潜艇水下发射导弹有多难?目前世界上绝大多数潜射导弹都是冷发射的,潜射导弹要经历水中出筒弹道、水中航行弹道,以及出水弹道三个重要阶段。:潜射导弹和陆基导
潜射导弹和陆基导弹都很厉害,但潜艇在水下发射比发射车在陆上发射困难多了。
就好像人在地球上跑跑跳跳很容易,但宇航员在月球上就要慎之又慎,弄错一步就有性命之忧。
海洋和陆地环境截然不同,海水密度是空气的800倍,潜射导弹却要从这两种介质中穿行。就好像你从拥挤的公交车下来,也会猛然轻松,脚步加快许多。可导弹不能随意改变啊,其出水姿态、速度、点火时间都是严格要求的,直接影响到发射成败与精度。
潜射导弹有弹道导弹、巡航导弹、反舰导弹。
按发射筒是否注水分:干式发射、湿式发射;按点火方式分:水下点火、水面点火;按发射方向分:垂直发射、水平发射。在实际使用中是混合的,非常复杂。以潜射弹道导弹为例:
1、导弹发射需要稳定可靠的平台。
可潜艇不是陆地,它自己还在海洋中摇摇晃晃,在六个自由度上运动呢。横倾角、纵倾角、深度偏离都对发射成败都至关重要。
导弹发射时,潜艇要以潜望镜深度低速(2~5节)航行,尽可能平缓,姿态变化控制在规定范围内,否则就失去发射条件了。
2、重量变化影响大。
弹道导弹体型大,长十几米,直径2米左右,重几十吨,对潜艇浮力变化影响很大。当它从发射筒里弹射出去后,潜艇将面临艇身变轻,正浮力增大,海水倒灌发射筒等一系列影响。
潜艇操纵员要迅速调节瞬时补重水舱、浮力调整水舱、纵倾平衡水舱,才能保持艇身平衡深浅,发射下一枚导弹。
3、海水涌入发射筒的速度变化多端。
海水涌入发射筒的速度并不均匀,第一阶段快速涌入,占总量的85%。后15%涌入速度快速下降,同时在高压燃气的影响下,还有一部分空间无法注入。
经此过程中,潜艇的浮力不断变化,累积作用到艇身上。连续多次发射后,若不能准确调节,潜艇就有可能在惯性作用下,不可控制的浮出水面,那就麻烦大了。
4、气泡规律难寻,对导弹姿态影响大。
燃气发生器产生高压燃气,混合水蒸汽将导弹弹射出筒,在过程中伴随大量空泡产生。每一个空泡都经历生成、发育、回射、溃灭,给导弹施加一个冲击载荷。
成千上万的空泡不断产生,又不断溃灭,随机性很大,也没有规律可循,连数学模型都难以建立。而每一个微小的空泡变化,都有可能导致发射失败。
5、发射过程中要抛掉的附件多,砸艇风险大。
导弹在两种介质中穿行,阻力变化大,在水中水滴外形阻力小,在空气中却是尖头阻力小。为了降低阻力,有些导弹采用头部双整流罩+主动空泡技术,有些用减阻杆,还有尾整流罩等等。这些附件在出水之后要及时抛掉,否则影响导弹点火飞行。
潜艇在水下并不深,离的也不远,这些掉落的零件威胁很大。它们很有可能砸到艇身上,造成“砸艇”事故,在各国研制历史上曾经发生过。
若导弹本身出水之后点火失败,也有可能砸艇。在陆地上,点火失败只是砸毁发射车,可在海上,毁掉的就是价值几十亿美金的核潜艇啊,这不是一般国家能承受的。
所以能造导弹的国家很多,但能玩好潜射导弹的国家少之又少。连五常之中的英国,也从美国进口“三叉戟D5”潜射导弹,再装上自己生产的核弹头。
6、发射时间紧迫,窗口期短。
弹道导弹核潜艇游弋在茫茫大海中,接到命令后,要在很短的时间里调整阵位,在射程之内的任何一个点上锁定目标,将导弹快速发射出去。这期间基地支援很少,发射后还要撤离,难上加难。
每一次潜射导弹都是高难度操作,相对而言,用有动力/无动力运载器发射的巡航导弹、反舰导弹还容易些。但这种方式占用鱼雷发射管,发射速度慢,且鱼雷发射管直径小,不适合弹道导弹。
综上,潜射导弹发射很难。也难怪世界上陆基导弹型号众多,而潜射导弹少之又少,每一款都是秘不示人的镇国之宝。
