的典型代表是法国的飞龟、美国的捕鲸叉、俄罗斯的克拉布导弹。

干式发射的优点是有良好的水动力外形，避免与水接触，不考虑水密问题，但需要解决运载器出水判断、弹器分离等技术难题，同时因运载器及弹体配合占据了一定的空间，使导弹的尺寸受到较多限制。

2）湿式发射

湿式发射是导弹在发射离开潜艇、水下运行过程中，都直接与海水接触。湿式发射避免了运载器及弹器分离环节，可以使导弹充分利用潜艇发射装置严格限制的空间尺寸，也降低了成本，但需要考虑导弹弹体结构的密封防水问题。潜射弹道导弹均是湿式发射。

4.4 按水下运行方式分类

1）有动力发射

有动力发射是指导弹（或含导弹的运载器）在发射离开潜艇后，导弹发动机水下点火，导弹水下运动和出水、转入空中飞行一直由弹上动力推进。这种方式的优点是导弹在水下运行速度较高，水下姿态稳定；出水姿态稳定，抗海浪、流、涌等干扰的能力强，可以适应高海况发射，发射深度范围宽广，对艇速、艇姿态等约束较小；缺点是弹上动力既需要适应空中飞行，还需要兼顾水下点火和水中运动，设计复杂、技术难度大等。法国的飞鱼、M4和M51导弹，以及俄罗斯/苏联的大部分潜射弹道导弹、克拉布潜舰导弹和美国战斧潜射巡航导弹均采用该种发射方式。

2）无动力发射

无动力发射是指导弹（或含导弹的运载器）在离开发射艇后，依靠惯性和浮力运动至水面，出水后点火飞行。这种方式的优点是导弹（或导弹的运载器）技术难度小，无须攻克导弹水下点火难题，导弹动力无须兼顾水下和空中；缺点是出水速度低，抗海流、海浪等干扰能力低，稳定性差，发射深度浅。典型型号有美国的捕鲸叉、三叉戟导弹。

4.5 按水下运行是否分控分类

1）无控发射

无控发射是导弹以一定的初速度离开潜艇导弹发射筒后，靠初始惯性冲出水面，距离水面一定高度，发动机点火，导弹按飞行程序飞向目标，水中段不对导弹进行控制。无控发射对发射装置与动力保障系统要求较低，设计简单，但对海洋水文气象条件要求较高，发射深度较浅。目前大多数潜射弹道导弹采用这种发射方式，如美国三叉戟导弹。美国的战斧导弹采用这种发射方式。

2）有控发射

有控发射是指导弹离开潜艇后对导弹进行控制，以确保其以良好的姿态冲出水面。相比无控发射方式，导弹有控发射在水下的运动更稳定，对海洋水文气象条件要求较低，但设计相对复杂。

5 现役潜射导弹发射方式

潜射导弹分为潜射巡航导弹、潜空导弹和潜射弹道导弹，这里对目前国外在役的潜射巡航导弹和潜射弹道导弹发射方式进行归纳整理，见表1，虽然潜艇水面垂直发射弹道导弹又重回潜艇大国视野，但目前尚未装备［10］，在此不予罗列，需要说明的是英国的潜射弹道导弹和潜射巡航导弹与美国相同，在此也不予列出。

6 结语

随着技术的进步，为充分发挥潜艇的隐蔽性，潜射导弹由水面发射转入水下发射；因核反击作战使用的需要，潜艇水面发射远程弹道导弹重回有关国家视野。从表1可以看出，目前潜射弹道导弹的发射方式皆为燃气-蒸汽式弹射（外动力）方式，除法国外，皆为无控水上点火发射；法国潜射弹道导弹为水下点火可控发射，水下姿态稳定，发射深度较大，有利于潜艇隐蔽。水下点火、可控发射方式是未来潜射弹道导弹的发展方向。同样，垂直发射、水下点火、水下弹道可控是潜射巡航导弹的发展方向。

表1 国外在役潜射导弹的发射方式