【互動】道理其實很簡單!簡介Mk41垂直熱發射系統

美國的MK41垂髮系統的實戰記錄無可辯駁地證明，垂直發射系統具有水面艦載常規和單一用途發射系統無法比擬的優勢。MK41不僅在美軍的整個作戰行動中發揮了重要作用，而且對未來戰爭的作戰模式也產生了重大影響。艦載垂直發射系統的發展賦予海軍神奇的力量。

美國的MK41垂直發射系統從海灣戰爭首次參戰到伊拉克戰爭為止，已經成功發射了2 500多枚飛彈。實戰經驗表明，垂直發射系統具有水面艦載常規和單一用途發射系統無法比擬的優勢。MK41發射的大量「戰斧」對陸攻擊飛彈不僅在美軍的整個作戰行動中發揮了重要作用，而且對未來戰爭的作戰模式也產生了重大影響。艦載垂直發射系統的發展賦予海軍神奇的力量，使它能夠滿足今天及未來戰爭防空、反潛、對陸攻擊等多種任務需求。

美軍Mk41垂直熱發射系統發射單元

獨佔鰲頭的MK41

MK41的來龍去脈在美國，垂直發射系統最初的發展設想並非海軍帶頭提出的。早在1973～1974年間，美國個別分析人士提出發展一種結構簡單、高發射速度、能增大艦載攻/防飛彈載彈量且不受發射扇面約束的發射裝置。這個建議一度還遭到美國海軍水面戰中心部分人的反對。海軍「宙斯盾」艦船計劃的人員也曾認為：開發一種新的發射裝置將會把注意力和資金從水面艦船真正的關鍵性需求——「宙斯盾」系統轉移開。他們還認為，現有的MK26發射系統照理來說已經「夠好」的了。只是在1975～1976年間，在國防部副部長辦公室工作的一些海軍軍官才促成將研製經費撥給海軍，用於開發新型艦載飛彈垂直發射系統。

1977年，MK41開始全面發展，1978年2～3月第一次垂直試射了「標準」2飛彈（SM-2），還垂直試射過「魚叉」反艦飛彈。但到了1981年，海軍部長約翰·萊曼強調說，反艦型和對陸攻擊型「戰斧」飛彈也要利用這一新型垂直發射系統發射，這一決定製止了曾經考慮的「魚叉」反艦飛彈垂直發射系統的發展。

Mk41展示模塊替換能力

美國海軍原來打算用MK41發射射程不超過「標準」2的飛彈，因此，早期試驗的垂直發射裝置被工業部門稱之為「戰術」型模塊（全長6.76米），除了能發射「標準」2飛彈以外，還很容易適應垂直發射型「阿斯洛克」反潛飛彈和「魚叉」反艦飛彈。然而，海軍部長萊曼想要垂直發射系統能夠發射「戰斧」飛彈，而不是「魚叉」飛彈，於是，發射裝置的全長增加到7.67米，發展成最初的MK41 Mod0型，即「打擊型」長度的模塊。後來於1990年才又開始研製適於發射尺寸較小的「標準」飛彈的「戰術」型模塊。

美國海軍認為，MK41大大簡化了未來飛彈系統在水面戰艦上的組合，並可滿足上世紀七十年代中期確立的一切戰術發射要求。儘管最初海軍對這個計劃持保留態度，但其優點最終得到軍方和工業部門的肯定。

——火力強：在MK26（46枚飛彈）佔據的空間可安裝8個隔艙模塊（61個飛彈發射箱及整套飛彈裝填設備）。每個隔艙模塊中可有兩枚飛彈同時做好發射準備（兩枚飛彈同時點火）。發射速度接近每秒一枚飛彈。

——反應快：在對敵艦/敵兵力進行評估、武器選定和準備飛彈的同時操縱發射裝置。

——功能多：對各主要戰區可同時控制多種用途飛彈實施防空、反潛、反艦和對陸攻擊。

——戰鬥有效性提高：發射裝置/飛彈保護在甲板之下。每個飛彈模塊都能執行全部發射功能。不怕單個零件損壞，只有艦艇功能徹底喪失才會造成失效。有備用的火力控制系統和彈庫接口。不受戰鬥損壞和事故的影響。定常判斷隔艙內飛彈的狀態（跳彈、啞彈、空室）。

