深水炸彈垂直發(fā)射技術(shù)初探

趙亞鵬，陳延偉，張旭耀

（中國船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所，河南鄭州450015）

0 引言

深水炸彈在入水后下潛到一定深度爆炸，主要用于攻擊潛艇、魚雷等水下航行體，也可用于攻擊蛙人及水面目標(biāo)。目前，隨著反潛自導(dǎo)魚雷和遠(yuǎn)程反潛導(dǎo)彈的相繼出現(xiàn)，以及反潛直升機(jī)在水面艦艇上的裝備，除火箭深水炸彈和航空深水炸彈外，其它艦載深水炸彈已基本淘汰[1]。

從深水炸彈的發(fā)展歷史進(jìn)程看，世界各國海軍對深水炸彈在反潛戰(zhàn)中的作用產(chǎn)生了分歧。美國海軍作為全球性的遠(yuǎn)洋海軍，在反潛作戰(zhàn)中特別注重效率，重視發(fā)展反潛魚雷、反潛導(dǎo)彈和艦載直升機(jī)用反潛武器，在20世紀(jì)60年代以后就停止研制和裝備火箭深水炸彈。馬島海戰(zhàn)中，英阿雙方發(fā)射多枚反潛魚雷攻潛無一命中，而英軍反潛直升機(jī)投放的航空深水炸彈卻擊中了阿方潛艇。戰(zhàn)后，美軍重新審視航空深水炸彈在現(xiàn)代海戰(zhàn)中的作用，開始重視發(fā)展航空投擲深水炸彈[2]。目前，鑒于深水炸彈在淺水作戰(zhàn)中的作用和效果，美軍也在考慮裝備和研制艦載深水炸彈。

俄羅斯始終堅(jiān)持認(rèn)為除反潛魚雷和反潛導(dǎo)彈外，深水炸彈在現(xiàn)代海戰(zhàn)中有不可替代的作用，一直非常重視火箭深水炸彈及其發(fā)射裝置的發(fā)展，先后研制了7種火箭深水炸彈反潛系統(tǒng)[3]，并裝備到幾乎所有的水面艦艇上，其中RBU-12000的射程達(dá)到了12 000 m。同時(shí)研制了可供反潛飛機(jī)使用的多型航空深水炸彈。俄羅斯在深水炸彈技術(shù)上處于世界領(lǐng)先地位。

1 未來海戰(zhàn)的深彈需求

深水炸彈雖然具有抗干擾能力強(qiáng)、使用水深基本不受限制、結(jié)構(gòu)簡單和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但也存在射程近和命中概率低的缺點(diǎn)，特別是反潛制導(dǎo)魚雷的出現(xiàn)，讓深水炸彈在未來海戰(zhàn)中似乎處于一種可有可無的地位，然而事實(shí)并非如此。未來海戰(zhàn)對深水炸彈的需求依然存在。

1.1 淺水反潛需求

在水底情況比較復(fù)雜的淺水區(qū)域，例如港口和近海等潛艇活躍的主要戰(zhàn)場，由于礁石及沉船等影響，使得反潛魚雷使用困難，作戰(zhàn)效率降低。低成本的自導(dǎo)深水炸彈就成為此時(shí)最有效的反潛武器。

1.2 艦船編隊(duì)內(nèi)反潛需求

艦船編隊(duì)內(nèi)使用魚雷的聲學(xué)環(huán)境比較惡劣，極易誤傷己方艦船，因此深水炸彈就成為唯一可以在此作戰(zhàn)環(huán)境下使用的反潛武器。

1.3 水面艦艇反魚雷、反水雷需求

水面艦艇對抗魚雷攻擊，除了使用聲誘騙和干擾壓制聲自導(dǎo)魚雷，還需要有效地對抗非聲制導(dǎo)魚雷。火箭深水炸彈一次齊射可覆蓋較大區(qū)域，可以成為魚雷硬殺傷防御系統(tǒng)的主角。同時(shí)深水炸彈造價(jià)低、爆炸威力大，可以緊急炸開水雷陣，是一種有效的排雷手段。

1.4 水面艦艇反無人潛航器、反蛙人需求

隨著無人作戰(zhàn)裝備的發(fā)展，無人潛航器正成為水面艦艇面臨的新的威脅，同時(shí)對付敵方蛙人，也需要經(jīng)濟(jì)有效的手段，反潛深水炸彈可成為合適的應(yīng)對武器。

2 傳統(tǒng)深彈發(fā)射技術(shù)

深水炸彈在未來海戰(zhàn)中依然有其獨(dú)特的作戰(zhàn)方式和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。為了在未來海戰(zhàn)中發(fā)揮更大的作用，深水炸彈武器系統(tǒng)必須不斷地進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展。梳理傳統(tǒng)深水炸彈發(fā)射技術(shù)，有助于找到深水炸彈武器系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的方向。

