美國海軍下一代艦載垂直發射系統展望

2021-03-02 中外艦聞

儘管美國海軍海量裝備的MK-41垂直發射系統已經服役30餘年,兼容了多型反艦、反潛、對陸、防空、反導飛彈,未來還有望兼容新興的高超音速武器之一——「戰術助推滑翔體」(TBG),但美國海軍高層已經認識到MK-41的潛力已經基本耗盡,在「驚奇隊長」口號的需求牽引下,發展尺寸更大的垂直發射系統已經刻不容緩,這也是最近美國海軍高層在多個場合反覆強調的觀點。 

美國海軍在21世紀的第一款新垂直發射系統無疑就算DDG-1000上的MK-57,其尺寸比MK-41更大,儲運發射箱內徑增大了76.2毫米,內高增加了0.46米,理論上為美國海軍發展更大更重的飛彈打下了基礎,然而事實卻是MK-57的地位相當尷尬:

DDG-1000的建造數量從32艘大幅削減到了3艘,使得MK-57的預期裝備量只有區區240單元,相比多如牛毛的MK-41基本不值一提,這也就導致美國海軍發展只有MK-57可以搭載的,更大更重的飛彈完全沒有經濟性可言,和AGS的處境出奇的一致。 

MK-57雖然比MK-41尺寸更大,但依然不夠大,在被歐巴馬取消的「歐洲分階段切實提升」(EPAA)彈道飛彈防禦計劃階段4中,就相應配備了彈徑685.8毫米的SM-3 Block IIB防空飛彈,使其具備在起飛段和末段攔截洲際彈道飛彈的能力,這遠遠超出了MK-57的尺寸大小,更別說美國海軍後來設想的「動能攔截器」(KEI)、全球打擊等比SM-3 Block IIB更大更重的新飛彈了。 

深知MK-57局限的美國海軍在「朱姆沃爾特」級驅逐艦的基礎上進行「未來巡洋艦」(CGX)的規劃發展時,便結合防空反導的需求,設想了兩款新概念垂直發射系統,以充分其五層甲板高度所帶來的無限潛能: 

第一款是諾普推出的「模塊化發射系統」(MLS),和MK-41的熱發射方式不同,MLS採用冷發射方式,技術來源於「三叉戟」潛射彈道飛彈的發射系統,因此相當成熟可靠;冷發射方式還可以減少艦艇維護時的工作量,降低艦艇紅外特徵,避免飛彈點火後卡在垂髮內造成的破壞,同時對更大更重的飛彈也有更好的兼容性。 以往的垂髮在設計之初,口徑都採用一個固定數值,只有高度可調,如果口徑太小,會制約垂髮的使用潛力,如果口徑太大又會擠佔過多空間,影響艦艇的備彈量;為了解決這個問題,MLS創新性地採用了模塊化設計,放開了儲運發射箱的限定口徑,極大地解放了飛彈的尺寸。 

其中的標準型MLS口徑比MK-41更大,甚至還有可以容納SM-3 Block IIB的說法,6單元的標準型MLS空間和面積與8單元MK-41相近,這為現役安裝MK-41的水面艦艇返裝MLS提供了方便,也讓未來發展的新飛彈無需再硬性考慮和MK-41的兼容性;而非標準型MLS則可以根據飛彈量身定製,用於發射KEI和遠程彈道飛彈這樣的超大型飛彈;標準型和非標準型MLS之間的更換也非常方便,只要碼頭有臺吊機即可完成,這種設計思路很好地平衡了艦艇載彈量和垂髮使用潛力間的矛盾。 

第二款則是電磁助推垂直發射系統,相比冷發射方式,電磁垂髮使用線圈加速,可以省略冷發射方式的壓縮空氣等相關設備,後勤保障上更為方便,而且飛彈的加速曲線更為平緩和穩定,發射力度的調節也更為精確,還有可觀的升級潛力;洛馬早在15年前便和桑迪亞國家實驗室合作進行電磁垂髮的研究,並用原理樣機展示了發射飛彈的可行性;2008年,美國海軍更是向業界發表了一份信息徵求,希望廠商拿出的全尺寸原理樣機發射一枚和SM-3重量大小相同的死重時,加速度不超過20G,離開發射系統的速度不低於45米/秒,並且廠商要以CG(X)為裝艦對象,對電磁垂髮進行初步設計。 

