多類型艦載武器共架發射彈位選擇策略

劉方，邱志明，馬溢清，王書滿

（1．海軍工程大學兵器工程系，湖北武漢430033;2．海軍裝備研究院武器系統所，北京 100161）

1 問題的提出

隨著新的設計理念和先進技術的不斷涌現，多種武器使用同1個發射裝置即共架發射將成為艦載武器系統發展的必然趨勢。共架發射可為艦載武器系統全方位作戰創造更優、更安全、多武器通用的發射平臺，對大幅度提高水面艦艇攻擊、防御和生存等綜合作戰能力起到重要作用。如可根據每次出航所遂行的不同作戰任務，靈活地搭配裝載不同數量的防空、反艦、反潛、對陸攻擊等多種類型的武器，大大提高艦艇的體系攻防能力;同時，由于更加緊湊的結構布局可大幅度地增加裝彈量并提高火力密度;另外，武器均裝備在甲板以下，也提高了艦艇的隱身性。

目前，世界上艦載武器共架發射主要采取垂直發射的形式，典型的有美國的MK41、法國的“席爾瓦”垂直發射系統，尤其是美國正在研制的MK57垂直發射系統，將能發射“戰斧”巡航導彈、“標準”區域防空導彈、“改進型海麻雀”點防空導彈、“阿斯洛克”反潛導彈及“魚叉”反艦導彈等多種武器，從而實現更大程度的通用化。

艦載武器共架發射一般采取陣列式共架發射系統，沿艦首尾線對稱布置，可根據需要及艦艇噸位大小靈活配置多個發射模塊，每個發射模塊由8個隔艙組成，可分別裝載8枚不同類型的筒彈。

假設某共架發射系統共有m個彈位，搭載防空導彈A、反艦導彈B和反潛導彈C這3種武器，某一時刻3種武器在艦艇上布局如圖1所示。其中已發射彈位數m0，對應隔艙用黑色實心框表示，防空導彈A的彈位數mA，反艦導彈B的彈位數mB，反潛導彈C的彈位數mC。顯然，m=m0+mA+mB+mC。

圖1 某共架發射系統彈位布局Fig.1Weapon-location layout of the common-frame launch system

問題是，當艦艇面臨空中、水面或水下威脅時，系統應該分別選擇A，B，C這3種武器的哪個彈位進行發射?是采取隨機發射的策略，即“誰準備好了誰先發”還是需要考慮其他因素有更好的彈位選擇策略?多種武器不同布局情況下彈位選擇結果是一樣嗎?本文在分析影響彈位選擇因素的基礎上，重點研究多種武器任意布局情況下彈位選擇的原則和方法。

2 影響彈位選擇的因素分析

如圖1所示，當需要選擇1枚防空導彈A攻擊某空中目標時，共有分布在4個發射模塊中的8個彈位可以選擇。究竟選擇哪個彈位取決于以下3個因素:①是否有利于保證艦艇和武器的安全;②是否有利于保持艦艇平衡;③是否有利于縮短發射間隔時間，提高發射速率。下面對共架發射可能產生的上述問題進行具體分析。

1）易碎蓋碎片對相鄰武器的發射產生影響

武器發射時，易碎蓋在燃氣作用下按預制槽及時破碎，碎片以一定速度向四周散去，對相鄰隔艙的武器發射有一定影響。

2）燃氣流沖擊對相鄰武器的發射產生影響

當相鄰發射艙蓋（裝甲蓋）處于打開狀態，武器發射時產生的強大燃氣流會沖破相鄰隔艙發射箱的易碎前蓋，并損毀箱內武器，甚至造成危險。

3）振動對相鄰武器的發射產生影響

當相鄰隔艙武器處于發射準備階段如慣導初始對準時，武器發射時產生的強烈振動會破壞其對準過程，導致對準時間延長。

4）初始飛行彈道交叉對艦艇和武器的安全產生影響

多種武器發射時，初始飛行彈道可能存在交叉。主要原因一是當彈位距離間隔較近的2種武器處于垂直上升段時，由于擾動、誤差等干擾因素導致2種武器發生碰撞;二是由于目標所在方位不同，導致多種武器進行程序轉彎時飛行彈道發生交叉，如艦首隔艙發射導彈攻擊艦尾方向目標，同時艦尾隔艙發射導彈攻擊艦首方向目標，從而威脅艦艇和武器的安全。

5）武器發射對艦艇左右兩舷的配重平衡產生影響

共架發射系統可根據需要及艦艇噸位大小靈活配置多個發射模塊和彈位，如美國“提康德羅加”級巡洋艦共裝有122個彈位，且沿艦首尾線對稱布置，可使艦艇左右兩舷初始配重基本平衡。武器發射后由于左右舷發射武器的類型、數量的不同會打破兩舷平衡，嚴重情況下會導致艦艇平衡受到影響。