早期的艦載深水炸彈是滾筒式深水炸彈，通過艦尾的投放架人工投放，攻擊距離近；隨后出現(xiàn)了膛式深水炸彈，通過發(fā)射藥產(chǎn)生膛壓將深水炸彈推出去，為早期的傾斜發(fā)射方式，同樣需要人工操作，攻擊距離約為100 m，見圖1。

圖1 膛式發(fā)射炮Fig.1 Rifle depth charge launcher

為提高深水炸彈的攻擊距離，采用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的深水炸彈，即火箭深水炸彈發(fā)展迅猛，成為目前各國普遍裝備的深水炸彈。通常采用傾斜發(fā)射方式，發(fā)射裝置可作旋回及俯仰運(yùn)動(dòng)，一般由發(fā)射管組、炮架、俯仰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)基座、接線箱和俯仰手輪等構(gòu)成，見圖2。炮管組一般呈弧形排列，便于自動(dòng)裝彈。火箭深水炸彈發(fā)射裝置能進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、穩(wěn)定瞄準(zhǔn)、射擊及自動(dòng)和半自動(dòng)裝彈。艦艇安裝甲板面下通常有揚(yáng)彈機(jī)、揚(yáng)彈筒、輸彈機(jī)和深水炸彈彈庫。

圖2 多管火箭深彈發(fā)射裝置Fig.2 Multi-barrel rocket depth charge launcher

3 深彈垂直發(fā)射技術(shù)

伴隨反潛作戰(zhàn)對象和作戰(zhàn)環(huán)境的復(fù)雜多變，未來反潛武器系統(tǒng)必然向集成化、多層次方向發(fā)展，多種反潛武器勢必采取共架發(fā)射技術(shù)。而深水炸彈所需的發(fā)射裝置、輸備彈裝置和彈庫占用空間過大，難以適裝現(xiàn)代艦艇[4]。探索深水炸彈垂直發(fā)射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)深水炸彈與反潛魚雷共架垂直發(fā)射，可提高深水炸彈貯彈密度，節(jié)省艦艇空間，增強(qiáng)深水炸彈的適裝性，同時(shí)垂直發(fā)射反應(yīng)時(shí)間短，無射擊禁區(qū)，可極大提高深水炸彈的作戰(zhàn)效能。

3.1 深彈箱式發(fā)射

火箭深水炸彈采用傾斜發(fā)射時(shí)，由發(fā)射管定向及發(fā)射，發(fā)射后，由輸備彈裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝彈。而采用垂直發(fā)射時(shí)，由于必須同垂直發(fā)射架進(jìn)行適配，深水炸彈發(fā)射管不再適用，需要探索實(shí)現(xiàn)深水炸彈的箱式發(fā)射。深彈發(fā)射箱具備與垂直發(fā)射架匹配的外部接口，可容納多枚深水炸彈，實(shí)現(xiàn)深水炸彈的串聯(lián)發(fā)射，見圖3，各枚深水炸彈之間設(shè)置有隔斷層，發(fā)射時(shí)無相互影響。深彈發(fā)射箱具有貯存、運(yùn)輸及發(fā)射深水炸彈的功能，多枚深水炸彈均預(yù)裝在發(fā)射箱內(nèi)，前一枚深水炸彈發(fā)射不影響后續(xù)深水炸彈，可實(shí)現(xiàn)單枚發(fā)射，也可實(shí)現(xiàn)多枚連續(xù)發(fā)射。

圖3 深彈發(fā)射箱示意圖Fig.3 Schematic diagram of depth charge launching container

3.2 垂直“冷” 發(fā)射技術(shù)

艦載導(dǎo)彈的垂直發(fā)射方式比較多，歸納為垂直“冷”發(fā)射和垂直“熱”發(fā)射2種[5]。

“冷”發(fā)射又稱外動(dòng)力發(fā)射，是一種利用導(dǎo)彈以外的動(dòng)力（通常為燃?xì)猓┫劝褜?dǎo)彈彈射離開發(fā)射筒（箱）后，待導(dǎo)彈離開艦面一定安全高度后，導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)在空中點(diǎn)火的發(fā)射方式[6]。 深水炸彈垂直“冷”發(fā)射方式可借鑒導(dǎo)彈垂直“冷”發(fā)射技術(shù)，采用燃?xì)獍l(fā)生器作為彈射裝置，提供深水炸彈出箱動(dòng)力。

深水炸彈垂直“冷”發(fā)射方式設(shè)想見圖4，冷發(fā)射箱主要由箱體、前蓋、后蓋、彈射裝置、固彈機(jī)構(gòu)、脫插機(jī)構(gòu)等組成。1個(gè)發(fā)射艙口可裝載4個(gè)深彈發(fā)射箱，1個(gè)深彈發(fā)射箱可裝載多枚深水炸彈。根據(jù)作戰(zhàn)需求，可串聯(lián)發(fā)射，也可并聯(lián)發(fā)射，滿足深水炸彈單發(fā)或齊射的要求。

