前言:海军实力的评估维度中,垂直发射系统发射管的数量是重要考量因素。长期以来,美国海军在这一领域处于领先地位。回溯五年前,中国海军的垂直发射系统单元数量仅约为美国的五分之一。然而,随着中国海军舰艇建造进程以惊人速度推进,截至2024年末,中国海军已配备4576个垂直发射系统单元,而美国海军的单元总数为8400个,两者数量差距近乎一倍。
一:
舰载垂直发射装置的起源可追溯至潜艇应用。20世纪60年代中期,各类导弹迅速崛起,成为舰载主要作战武器。彼时,导弹发射普遍采用倾斜发射方式,反舰、反潜导弹多采用固定发射模式,防空导弹因需对准目标,故而借助可旋转的悬臂发射架完成发射。但这种旋转发射架存在诸多弊端,其体积庞大,运动部件繁多,结构复杂。从目标探测到导弹发射,往往需要十几秒甚至几十秒的反应时间,而且发射射界会受到舰艇上层建筑的制约。早期巡洋舰通常配备两座此类发射架,一次仅能攻击两个目标。冷战后期,空中打击效能显著提升,各国海军急需增强战舰的防空火力密度,然而通过增加旋转发射架数量来提升火力的方式并不可行。苏联在20世纪70年代初,以S-300系列陆基导弹发射系统为蓝本,研发出SA-N-6舰载垂直发射系统。该系统技术原理相对简单,相当于将两组S-300发射车以一定外倾角度安装于甲板之上。
SA-N-6舰载垂直发射系统有B203和B204两个型号。B203仅装备于“基洛夫”级大型巡洋舰,其甲板上仅有一个发射窗口,旋转发射架上的待发导弹受装甲甲板保护;B204则装备于“光荣”级巡洋舰,其转盘与发射窗口完全暴露于甲板,结构较为简易。B204弹盘的挂弹直径达3.8米,备用导弹存储于发射架下方舰体内,采用裸弹直线移动的装填方式。其发射技术也较为基础,发射筒内设有汽缸-活塞装置,点火后活塞快速收缩,使导弹以35-40米/秒的速度脱离弹筒,导弹上升至25-30米高度时二次点火。若点火失败,导弹将坠落到舰体外部。苏式导弹垂直发射系统占地面积较大,对舰体内部空间需求较高,圆形发射装置虽具备较高的甲板安装强度,但也限制了其安装范围。不过,该系统制造与安装难度较低,且与S-300导弹系统具有极高的通用性。
美国海军同样面临着苏联反舰导弹饱和攻击的严峻威胁,其双臂MK-26旋转发射架最快发射速度仅为1发/5秒。为此,美国推出了MK41舰载垂直发射装置。MK41采用模块化设计,8枚导弹与排焰道组成一个单元,每个单元截面规格为3.17米×2.08米。在搭载32枚导弹时,可节省近一半的舰内空间。该系统配备MK13/14/15三种发射箱,其中长5.79米的MK13/15发射箱可装填“标准”2导弹与“阿斯洛克”反潜导弹,加装0.95米适配段后,还能容纳4枚ESSM(“超级海麻雀”导弹)的MK22弹箱;长6.71米的MK14/MK21发射箱则可装填“战斧”和“标准”2ER导弹。由于省去了装填和随动发射环节,MK41的发射速率最高可达1发/秒。
相较于MK-26旋转发射架仅能形成1-2个火力通道,MK41舰载垂直发射装置的火力通道数量仅受火控雷达数量限制。导弹离开发射装置后可按程序转弯,有效规避了舰艇上层建筑造成的发射盲区,能够提供全方位的防空防御能力。此外,MK41除发射舱盖外,机械部件较少,驱动功率不足MK-26旋转发射架的十分之一,发射成功率高达0.997,平均故障间隔达11200小时,且某一部分出现故障不会影响整个发射装置运行。位于舰体内部的发射装置具备更强的抗毁伤和抗腐蚀能力。
不过,安装MK41系统需要按照最长弹箱规格穿透至少三层甲板,对舰艇结构强度、空间设计以及消防要求颇高。实际应用中,需依据军舰结构和任务需求选择不同模块。“提康德罗加”级巡洋舰舰体较长,前甲板可用空间充足,可在前、后甲板各布置8个MK41模块,其中6个模块只能采用战术模块;“伯克”级驱逐舰舰体较短,且近防系统布置在轴线位置,不得不取消前端4个模块,仅能选择6-8个攻击模块,需要在远程防空和攻击导弹模块的配置比例上进行权衡。