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现在潜艇发射弹道导弹,有两种形式。苏联偏爱水下直接点火发射,分发射筒内点火发射,和弹出发射筒后在水下点火两种。美国偏爱水面点火,导弹弹出发射筒后,出了水面再进行点火。
除了发射战略导弹,潜艇通过鱼雷发射管发射导弹出水的方法也还是分成两种的,一种是干式无动力发射,另一种是干式有动力发射。两种发射方式附加的出水运载动力不同。干式发射导弹出鱼雷发射管后,利用发射时的推动力和导弹本身所具有的浮力在水中航行并上浮到水面,自动抛掉水下组块,导弹助推器内部点火将导弹推出水面,导弹即进入空中飞行模式。干式有动力发射导弹要在水下运载器尾部加装火箭发动机。也是通过鱼雷发射管发射导弹,在初始被推出潜艇10米后,水下运载器的火箭点火,将导弹加速到20米1秒,10-15秒后,导弹与海面呈45度角出水腾空,出水高度达20米时。由活塞将导弹本体和水下运载器分离,导弹点火进入空中飞行状态。两种发射方式各有缺点及优势。干式无动力发射时,为保证导弹出水速度要求,只能用潜望镜深度发射隐蔽性不好。采用干式有动力发射方式则可在全作战深度内进行导弹发射。
水下发射弹道导弹时,潜艇会在30米水深,2节的速度航行,导弹发射筒垂直装置于潜艇内,美国的在耐压壳体内部,苏联的位于耐压与非耐压壳体之间。发射导弹时上盖打开,发射管内经过充气和填注海水,与外界水压力相等。发射时电爆管起爆,点燃导弹燃气产生高温高压气体使之飞出发射筒。相对于苏联的水下点火,出水后点火更有优势。
潜艇水下发射导弹难度很大。
导弹在陆地上发射比较容易,一点火,就出去了。而潜艇在水下发射导弹,有水这个介质存在,过程就复杂多了。导弹首先要经过水中出筒弹道、水中航行弹道,以及出水弹道三个重要阶段,才能进入大气环境中飞行。
而水的密度是空气的800倍,因此导弹在水中的三个弹道航行时,需要考虑到许多因素的影响,譬如:附加质量力和浮力的影响;导弹水下点火产生的高温、高速燃气喷射,在不可压缩的水介质中,将引起流态和压力场的变化;导弹穿越水面的一刹那,将受到高海情下波浪的冲击;当导弹冲入空中时,由于飞行介质的突变,将引起整个动力环境的急剧变化,特点是在水/气交界处时间短、变化快、变化因素多,动力环境复杂。
上面这些因素,都会对导弹运动产生很大影响,往往引起剧烈的冲击和振动,甚至导致导弹弹体结构的破坏和控制系统的失灵。而导弹在水中遇到的水流运动影响,又具有高度的不确定性,所以,目前导弹水下发射技术,都没有形成很成熟的理论,许多问题都需要通过开展相应的试验来解决,譬如,比较重要的几项试验,包括小比例模型弹水池静态发射试验,全尺寸模型弹水下动态发射试验,全尺寸导弹水下静态发射试验等。单是建成这一套试验体系,就是一项非常庞大的系统工程,耗资巨大,几百个亿都不止,不是所有国家都能承担得起的,因此迄今为止,能独立发展并掌握潜艇水下发射导弹技术的国家并不多。
潜艇水下发射导弹主要分为两种,一种是专用的垂直发射筒发射,另一种则是鱼雷管发射,相比较而言,鱼雷管发射因为使用专用水下导弹载具,原理类似于鱼雷发射,因此不用考虑导弹在水下的运动,所以难度稍低。而潜射垂发导弹分为干式和湿式,不论哪一种都得导弹在水中运动,在空中或水中点火,因此不可控因素太多,难度自然也大的多。
(垂发潜射导弹)(鱼雷管发射反舰巡航导弹)
鱼雷管受制于自身口径和深度,只用能于发射小尺寸的潜射战术巡航导弹,一般流程就是发射管注水,然后专用导弹运载器离管,然后出水实施弹器分离,最后导弹发射,运载器则自沉。