——發射控制使用海軍現有計算機，對未來海軍改進的計算機適應性也很強。通用的數字式接口容易和新的飛彈兼容。有多種類型飛彈發射能力。

——購買和維修費用低，比被取代的發射裝置的零部件少得多。維護要求少、可靠性高、無需人工操作。

MK41的結構及設計特點

標準化、模塊化上世紀60年代末，西方國家在艦艇設計中首先採用了模塊化設計，亦稱「可變有效載荷」設計原理。該原理將艦體和艦載武器系統，以及其它設備分成若干結構實體，並制定了每一結構實體的標準尺寸規格。由於採用這種原理設計的艦艇及其設備都有相應的標準尺寸，所以便於運輸和安裝，而且也便於艦船現代化改裝。模塊化結構的飛彈垂直發射裝置就是「可變有效載荷」設計原理的產物。模塊單元既能與其它單元整合為更大的結構或系統，也能自成一體，互換或替代後形成不同的結構或系統。MK41有兩種基本結構模塊，一是8隔艙標準彈艙模塊，二是貯運發射箱模塊。

8隔艙標準彈艙模塊 MK41有「打擊型」、「戰術型」和「自衛型」三種標準彈艙模塊。標準彈艙模塊為獨立結構，有一套獨立的發射程序控制裝置、電機控制盤、艙蓋開啟機構、燃氣排導系統和噴水冷卻系統。每個標準模塊均為8隔艙，每個隔艙裝一個飛彈貯運發射箱。一個武器系統通常由4個、8個或更多的標準模塊組成，可以根據任務需求和艦船條件的不同對模塊進行組裝和改變。發射程序控制裝置對標準模塊中8枚飛彈中的兩枚同時進行控制，並對電機控制盤發出指令打開或關閉艙口蓋。

「打擊型」模塊長約7.6米，是尺寸最大的模塊，可以發射目前裝備和計劃發展的飛彈，如支持海基中段彈道飛彈防禦的飛彈和對陸攻擊的「戰斧」飛彈。「戰術型」模塊長約6.7米，主要是為盟國研製的，用於發射「標準」和「阿斯洛克」飛彈。體積最小、質量最輕的「自衛型」模塊是MK41的最新一型標準模塊，用於發射「改進型海麻雀」飛彈。該模塊長5.2米，是滿足近海巡邏艦船、小型護衛艦和兩棲登陸艦裝備和任務需求的理想尺寸，艦艇如有兩層甲板就可以安裝該系統。可見，MK41標準模塊的設計除可適用多種飛彈以外，還適用於多種類型的艦艇安裝。

貯運發射箱模塊 MK41的貯運發射箱用波紋鋼製成，按2.82千克/釐米2 內壓設計。MK41標準彈艙模塊可以適裝不同型號的發射箱。MK14發射箱用於「戰斧」飛彈，MK21用於「標準」2 Block Ⅳ/ⅣA。MK13發射箱用於「標準」2 BlockⅡ/Ⅲ/ⅢA/ⅢB，MK15用於「阿斯洛克」反潛飛彈，MK22用於發射單枚「海麻雀」飛彈，這些貯運發射箱長約5.8米，可以串聯長度近1米的適配器。MK25用於發射四聯裝「改進型海麻雀」飛彈。以下端支撐方式串聯適配器的方法原理簡單，支撐可靠。短的貯運發射箱和相應適配器串聯後長度統一，使不同飛彈所需的縱向支撐轉化到發射裝置的同一底部支撐接口，便於在底部實現貯運發射箱的定位、減震和緩衝。

但使用適配器也有明顯的不足之處。首先，它們要佔用一定的艦上空間和有效載重量。在採用適配器的標準模塊中，適配器的重量超過2噸，是10枚「海麻雀」飛彈的重量。其次，適配器的裝配會影響到飛彈的裝填速度。第三，在公共燃氣排導系統中，適配器也要提供燃氣流排導通道。