“提康德罗加”级巡洋舰曾现役22艘,其中CG61“蒙特雷”号、CG67“夏洛”号、CG70“伊利湖”号、CG72“维拉湾”号、CG73“皇家港”号具备反导能力。在太平洋地区,圣迭戈基地部署7艘、珍珠港基地部署3艘、横须贺基地部署2艘,共计12艘,占总数的55%;在大西洋地区,诺福克基地部署6艘、佛罗里达州梅波特基地部署4艘。“提康德罗加”级巡洋舰的服役寿命为35年,若2012年仅退役1艘,并临时封存11艘,原本计划于2028年全部退役的巡洋舰中,部分有望服役至2035-2045年,从而为后续接替型号的研制争取时间。美国海军原计划在2026财年至2029财年间,将至少3艘巡洋舰的使用寿命延长10年,但由于成本攀升、工程进度滞后,再加上舰体裂缝与结构性问题不断恶化且不可逆转,最终决定在2027年前将其全部退役。
二:
情况愈发严峻,美国新一代巡洋舰的研发项目因成本高昂,早在2010年就宣告终止。截至目前,美国尚未启动任何新型巡洋舰研发计划。随着升级工作的失败,美国海军将失去2684个Mk41垂直发射单元。在这种局面下,美国海军不得不使用驱逐舰来替代巡洋舰执行任务。伯克级驱逐舰的FlightI和FlightII型号仅配备90具Mk41垂直发射单元;而较新的FlightIIA和FlightIII型号虽将数量提升至96具,但由于电力供应和舰体空间的限制,难以再容纳更多舰员和防空作战指控设备。目前,太平洋舰队能够为发射系统补充弹药的码头仅有日本、关岛、夏威夷和加州四处。在高强度对抗作战中,舰艇很可能在一两次导弹齐射后就耗尽弹药。一旦日本和关岛的港口遭到攻击,舰艇只能选择返回夏威夷和加州港口补给,而这一往返行程分别需要两周和三周以上的时间。显然,2684个Mk41垂直发射单元的减少,极大地削弱了美国海军的作战能力。为维持舰队规模,美国海军决定将12艘服役长达33年的伯克级驱逐舰第1批次(FlightI)的服役期延长至2030年至2036年。
中国海军的舰载导弹在很长一段时间内都以仿制苏联的SS-N-2反舰导弹为主,防空、反潜导弹的技术水平也较为有限。直到上世纪80年代,中国海军在参观美国海军驱逐舰、巡洋舰时,才首次接触到刚刚装备不久的MK41舰载垂直发射装置。其独特的设计和强大的作战能力引发了中国海军的浓厚兴趣,当时还曾探讨过引进相关技术的可能性。然而,由于051型驱逐舰和053型护卫舰受限于舰体空间,无法安装该装置,再加上引进费用过高,这一计划最终未能实现。90年代的台海危机,暴露出中国海军水面舰艇作战功能单一、缺乏远海作战能力的问题。051型驱逐舰和053型护卫舰的防空能力薄弱,垂直发射舰空导弹更是长期处于空白状态。中国第一代舰空导弹是双装倾斜发射的“HQ-61”,即便后来改用六联装发射架,但其弹翼无法折叠,导致体积比八联装的HHQ-7型近程舰空导弹还要庞大。
彼时,中国海军水面舰艇的舰载垂直发射装置与国际先进水平相比,至少存在30年的差距。在此背景下,中国海军一方面从俄罗斯大量引进军事装备,另一方面着手开展第三代驱护舰的技术研发工作。舰载垂直发射装置对于第三代驱护舰的发展至关重要。起初,中国海军引进了俄罗斯的SA-N-6舰空导弹垂直发射装置,但该装置体积庞大,占用舱室空间多,即便不包含弹药储备系统,其重量也达到20吨,占用舰内面积113平方米。而且,为保证可靠的抗饱和攻击能力,通常需要安装2到4套。苏联仅将其装备在7000吨以上的大型舰艇上,而中国海军试图将其安装在排水量有限的051B驱逐舰上,最终导致前甲板仅能设置2组发射单元,后甲板为避免占用甲板下空间,不得不将4组发射单元安置在原机库位置,即便如此,发射单元数量仍比苏联的最低标准少2组。中国采购SA-N-6的主要目的是借鉴技术,因此仅为2艘051C驱逐舰配备了该装置。
052C型防空驱逐舰装备了中国首款自主研发的8个“海红旗”-9舰载垂直发射装置标准发射单元,其中舰首安装6个,舰尾安装2个。每个圆形排列的发射模块由6个直径0.6米、深7米的发射井构成,全舰共配备48个发射单元。在研制052C防空导弹驱逐舰的过程中,同样面临排水量有限与垂直发射装置尺寸较大之间的矛盾。尽管该舰排水量增加了2000多吨,但舰上空间依旧十分紧张。“海红旗”-9舰载垂直发射装置作为052C型防空驱逐舰的核心子系统,需要近8.5米宽、近10米长的巨大安装空间。由于中国海军在垂直发射系统领域缺乏传统技术经验可供借鉴,“海红旗”-9舰载垂直发射装置所使用的舰空导弹,是基于20世纪80年代中期研制的陆基“红旗”-9远程地空导弹改进而来。然而,“红旗”-9远程地空导弹的研制过程并不顺利,受限于技术储备不足和研制经验欠缺,其主要性能指标长期难以达到设计要求。