(鱼雷管)
它的主要技术难点主要有这么几点:
第一、控制注水压力和注水速度,太高的压力会让壳体承受不了,太快的速度又容易冲坏一些电子元器件。
第二、控制离管速度,速度太低容易使运载器与舰体发生碰撞,速度太高由于过载太大,又容易使诸如尾翼和传感器之类的部件受损,主流出管速度在20米/秒左右。
第三、运载器出水角度,由于水体和空气密度相差800倍,因此出水瞬间会发生压力极降的现象,而保证运载器一定角度出水又是确保导弹发射的必要条件,因此这里就涉及一个运载器姿态调整,可以远程操控,也可以自主完成,但是要成功也是需要废些周折的。
(巡航导弹运载器)
垂发潜射导弹相对来说就属于黑科技了,因为使用裸弹出筒,控制难度和风险也比运载器要大的多。
(核潜艇垂发)
它的技术难点主要有这么几个:
第一、燃气弹射发射必须给与导弹足够的出水速度,不然无法穿透几十米的水体,而要在这么狭小的发射筒内将几十吨的弹体从几十米的水体用燃气弹射出水面,本身就是一件难度极大的事。
第二、如果是采用水下直接点火方式,发动机和燃料如何保证在水下的正常工作,如何确保在密闭的发射筒内发动机尾焰不对潜艇的安全构成威胁,发动机如果点火失败回落发射筒,该如何处置?这些都是需要考虑的事情。
第三、弹体出筒后,在水下有几十米的行进距离,面对着洋流扰动和各种水文变化,导弹姿态必然会受影响,而这个时候导弹又都是无动力状态(燃气弹射),如何在这些无法预知的条件下成功出水呢?这又是一个难题。
第四、在导弹出水后,由于空气密度突变,弹体会发生严重抖动和弹道漂移,如何使用姿态发动机准确调整弹体姿态,如何确保主发动机在合适高度点火?如何避免海面波浪和大风的影响?这都是要经过多次试验和反复研究才能解决的事,没有强大的工业基础根本做不到这些。
总体而言,鱼雷管发射巡航导弹与发射鱼雷的流程类似,技术难度相差不大,最难把控的点就是运载器出水的姿态调整,技术难度并不是很大。而潜射导弹尤其是垂发潜射弹道导弹的难度太高,所以目前这项天顶星科技只有五常拥有,印度使用自己的歼敌者核潜艇正在艰难的探索之中,不过他们的布朗运动弹已经多次发射失败,不知猴年马月才能真正取得突破。
(反向攻击的潜射导弹见过没,三哥专属)
现代潜艇具有隐蔽性强、攻击突然的特点,在现代海上军事行动中具有巨大的威慑作用。潜射导弹作为现代潜艇的重要武器之一,具有精确制导、快速飞行的特点,堪称“海上杀手”。但是,潜艇水下发射导弹涉及到学科广泛、技术复杂,目前完全具备和掌握潜艇水下发射导弹技术的国家并不多。
目前,潜艇水下发射导弹的方式主要有以下几种:
有动力运载器水平发射,导弹装在有动力运载器内,从标准口径(533毫米)的鱼雷发射管中水平发射入水,运载器依靠自身动力航行,水下弹道可控。俄罗斯的SS-N-21和法国“飞鱼”导弹都属于此种类型。
无动力运载器水平发射,导弹装在无动力的运载器内,从标准口径的鱼雷发射管中水平发射入水,运载器可以在一定程度内控制水中弹道,当运载器以预定角度出水后,导弹的助推器点火,导弹升空,美国的“鱼叉”导弹就属于此类。
裸弹水平发射,导弹直接装在标准口径的鱼雷发射管中水平发射入水,靠弹上助推器推进和进行水下弹道控制,美国的“战斧”导弹就属于此类。
裸弹垂直或者倾斜发射,水下垂直发射的巡航导弹,大多采用专门的水下垂直发射管,导弹依靠自身动力出管、水下航行、水下弹道控制和出水等,或者依靠发射管内的燃气装置弹射出管,然后依靠导弹助推器将导弹推出水面。美国海军的垂直潜射型“战斧”导弹就是采取此种发射方式,而俄罗斯海军的SS-N-19导弹采用的是倾斜发射方式。