每個發射箱都有前「穿通」蓋和後「吹破」蓋。前「穿通」蓋由經橡膠浸漬的玻璃纖維層壓材料製成，能承受鄰近隔艙飛彈發射時產生的高溫高壓燃氣流的衝擊。下端蓋設計成在飛彈發動機點燃情況下箱內產生的壓力可將其吹成四瓣形狀的結構。箱頂部內表面的抗燒蝕塗層保證發射8次不用更換發射箱。而當鄰近飛彈發射時，後蓋能承受較大的外壓而不會被衝開。

飛彈貯運發射箱既是運輸容器，又是發射導軌，處理飛彈就像對待「木頭彈」一樣，發射前不需要艦上維修或準備。發射箱頂部還設計有噴淋裝置，每分鐘可噴水176升，用於必要時給飛彈降溫。

此外，與發射裝置配套的裝填設備是一臺液壓摺疊式起重機，佔據三個發射箱的空間。平時設備存放在甲板下面，使用時，通過升降機和吊車的液壓系統上升到甲板上展開起重臂，可從彈庫側面將裝有飛彈的發射箱吊裝至任意隔艙，也可將空的發射箱吊出，以便再次使用。

為Mk41裝填新的發射模塊

裝有吊裝設備被認為是MK41的重要特點之一。因為這不僅可以在基地或錨地補給彈藥，而且還可以在海上通過彈藥補給船或普通運輸船進行補給。在研製初期，裝填速度曾定為可在5級海情下每小時裝填10個發射箱。但據報導，在海情不超過3級的情況下，實際裝填速度每小時僅3～4個發射箱。這樣一來，即使給「提康德羅加」級飛彈巡洋艦補充50％的彈藥，也需要15～20小時。因此，垂直發射裝置直接在戰區重新裝彈的現實性受到一些專家的質疑。美國正在進行的研究表明，他們有可能去掉裝填設備，增加飛彈裝載量。

MK41研製初期還曾計劃為其設計專用裝填設備，其中有導軌式方案，後來考慮經費和時間因素，最終選擇了瑞典HIAB-FOGO公司設計的民用吊裝設備，只進行了必要的改進。

燃氣排導系統MK41的每個8隔艙標準模塊的公共燃氣排導系統都由貯運發射箱、排氣通風室（氣室）和上氣道組成，8個飛彈貯運發射箱共用。排氣通風室和上氣道由鋼製的框架和填有MXBE-350玻璃的酚醛樹脂構成。MK41發射箱採用吹破式後蓋，為使發射箱排導的燃氣流不影響相鄰彈箱，就在低壓力室頂部與各個發射箱下蓋接口處，安裝了各自的自動開閉門。它的工作原理是：正常發射（或誤點火）時，燃氣流衝破下蓋，吹開自動開閉門進入低壓力室，再排向大氣。低壓力室內的燃氣流由於受到相鄰彈箱自動開閉門的阻擋而不會進入相鄰彈箱。飛彈移動一段距離後，當吹在自動開閉門上的燃氣作用力減弱到小於其復原力時，自動開閉門就會自動關閉，阻擋相鄰彈箱發射時產生的燃氣流進入箱內。自動開閉門能經受多次發射使用。

強調系統適用性新一代水面艦艇必須適用性強。一艘艦船的服役期通常由其戰鬥系統決定。歷史上，艦艇部件中最昂貴、改進耗費時間最長的當數飛彈發射裝置，而現代海戰中海軍越來越依賴於使用飛彈武器。MK41可以在無需進行昂貴、耗時的艦船和發射裝置改裝的情況下擴大任務能力。它的標準模塊化設計和開放式的體系結構具有很大的發展潛力。在目前可發射6～7種武器的基礎上，還可以繼續增加海基彈道飛彈和海軍用於水面火力支援的多種武器。

如果說通用性考慮更多的是財政因素，那麼適用性則是系統威力的關鍵所在。MK41在設計之初就採用了開放式體系結構，簡化了對武器系統進行的改進和發展。從20年前到今天，MK41已經不斷升級，目前仍與20年前共享的僅僅是當時艦上安裝的通用發射裝置的金屬結構。其發射控制系統程序可適應所做的任何必須的改變，而貯運發射箱也可進行改裝以適應未來的機械裝備和發射裝置。