三:
中国直到20世纪90年代初期获取俄罗斯S-300地对空导弹技术后,才在90年代中期完成相关研制工作。此时,052C型驱逐舰的研制规划正式启动,将“红旗”-9导弹应用于舰艇之上成为唯一可行的方案。由于“红旗”-9地空导弹借鉴了S-300地空导弹的部分设计理念与技术成果,其发射方式也从原有的双联装倾斜式,转变为与S-300相同的四联装垂直冷发射模式。相应地,舰载垂直发射装置参考了SA-N-6舰载垂直发射系统,采用与俄制SA-N-6一致的冷发射方式,因而两者发射模式相同。不过,中国并未完全照搬,而是依据自身技术水平和作战需求,对发射装置进行了大量改进,通过削减标准模块发射单元数量,使装置体积缩小了10%。
该发射装置配备弹载主动雷达制导系统与舰载全向相控阵雷达系统,显著增加了火力通道数量。为提升发射频率,装置去除了复杂的旋转机构,并在中部增设支撑装置,每个发射井口均配备独立的发射舱盖,从而将持续发射速率提升至1发/1.5秒,与MK41舰载垂直发射装置性能相当。20世纪90年代中后期,为加快研制进度,中国海军在“毕昇”号试验舰上安装一个标准发射模块,并于1999年成功完成实弹发射试验。此后数年,又开展数十次发射测试,全面验证了发射装置的可靠性、多弹连续发射能力以及结构强度等性能指标,最终在2002年完成设计定型,开始批量生产并装备于052C型驱逐舰。
四:
相较于MK41舰载垂直发射装置,“海红旗”-9舰载垂直发射装置存在体积偏大、载弹量有限的问题,且仅能发射“海红旗”9导弹,缺乏MK41那样可适配多种规格发射箱的通用性,在实际应用中受到诸多限制,难以使水面舰艇平台同时具备中、远程防空与反潜能力。进入21世纪后,中国陆续服役多款自研与引进的垂发导弹,例如“鹰击”18反舰导弹弹体长度超过“海红旗”9,需要额外配备消防和排焰安全设备,这对舰载垂发装置提出更高要求。为此,中国海军启动一款通用性强、支持冷热共架发射的新型垂发装置的研制工作。经过4年多的研发,该新型舰载垂直发射装置率先装备于2010年开工建造的052D型驱逐舰。其结构设计与“红旗”-16垂直发射装置相似,由包含8个发射单元的基础模块构成,内部采用创新的同心布置设计,相比长7米、宽4.5米的“红旗”-16垂直发射装置,安装面积仅增加7%。4个八单元发射模块仅需8.5米长、6米宽的空间,较6个六单元的“海红旗”-9垂直发射装置节省近20%的空间,且能够发射十余种采用冷/热发射方式的导弹。考虑到052D型驱逐舰舱内空间与052C型相近,052D型驱逐舰将前甲板导弹发射单元数量减少4个,宽度缩减近1/4,并将后段发射系统从机库移至甲板,发射单元数量增至32个,较052C型驱逐舰提升32%。而055型驱逐舰则装备(前8后4)共14套8单元垂直发射系统,总计112个发射单元。
052型驱逐舰主要承担舰队远程防空与反舰任务,同期研制的054型护卫舰则侧重于中程防空与反潜作战。由于054A型护卫舰排水量仅4000多吨,舰上空间较为紧凑,体积较大的“海红旗”-9垂直发射装置不适用于该型舰艇。因此,在20世纪90年代末期,中国全新设计了体积更为小巧的“红旗”-16舰载垂直发射装置。该装置的标准发射模块由8个直径0.6米的组件组成,模块整体长3.5米、宽2.2米、深5.8米,结构设计借鉴MK41,模块中部设有共用排焰通道,可装填长度5.8米的储运发射箱,能根据作战需求配备“红旗”-16中程舰空导弹或鱼8反潜导弹。该装置的研制周期不到6年,创下中国海军导弹武器研制的最短时间纪录,为054A型护卫舰的批量建造创造有利条件。尽管054A型护卫舰开工时间比052C型驱逐舰晚2年,但在短短数年内便建成数十艘。
五:结语
预计到2027年,中国海军将拥有14艘055型导弹驱逐舰,共计1568个垂直发射单元;6艘052C型驱逐舰配备288个垂直发射单元;40艘052D/DL型驱逐舰拥有2560个垂直发射单元;60艘054A型护卫舰设有1920个垂直发射单元;2艘054B型护卫舰包含64个垂直发射单元,各类舰艇垂直发射单元总数将达6400个。而美国海军截至2027年,预计拥有73艘伯克级驱逐舰,配备7008个垂直发射单元。
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