在CG(X)於2010年被取消後,兩款新型垂髮也隨之被擱置,停留在了圖紙和原理樣機的階段,得以讓MK-41繼續稱霸美國海軍的水面艦艇,先後斬獲伯克III和FFG(X),擴大MK-41帝國的版圖。 CG(X)下馬後,美國海軍其實就已經開始了圍繞下一代「大型水面戰鬥艦」(LSC)的討論,不過當時正值伯克III進入研發階段,美國海軍也沒有面對大國挑戰的想法,因此數年來下一代LSC並沒有得到關注,放出的討論結果也就是設想了一些其所需的性能指標,以及將其定位為伯克代艦的打算。 

直到2017年,美國海軍水面戰辦公室主任(N96)羅納德·博客索爾少將在2017年海軍水面艦隊聯盟研討會(SNA 2017)的一次採訪中談到下一代「大型水面戰鬥艦」,才算是將此事正式擺到了檯面上,雖然他本人當時表示下一代「大型水面戰鬥艦」不一定是驅逐艦或巡洋艦,並且這個口徑一直維持到現在,不過在訪談中,他就提到下一代「大型水面戰鬥艦」,「需要具備指揮和控制能力」,實質上就已經定義了下一代「大型水面戰鬥艦」作為提康代艦的定位,直到1年後這段話又被重複了一遍,這碗冷飯才被媒體炒熱,並因此為人所知。 

兩年後的SNA 2019上,博客索爾在其演講中提到了下一代LSC,並將尺寸更大的垂髮列為了性能指標,這並不是什麼腦袋一熱所做的決定,其中最有可能的誘因還是得回到電磁垂髮研發的那段時間。 在電磁垂髮研發之時,美國海軍的「戰略系統項目」(SSP)便已在發展「潛射中程彈道飛彈」(SLIRBM),作為其「常規全球打擊」(CPS)的利器;SLIRBM由洛馬和軌道ATK公司研製,採用兩級火箭助推器,一級為「獵戶座」(Orion)32-7火箭,二級火箭為「獵戶座」32-4火箭,兩者直徑均為812.8毫米,1個「三叉戟」SLBM發射筒可以容納3枚SLIRBM。 

不過這項目多年來一直鮮有消息,直到近幾年美國海軍加大了對「常規全球打擊」(CPS)的研發力度,才讓SLIRBM再次浮出水面,美國海軍去年9月底發布的信息徵求(RFI)中,顯示CPS彈徑大於762毫米,採用「通用高超音速滑翔體」(C-HGB)為彈頭,1個從三叉戟SLBM發射筒衍生過來的「維吉尼亞載荷模塊」(VPM)中可以容納3枚,洛馬在今年2月還獲得了美國海軍的CPS研發合同;雖然目前沒有直接證據表明其關聯性,不過單憑這些間接證據,基本就可以肯定現在的CPS就是被重新挖出來的洛馬SLIRBM,2017年在夏威夷試射的那枚CPS身份也已相當明顯了。 

本來CPS只是供潛艇使用的遠程彈道飛彈,直到2018年11月,這種觀點才被打破,當時美國海軍「戰略系統項目」(SSP)負責人約翰尼·沃夫少將在年度海軍潛艇聯盟研討會上公開宣布有意把CPS配備到水面艦艇上,這是美國海軍首次提到CPS不限於潛射這一個選項;而在今年1月舉辦的2019年海軍水面艦隊聯盟研討會(SNA 2019)上,博客索爾明確表示「下一代打擊武器」(NGSW)將不會是一種飛彈,而是多款飛彈形成的一個家族。 

綜合這些消息,不難看出,CPS應該已經被選為了NGSW的一員;在大國對抗愈演愈烈的背景下,為下一代大型水面戰鬥艦配備遠程彈道飛彈和高超音速武器屬性點滿的CPS,就等於多了一顆可以從安全區域打擊潛在敵人內陸目標的銀色子彈,作用不言自明。如此粗壯的CPS自然就不是MK-41和MK-57所能兼容的,為此把被塵封的MLS翻出來無疑是最佳選擇,畢竟這種事美軍也幹得不少了,再加上MLS近乎於無的新技術含量,趕在下一代大型水面戰鬥艦定型前完成研發工作基本是小菜一碟;需求和技術都有了,MLS想成為美國海軍的下一代垂髮就是大機率事件了。

另一方面,電磁垂髮雖然理論上要比冷發射方式的MLS優越,不過畢竟是沒有驗證過的新技術,也就十幾年前玩過縮比原理樣機,全尺寸原理樣機到底有沒有被造出來都是個謎,就更別說工程樣機以及真正可以作為武器裝備使用的垂髮了,因此電磁垂髮想作為中近期的下一代垂髮是非常不切實際的想法,作為遠期解決方案安裝在後續批次的下一代大型水面戰鬥艦上倒還值得幾分期待。

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