潜射导弹的技术难关主要体现在:
导弹离开发射管速度,导弹安全离管和离艇都必须有足够的离管速度,但是速度又不能过高,因为瞬间所受载荷过大,会导致导弹尾部结构或者敏感元件受损或者失效。
水下耐压和密封技术,水下发射导弹,必须具备良好的耐水压能力和防止海水侵入内部,美国海军的”战斧“导弹就曾经因为水密性问题导致三次发射失败;
水中弹道控制技术,为了保证导弹安全出水,必须考虑水下复杂的流体环境;
出水转换和弹器分离技术,特别是导弹离开运载器后必须立即展开弹翼,改用气动力操纵飞行,既要考虑到导弹的水下航行,也要考虑到导弹在空中的气动控制等。
潜射导弹,因为需要克服水与空气两种完全不同的介质的干扰,并正常点火进入飞行阶段,需要解决很大的技术挑战。
潜射导弹由于有着类似于潜艇的隐蔽性、机动性、生存能力等特点,能够在敌人防范不足的海区发射,产生突然的打击效果,并具有制导武器打击精度高、破坏性强的优点,非常值得克服技术困难,进行投入研制装备。
潜射导弹的研制工作始于1950年代中,世界所有军事强国都投入了大量的人力物力进行对潜射导弹的研制。但因这一导弹水下发射技术挑战很大,只有美国、法国、俄罗斯、中国等少数几个国家拥有可靠的潜射导弹发射技术。
水下发射潜射导弹,必须克服水下段、出水段和空中段3个不同时间段的干扰。水下段和出水段是潜射导弹发射所独有的发射必经过程,同时也是这一导弹能否发射成功的要点所在。
中国巨浪潜射导弹试验失败,发生爆炸
因为要在水下发射,但最终要在空中飞行,所以导弹必须克服由于水与空气两种密度与特性迥异的介质的复杂干扰。前者密度是后者800倍,力学性质非常不同,特别是在出水段,因为两者都起到干扰作用,在流体阻力、浮力、粘滞力都有着独有的难点。
同时在水下发射导弹,还要遭遇海洋潮流、水深引起的压力、动态水流动力、潜艇航行、具体发射推进方式的干扰。要在水下控制导弹运行的弹道并不容易,结构上需要承受很大载荷,甚至存在导弹自身结构受到破坏的危险。
导弹在出水阶段受到最多的干扰,因为在两种介质之间,产生了自由液面的干扰,此外海洋波浪在水面也有强烈的影响作用。甚至令导弹弹道发生移动,偏转角根据海水相位、波向、波速、波高等因素影响,几乎无法预知其具体运动态势。在涉及水与气的两相交界,导弹结构上承受的力量作用,以及力矩,会在极短的时间内出现明显变化。
这意味着导弹需要穿越非常复杂的环境,作用力呈现出强的非定常、非线性效应。
如果各阶段的弹道设计不合理,潜射导弹在出水后有可能具有超出自身能够控制的偏差范围,在速度、角速度、偏转角等方面愉悦上限,导致导弹发射失败,甚至危及潜艇安全。
所以,出水阶段虽然是最短的一个阶段,却是最难的一段。它决定了导弹进入空中飞行的初始条件,干扰着导弹飞行的稳定性,以及最终命中目标的精度。
为此,研制潜射导弹的各个各国对导弹对水下弹道、出水段弹道等方面都进行了非常详细的动力流场和结构受力科研,进行了大量的试验。
综上所述,潜射导弹的发射确实有着极大的难度,而中国的相关导弹的不断突破,证明中国军工已经在这一领域达到了世界顶尖的水平。
潜艇在水下发射导弹,一般在水下30米的深度,以2节左右的速度航行。目前来说主要有两种发射方式,一是水下垂直发射,二是采用鱼雷发射管进行发射。
水下垂直发射弹道导弹时,利用压缩空气增压,开启筒盖。可能有的小伙伴会问那海水不会进入发射筒吗?答案是:不会 原因是会在发射筒安装一层水密隔膜,以阻止海水进入。点燃燃气发生器,高压气体从底部喷入筒内,推动导弹穿过水密隔膜,在一级火箭的助力下冲出水面飞行20~30千米,二级火箭加力进入大气层,后对目标进行攻击。