6）發射間隔時間對艦艇安全和發射速率產生影響

發射間隔時間與艦艇安全密切相關。試想，如果發射間隔時間足夠長，前后發射的武器在空中不可能產生碰撞、干擾、彈道交叉等情況，則艦艇安全能得到保證。然而，發射間隔時間越長固然對保證艦艇安全是有利的，但是在多目標來襲的密集作戰條件下，不能快速打擊所有來襲目標會使艦艇長時間地處于一定的威脅等級，艦艇作戰火力通道被長時間占用，共架發射具有的高發射率的優勢得不到充分發揮。因此，在密集作戰條件下，彈位選擇要在保證艦艇安全的同時，盡量縮短發射間隔時間，提高發射速率。一般情況下，選擇不同發射模塊的武器比選擇同一發射模塊的武器，其最短發射間隔時間要小。

3 彈位選擇的原則與方法

綜合分析上述影響因素，得到彈位選擇的一般原則如下:

1）要盡量避免選擇相鄰彈位的武器同時發射，以免受到易碎蓋碎片、燃氣流沖擊、振動對武器發射的不良影響。

2）要盡量選擇距離間隔較遠的彈位，以免由于擾動、誤差等干擾因素導致兩武器在空中發生碰撞。

3）要盡量在艦首尾線左右兩邊的模塊交替選彈，以保持艦艇左右兩舷的配重基本平衡;對于有前、后彈庫布局的共架發射系統，要盡量在前、后彈庫交替選彈，既可保持艦艇前后彈庫的配重平衡，又可減少相繼發射武器之間產生碰撞、干擾的影響，縮小發射間隔時間。

4）要盡量避免選擇同一發射模塊的彈位，以免增加武器發射之間產生碰撞、干擾的影響，且發射間隔時間較長。

5）為了使所有類型武器在不同模塊選彈更具有持續性，即“有彈可選”，可在該型彈剩余數量最多的模塊中選彈。

依據彈位選擇的一般原則，總結出在任意布局下共架發射系統彈位選擇的方法步驟如下:

第1步:判斷當前是否有某隔艙正在進行發射活動，如果沒有任何隔艙被選中進行發射活動，則所有隔艙均為“優先級”隔艙，武器控制臺可從任意隔艙隨機選彈。

第2步:如果有某隔艙正在進行發射，則其所在模塊為“次優先級”模塊，所在隔艙的相鄰隔艙為“次優先級”隔艙，武器控制臺不宜在“次優先級”位置選彈，如圖2所示。

圖2 “次優先級”位置示意圖Fig.2The hypo-PRI position

第3步:判斷是否為前后彈庫布局，如果是雙彈庫，則前后彈庫交替選彈。

第4步:如果僅1個彈庫，那么，如當前“次優先級”模塊在左舷則右舷模塊可選，如當前“次優先級”模塊在右舷則左舷模塊可選。

第5步:比較可選模塊中該型彈剩余數量，選擇剩余數量最多的模塊。

第6步:在所選模塊中，進一步選擇與當前發射隔艙距離最遠的隔艙，即為推薦的選擇彈位。

隔艙距離的計算可采用的方法如圖3所示，在艦艇甲板面上建立以彈庫中心為原點的直角坐標系XOY，其中OX為艦首尾線，以艦首方向為正，OY垂直于艦首尾線，以左舷方向為正。由于共架發射系統一般以緊湊型陣列布局，各發射模塊之間的間隔很小可忽略不計。設發射隔艙的中心距離為單位距離1，則任一隔艙中心點的坐標（x，y）如圖3所示。

第7步:一旦當前發射隔艙中武器彈動后，則“次優先級”模塊和相鄰的“次優先級”隔艙恢復為“優先級”位置;且一旦新的彈位被選擇，其所在模塊和相鄰隔艙變為“次優先級”位置。

彈位選擇流程圖如圖4所示。

4 算例驗證

現在回到本文第1節提出的問題。假設防空導彈A、反艦導彈B、反潛導彈C在艦艇上布局如圖1所示。如果當前所有隔艙都沒有進行發射，當需要打擊空中、水面或水下目標時，武器控制臺可分別從武器A，B或C中隨機選擇任意彈位。

如果某隔艙正在進行發射，如圖5所示的某隔艙內武器C，則當再需要發射武器A，B或C時，根據彈位選擇的一般原則和方法步驟，可得到建議選擇的A，B或C的彈位隔艙和建議不選擇的“次優先級”隔艙。

圖5 某共架發射系統彈位選擇示意圖Fig.5Weapon selection of the common-frame launch system

5 結語

多類型艦載武器共架發射要真正做到安全、實用、高效，就必須解決多武器之間的發射協調問題。彈位選擇是協調各武器控制臺選擇武器安全空域的重要環節，直接影響到武器－目標分配、發射時域的控制。彈位選擇的過程和建議結果是由共架發射系統的協調管理模塊完成的，它將此結果發送給各武器控制臺，各武器控制臺可以接受或拒絕建議，并向協調管理模塊發出發射點火請求。共架發射系統接到點火請求后，協調各武器的發射點火時刻并向各武器控制臺回告“發射允許”或“發射等待”指令。如武器控制臺拒絕建議，選擇處于“次優先級”位置的相鄰隔艙發射，則協調管理模塊將延長其發射點火時刻，以確保多武器發射的安全。

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