Mk41發射「標準III」瞬間

MK41的改進與提高

為使MK41在21世紀初適應美國新的海上作戰任務需求，目前，美國海軍對該系統的升級和改進主要有以下幾個方面。

新型單隔艙發射裝置（SCL）現有MK41的最大不足是體積龐大、重量大、結構複雜，限制了其在小型艦船上的使用。為彌補這一不足，目前美國國防部與洛馬公司正在共同研製MK41新型模塊式單隔艙發射裝置。該發射裝置的最大特點是使用靈活，可布置在任何尺寸和空間有限的艦船上，滿足小型艦船裝備的需要

新型單隔艙發射裝置的設計強調繼承性，充分利用了現有的經過實戰檢驗的MK41的結構、軟體、開放式體系結構及火控系統，以及MK25四聯裝貯運發射箱，只是在結構上採用了新型單隔艙發射裝置結構。該發射裝置與現有的MK41有大約90%的共用性，只有燃氣排導系統需要重新設計。採用MK41最新的軟體、計算機和電子裝置，因而它與現有艦船系統和設備有很好的兼容性，極大地降低了系統的壽命周期成本，可提供更高的可靠性、適應性和可維修性。由於採用四聯裝MK25貯運發射箱，一個發射裝置隔艙可裝4枚「改進型海麻雀」飛彈（ESSM）。該發射裝置的服役期限可達25年。

繼續擴展通用能力MK41是目前世界上通用性最強的垂直發射系統，能夠發射反艦、反潛、防空、對陸攻擊等不同作戰用途的多種武器，並已與9種不同級別的艦艇和10個國家10種不同武器控制系統實現一體化或正在進行一體化。儘管如此，美國海軍仍在積極研究更多的武器利用該發射裝置發射。如，水面火力支援的海軍戰術飛彈（NTACMS）、海軍區域作戰「標準」2 Block IV A和「標準」3飛彈（題圖）、「獨眼巨人」光纖飛彈，還在進行「紫菀」15/30飛彈、「先進中程空對空飛彈」、「納爾卡」誘餌彈等武器發射一體化的可行性研製。

沒有止步於MK41

下一代的Mk57垂髮系統

NGVLS垂直發射裝置美國諾斯羅普·格魯門公司正在為美國海軍研製「新一代垂直發射系統」（NGVLS），設計目標是減少操作人員、改進維護方法、降低壽命周期費用。該發射裝置設計為採用5個發射隔艙的模塊，其中一個隔艙作為燃氣排導通道。已用該發射裝置試驗發射了ATACMS飛彈和專門設計的「標準」Block Ⅲ火箭發動機。發射裝置的燃氣排導系統採用水冷卻，試驗表明，與MK41相比，飛彈的燃氣溫度可大為降低。

同心筒式垂直發射裝置美國新開發的同心筒式發射裝置採用了類似「海狼」飛彈發射箱同心排導的原理，而不是MK41的公共燃氣排導方式。該發射裝置由同心發射筒、分布式電氣設備和艦載武器模塊三部分組成，其關鍵技術是同心發射筒結構技術、自主折轉燃氣流排導與防護技術，以及分布式「即插即用」式電子控制技術。同心發射筒的結構僅有5個組件：內筒、外筒、半球形端蓋、底板和支撐內筒的縱梁。內筒起支撐導向作用，帶孔的底板和半球形端蓋構成增壓室，燃氣流在此折轉180°流向內/外筒之間的環形排導通道，並從其上端排出。由於每個同心發射筒獨立完成燃氣排導，因而對鄰近飛彈發射筒沒有任何影響。同心發射筒結構緊湊，佔用空間少，安裝數量靈活，適裝性強。

MK57「先進垂直發射系統」雷錫恩公司目前正在為美國海軍未來驅逐艦DD－（X）研製MK57「先進垂直發射系統」。為提高發射裝置的適裝性，需要使標準模塊小型化。因而該發射裝置的模塊式隔艙採用4隔艙標準模塊。據稱，該垂直發射裝置以4隔艙為一組沿艦船兩舷布置，可為艦船提供一個防護殼體，阻止或減少外部爆炸的損壞，並改進發射裝置的裝艦靈活性，以及避免甲板集中式彈庫被擊中後給艦船帶來的致命災難，提高艦船的生存能力。

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