由于水下垂直发射对潜艇要求比较高,而且技术复杂。所以巡航导弹一般还都采用鱼雷发射管的方式进行发射。将导弹放入一个特制的鱼雷形容器内,容器装有固体火箭发动机和一个燃气发生器,发射时,将容器发射出潜艇外,固体发动机启动推动容器潜航,150~200后容器以45°角越出水面并升到20米的高度,容器底部的燃气发生器产生气体将导弹射出,导弹自身助推器点火,将其推向32米高度,然后主发动机点火??,导弹降到15米左右的高度飞行,直达命中目标。
潜艇水下发射导弹分这么几种,一种是通过鱼雷发射管发射反舰导弹和巡航导弹,另一种是垂直发射洲际弹道导弹,现在还有专门的垂直发射巡航导弹的潜艇,无论哪样都得先经过水这个介质再到空气中,这比在陆地、战舰或战机上发射导弹要复杂困难。所以潜艇刚开始使用导弹时,在解决这个问题之前,是得浮出水面发射导弹的。
导弹舱倾斜设置在潜艇围壳旁边,发射时浮出水面点火发射。
潜艇最大的优势是隐蔽性,所以再难也必须解决水下发射的问题。
体积较小的反舰导弹或巡航导弹,采用通过鱼雷管发射的方法,解决通过水介质问题,是使用运载具将导弹先包裹起来,出水以后,导弹再点火发射,我国鹰击82、美国“鱼叉”AGM-84和法国“飞鱼”SM-39都是如此,不同的是,法国“飞鱼”使用的是有动力载具,
飞鱼的载具能冲出水面20米高,然后导弹点火与载具分离,而“鱼叉”使用无动力载具,
浮出水面呈一定角度导弹自己点火升空。潜射导弹要解决弹翼折叠、出水姿态等很多问题,这些都是难点。
而弹道导弹肯定是无法通过鱼雷管发射的,所以它有专门的垂直发射舱。水下发射导弹,弹道和出水姿态研究非常重要,发射时,一般发射深度控制在30-50米左右,分为冷发射和热发射。冷发射就是用高压蒸汽将导弹弹出水面点火升空,中、美、英、法都采用这一方式,这一方式的难点在于要研制可靠且推力巨大的蒸汽弹射装置,导弹弹体强度要经得起弹射的过载,这种方式潜艇航速必须在2节左右,对海况要求也比较高,要避免弹射阶段姿态被强风浪破坏。
苏联/俄罗斯采用热发射方式,在水下先向发射筒里注水,然后导弹直接点火发射冲出水面,这种方式比较暴力,对海况要求就不那么高了,而且可以连续发射。但这种方式准备时间长,动静比较大,容易被敌方侦测,对射程也有一定影响,苏联时代都是液体潜射导弹,随着俄罗斯新研制的固体潜射导弹的问世,发射方式应该也会改变。N
现代海战中,潜艇具有隐蔽性好、机动范围大和生存力强的特点,自1955年,美苏两国几乎在同时,产生了利用潜艇的这一优势发展一种潜射中程弹道导弹,作为洲际导弹导弹的补充的构想。
从潜射导弹最早的诞生,无论美苏,自然是选择从陆上战术弹道导弹的成熟设计开始,因此双方对潜射弹道导弹的尝试都是以陆上弹道导弹上舰的方法,使用水面上发射的方式。苏联开始的试验的SS-N-4型潜射导弹就是从苏联首型658型(H级)核潜艇装备,发射时潜艇需要上浮到水面,再把完成加注工序后的导弹升起后点火发射。整个发射中潜艇是暴露在水面外。
而美方试验了陆基木星 PGM-16A型液体弹道导弹后,发现短时间内难以解决液体弹道导弹的贮运安全问题,因此在1959年海军决心从头设计一款尺寸更小的固体潜射专用弹道导弹型号。在1960年在率先建成的第一款弹道导弹核潜艇,乔治·华盛顿级弹道核潜艇上试验并部署装备了UGM-27A 北极星 A-1型固体潜射弹道导弹。从发射方式来看,是开辟了潜射弹道导弹从水下发射的历史。
相较与潜水水面发射的方式,水下发射自然使得潜艇这种兵器更加强了其发射的隐蔽性。但这一步却具有更大的技术难度。