圖4 深彈“冷”發(fā)射方式Fig.4 Cold launch mode for depth charge

3.3 垂直“熱” 發(fā)射技術(shù)

“熱”發(fā)射又稱自推力發(fā)射，是一種利用導(dǎo)彈助推器在發(fā)射筒（箱）中點(diǎn)火，利用助推器產(chǎn)生的燃?xì)鈱?dǎo)彈從發(fā)射系統(tǒng)中垂直推出的發(fā)射方式。深水炸彈垂直“熱”發(fā)射方式可利用深水炸彈尾部的火箭固體發(fā)動(dòng)機(jī)提供出箱動(dòng)力。

深水炸彈垂直“熱”發(fā)射方式設(shè)想見圖5，熱發(fā)射箱主要由箱體、前蓋、后蓋、壓力室、固彈機(jī)構(gòu)、脫插機(jī)構(gòu)等組成。4個(gè)深彈發(fā)射箱圍成的圓形區(qū)域和底部壓力室組成發(fā)射箱的公共燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)，深水炸彈熱發(fā)射時(shí)，燃?xì)馔ㄟ^壓力室轉(zhuǎn)向180°進(jìn)入中間圓形區(qū)域，排放至甲板面以上安全區(qū)域。深水炸彈垂直“熱”發(fā)射同樣可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)發(fā)射。

圖5 深彈“熱”發(fā)射方式Fig.5 Thermal launch mode for depth charge

3.4 小結(jié)

未來海戰(zhàn)要求深水炸彈具有較高的發(fā)射效率，即能串聯(lián)發(fā)射也可并聯(lián)發(fā)射。對于垂直“冷”發(fā)射技術(shù)，由于發(fā)射時(shí)不需要深水炸彈提供出箱動(dòng)力，對深水炸彈射程無影響，且發(fā)射箱無需進(jìn)行防火箭尾焰燒蝕處理，但串聯(lián)發(fā)射時(shí)，要求同一彈射裝置提供多次彈射動(dòng)力，對于彈射裝置要求較高，目前暫無相關(guān)設(shè)備[7-8]。對于垂直“熱”發(fā)射技術(shù)，深水炸彈需要提供出箱動(dòng)力及轉(zhuǎn)向，對射程有一定影響，且必須設(shè)計(jì)合理的燃?xì)馀艑?dǎo)系統(tǒng)以及開展防火箭尾焰燒蝕處理，但對射程的影響在可接受范圍內(nèi)，熱防護(hù)技術(shù)也較成熟，不存在未解決的技術(shù)難題。因此，從工程實(shí)現(xiàn)角度來看，深水炸彈垂直“熱”發(fā)射是目前較為可行的發(fā)射方式。

同時(shí)，深水炸彈垂直發(fā)射方式對深水炸彈武器系統(tǒng)和深水炸彈自身提出了新的要求。對于深水炸彈武器系統(tǒng)，垂直發(fā)射反應(yīng)時(shí)間短，火力轉(zhuǎn)移迅速，無射擊禁區(qū)，可實(shí)現(xiàn)全方位作戰(zhàn)，要求深彈武器系統(tǒng)根據(jù)垂直發(fā)射的特點(diǎn)作出適應(yīng)性改進(jìn)，優(yōu)化作戰(zhàn)流程及深水炸彈發(fā)射模式。對于深水炸彈，需要突破深水炸彈推力矢量控制技術(shù)，即解決垂直發(fā)射在短時(shí)間內(nèi)以最小轉(zhuǎn)彎半徑完成轉(zhuǎn)彎程序，使深水炸彈轉(zhuǎn)向目標(biāo)平面。

4 結(jié)束語

深水炸彈在未來戰(zhàn)爭中，依然可以勝任諸如淺水區(qū)域及艦船編隊(duì)內(nèi)反潛，水面艦艇反魚雷及水雷，反無人潛航器及蛙人等作戰(zhàn)任務(wù)，具有不可替代的作用。傳統(tǒng)深水炸彈發(fā)射方式有一定的局限性，探索新型深水炸彈發(fā)射方式對于未來深水炸彈的發(fā)展具有重大意義。實(shí)現(xiàn)一箱多發(fā)深水炸彈垂直發(fā)射須解決深水炸彈出箱，在“冷”、“熱”兩種可選的出箱方式中，根據(jù)這兩種技術(shù)成熟度分析結(jié)果判斷，深水炸彈更宜于采用“熱”垂直發(fā)射技術(shù)發(fā)射。