众所周知的是,水的密度是空气的800倍,导弹在水中航行时,面临的环境十分复杂,譬如附加质量力和浮力的影响,以及高速航行时引起流态和压力场的变化等等。在导弹穿越水面的一刹那,将受到高海情下波浪的冲击;当导弹冲入空中时,由于飞行介质的突变,将引起整个动力环境的急剧变化,直接反映就施加在导弹上的应力会剧变,会对导弹运动产生很大影响,往往引起剧烈的冲击和振动,甚至导致导弹弹体结构的破坏和控制系统的失灵。而导弹在水中遇到的水流运动影响,又具有高度的不确定性。在导弹发射的瞬间,潜艇的速度、海浪海流的干扰,都会对导弹出水的姿态造成复杂而重大的影响。
而水下发射潜射导弹后,发射后的反作用力会使得在水下没有依托的潜艇上移一段距离,很容易超出潜射弹道导弹的额定发射深度,因此每发射一枚导弹后基本都需要重新进行定深。这个过程自然会加大间隔发射时间。那么根据简单的物理原理,减小出筒速度会改善这一现象,但过小出筒速度又会使得入水动作难以控制。这也是一个技术上可以不断优化的难点。
美国从北极星 A-1 型开始,就采用了西屋电气设计的燃气-蒸汽弹射发射,水面点火的方式。具体来讲,是以发射筒外燃气发生器产生的燃气和水形成的燃气蒸汽混合气高压作为初始发射动力,慢航速潜望深度发射,导弹自发射筒弹出出水立即点火,随后空发射筒灌入海水以平衡导弹质量。在其之后多代潜射导弹导弹都使用了这种发射方式,经过长期的经验积累,也进行了诸如改用钝头水动导弹外形、加设减阻杆、继续降低出筒速度减少冲击载荷等改进,到目前形成了三叉戟II D-5系列目前发射成功率较高的弹型。
减阻杆这个还是有点意思:潜射弹道导弹水面点火的话,水下是无动力不可控的,水下考虑出筒速度和空泡产生以及载荷影响,钝头是最优的形状,但是出水了在空气高速前进,自然尖头有助于产生激波减阻。这个怎么兼顾呢,美国人就设计了减阻杆。在水下时减阻杆是收在弹头里的,在出水后升起减阻杆。非常巧妙,即兼顾了,还利用起来了钝头的多弹头高容积率的优点。
而苏联方面的早期潜射弹道导弹以继续以陆上液体导弹导弹技术来移植的思路为主,早期潜射弹道导弹以液体导弹的特性选择了热发射(湿发射)的方式。发射前首先要从专用的贮水容器中在发射筒中灌注淡水,筒内与外界压强相近时打开发射筒盖,然后导弹液体发动机筒内点火,利用导弹的自身推力出筒,在筒尾部会形成一个高压气腔来缓冲发射时产生的气体冲击力。使用这样的“湿”发射有助于解决液体火箭发动机固有的启动中需要进行一定时间预冷作业的问题,有助于缓解减少液体火箭发动机的点火时间相较固体火箭发动机较长的缺点。这也是苏联人考虑发射方式时的思路。
但这种设计也是带来了一些发射方式上的缺点:使用液体导弹加上用这种热发射,需要比固体导弹+水面发射的方式需要更多的悬挂和减震设备。还要防备液体导弹液体燃料泄露的可能,因此还需要加装自动淋喷系统。这些装置使得发射筒比固体导弹发射筒结构要复杂。当然,对应于导弹本身的密封设计自然也少不了。
当然,苏联人内部也不是没有要搞固体燃料潜射弹道导弹的呼声。实际上在1958年苏联就开始了固体燃料潜射导弹的研制,但受限于相较美国仍为较差的工艺技术,难以解决固体燃料导弹中的一些技术和燃烧稳定性问题。因此也可看到,苏联的第一款固体潜射弹道导弹SS-N-17(PCM-45)的研制从71年开始,一直做了整个70年代,80年才研制成功进行部署。SS-N-17型导弹的试验部署在677AM型(Y-2级)弹道导弹核潜艇上。该艇是在Y-1级的K-140艇进行改装。
1986年的Y-1级K-219艇的事故是给苏联潜射弹道导弹固液之争产生重大影响的事故。在1986年10月3日,北方舰队的K-219艇在值班中6号发射筒内发生了导弹液体燃料泄露的事故。艇员随即试图将泄露的液体燃料抽出艇外,但此时燃料和氧化剂发生了混合后爆炸。从炸开的发射筒底涌入,大约4.5吨的海水灌入了第四舱室,并造成了通讯和反应堆电路短路,随后的又因为没有准确判断损害情况,封闭了相邻第三(通讯舱)、第五舱室。最终受泄露的有毒易燃气体(液体燃料与水蒸气的混合气体)的扩散影响,恶化了艇内损害程度,K-219艇员撤出艇后,K-219慢慢失去浮力最终在拖曳途中沉没。
在中间苏联依次发展了SS-N-4,SS-N-5,SS-N-6,SS-N-8,SS-N-13,SS-N-18,SS-N-23,这几款液体潜射弹道导弹。
台风级就是苏联内部固体潜射弹道导弹派搞出来的设计。装备SS-N-20型三级潜射弹道导弹。但不是三级都是固体火箭发动机——第三级是液体,前两级是固体。这是也是液体派的依萨耶夫设计局和固体派的马克耶夫设计局两家组合起来的一个设计。
SS-N-20的发射方式是燃气弹射+通气气穴,水面点火的方式,因此前两个特征使得苏联的这种发射方式被称为干发射或气穴发射法。
干发射就不讲了,这个气穴发射法指的是发射中导弹的头部通过在表面设置气孔、开缝等方式向水中主动通入气体,形成气泡、气层、气腔等多相流结构。因为潜射导弹在穿越水/气界面时会受到空泡溃灭的冲击载荷,而主动对空泡进行通气可以有效的达到减阻、降载、提高流动稳定性等目的。这种技术也被称为主动通气技术。
法国的潜射弹道导弹的历程与美国是类似的,一开始就走的是固体导弹技术路线。不过开始的M-1,M-2,M-20都使用的是压缩空气弹射发射,水面点火的方式。要主要介绍的是从M-4开始的燃气弹射发射,水中点火的这一设计。
M-4潜射固体弹道导弹是有趣的是采用了水下近筒口点火的方式。具体来讲,火药燃气将导弹弹射出通后,一级发动机就立即点火了,这样来一导弹一出筒的,在水下的弹道都是可控的,起码不会发生朝鲜北极星-1型弹出去没出水就砸了艇的事故。其次在水下点火也有湿发射的一个优点:点火形成的发射气体形成的高压充尾气泡有利于缓解对导弹的冲击和振动。并且从发射筒出来的发射气体与助推器排出的火药气体连成一体并随航行体的运动而拉长。那么至导弹出水前尾空泡不会断裂,这有利于减小点火过程对导弹产生的冲击和振动。也是巧妙地解决了尾空泡的冲击载荷问题。
但这种设计的缺点在于导弹的尾罩分离困难,因为尾罩分离时间太短了,很可能发生尾罩砸艇砸下发弹的事故。
因此总结国外的发展路线,那就是
美国:固体+燃气-蒸汽弹射+水面点火
苏俄:液体+水下点火
固体+燃气弹射+主动通气+水面点火
固体+燃气弹射+水面点火
法国:固体+压缩空气弹射+水面点火
固体+燃气弹射+水下点火
我国的潜射弹道到从20世纪60年代开始研究,对潜射导弹的出入水研究和试验,在巨浪一的研制之初,就确定了使用燃气弹射,水面点火的方式。巨浪-1有些试验没有做,一些研究是不明不白的状态。在巨浪-2上是主要进行了出水试验,也延续了巨浪-1的一些设计,也有一些事故。当然,弹的整体技术水平比起美国最新三叉戟D-5系列还略有落后。这部分因为敏感的问题有点难讲,就不讲了。
潜射导弹自然还有潜射巡航导弹,本文目前只讲了潜射弹道导弹,下次有机会继续来讲潜射巡航导弹。
潜艇水下发射导弹最主要的要经历三关。第一关,初始定位关。第二关,潜弹出筒压力关。第三关,潜弹出水点火关。这里的第二关,潜射导弹出筒不仅导弹本身要承受巨大的压力,而且还要在巨大的压力下保持弹道。同时,在发射时潜艇也会承受巨大的压力。
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