核潛艇的運載火箭水下發射技術與陸上發射有何不同?
不同的發射環境對運載火箭發射系統的要求技術有哪些不同?陸地和潛艇發射運載火箭的威懾能力有何不同?
官方報道稱,北海艦隊這支潛艇基地組建以來,創造了世界核潛艇一次長航時間新紀錄,檢驗了中國核潛艇深海作戰性能,成功進行水下發射運載火箭,宣告中國海基戰略威懾力量正式形成,此外,連續42年守護核安全,從未發生過核事故。 via 多家媒體對外解密中國海軍首支核潛艇部隊
跑個題,純介紹水下發射過程:
A、說五常大殺器潛射彈道導彈:
一、濕式發射(發射筒內先注水):
發射筒注水開蓋,導彈筒內點火,動力出水,水下彈道可控(毛子的SSN18/SSN23),但要是點火失敗直接砸艇概率大;
二、乾式發射(發射筒內不注水):
1、蒸汽-燃氣發射+水面點火(米國潛射彈道導彈系列,我國巨浪系列,英國的北極星,毛子的布拉瓦):開蓋(發射筒內上方有自裂式硬凸膜蓋住此時水進不來),蒸汽-燃氣發生器工作,講導彈往上頂,自裂式硬凸膜破裂,出筒,導彈出水,點火往上,水下減阻頭罩拋棄(JL2、毛子SSN20的雙頭罩設計,外頭罩是鈍頭改善水下的水動力特性,內頭罩是尖頭改善氣動特性)或彈出減阻桿(三叉戟直接是鈍頭但是出水後減阻桿伸出減阻);
2、壓縮空氣彈射+水面點火(高盧的M1/M2/M20)過程同1,蒸汽-燃氣發生器換成壓縮空氣;
3、蒸汽-燃氣發射+水中點火(高盧的M4/M41/M51),過程出筒前同1,在近筒口點火,水下可控,近筒口點火比筒內點火對彈體衝擊更小,點火時產生的氣體在筒口及彈體後部形成體積較大 的初始尾空泡,減緩衝擊,但是要是有尾罩的,尾罩分離困難,而且有可能尾罩脫離後砸艇上;
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一些細節:三叉戟和JL2都是無動力出水,但是區別如下:
1、JL2使用雙頭罩設計而三叉戟採用鈍頭加減阻桿的設計(法國M51也是),雙頭罩結構複雜,但是內頭罩的氣動阻力比減阻桿更小;
2、JL2為了優化出水還使用了空泡補氣增強系統,從外頭罩釋放的空泡附著在彈體上,降低水潰滅壓力減小出水載荷,(毛子的SSN20也是用雙頭罩加空泡補氣技術),JL2遙測彈失敗過三次(貌似),加了此主動空泡技術驗證發射修改後就沒有失敗了;
3、JL2比三叉戟多了個尾罩,尾罩用以水下保護髮動機噴管及相關部件,尾罩這坑貨一開始脫離設計有問題,曾導致出水後點火失敗險些砸艇(關於200艇的軍八股報道),後來改進。
綜上,JL2彈體採用蒸汽-燃氣發射,無動力出水,彈體上採用了雙頭罩、主動空泡、尾罩,技術複雜,99年底立項,在水下遙測彈發射實驗中失敗三次,10年驗證主動空泡技術,11年中修改設計的遙測彈發射成功,11年底12年夏多次遙測彈發射成功,定型,200艇退役,13年底094執行JL2發射成功。
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B、巡航導彈
1、燃氣彈射+水面點火或水中點火(一般是垂直發射或傾斜,裸彈,米帝洛杉磯弗吉尼亞的垂髮戰斧、戰術戰斧,大深度發射水中點火,淺水水面點火,英國的戰斧、印度布拉莫斯、毛子的SSN21/SSN24/SSN26,毛子奧斯卡兩舷的花崗岩採用壓縮空氣彈射+水面點火,我國的093B/095垂髮);
2、導彈載具(水密運載器或注水運載器,運載器有無動力被彈射慣性自浮出水也有帶動力燃氣自航的)+運載器出水拋開頭蓋水面點火,魚雷管發射,一大票常規潛艇使用,核潛艇沒有垂髮的也是,才用燃氣動力載具的一般飛上天后再分離。
垂髮不佔用魚雷管發射,潛艇帶魚雷更多,儲彈量大,反應時間短,火力強大可飽和攻擊,水下彈道簡單,缺點是要專門的空間設置垂髮模塊,啞彈可能砸艇;
水平發射佔用魚雷管,但不用設置垂髮模塊,適用於常規潛艇,水平發射中無動力載具出水比自航出水載具更安靜,隱蔽性高,易製造成本低,但穩性較差出水速度低,動力載具水下可機動,出水速度高但設計複雜、水下噪音大。
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參考:《潛射導彈水下垂直發射方式綜述》 馬溢清
《國外潛射巡航導彈的發射技術》 常衛偉
《JL2猜想》鼎盛軍事ID:kktt、六千
liuqiankktt.blog.163.com/blog/static/121264211201311314191377
鼎盛POP3關於核潛艇垂髮的發言(pop3沒有明說093B,093B這型號是眾網友猜測的,但各路消息下一代攻擊艇垂髮肯定有。)
你問的其實是戰略核潛艇發展史,目測是一本30萬字左右的巨著。
貌似有點跑題了,不過畢竟問的是「發射系統」,對吧?
其實海基導彈最核心的問題,不是冷熱發射防水之類的,而是尺寸。
冷戰開始時,就算最小的彈道導彈,尺寸也是喪心病狂的,放到潛艇里純屬胡說八道。
照此思路延伸,還可以在潛艇背部弄個駝峰出來,雖然難看,但是起碼解決了數量問題。
實際上不光上面凸出來了,有的型號下面也凸出來了。另外還有一個做法是導彈傾斜放置,但是大型導彈非垂直發射容易出問題,在水面艦艇用得多些。
還有個辦法是減小導彈尺寸,但是尺寸受制於當時的火箭科技和核彈體積,這意味著射程和載重減少,潛艇要更接近敵方領土。早期核導彈射程才600多公里,聊勝於無,後來才逐漸到可用的程度。
媽蛋弄了這麼半天一直是駝背,能不能整個不駝背的出來?沒問題啊領導,水多加面,面多加水,把艇體加大就OK了。這艘排水量已經是20000噸了,是二戰潛艇的10倍以上,要知道二戰主力航母也才30000噸啊。
颱風級還有一個小技巧,就是發射艙獨立於潛艇本身,一般潛艇為了防水是雙重外殼的,發射艙採用單層外殼可以節約不少空間。
其實導彈的小型化技術一直在進步,但是呢,你搞出更小的導彈了,領導就覺得反正潛艇都那麼大了,乾脆把多出來的空間提高導彈射程吧,所以只見潛艇變大,導彈縮小倒是不明顯。
其次的發射技術就是發射方式的區別了,最早的潛艇是要浮出水面發射的,《K19》里過程很詳細,後來就變成水下發射了。
發射有熱發射和冷發射兩個思路,熱發射就是導彈在發射艙就點火了,自己飛出去,冷發射是用壓縮空氣或者別的東西把導彈彈射出去,然後再點火,可以在水裡點火也可以到水平再點火。、記得還有個思路是用發射櫃,就是把導彈的包裝箱發射到水平上,然後導彈再從水面發射,不過洲際導彈好像沒這麼乾的。(現在查不到了,可能是記憶錯誤)
不高興找圖,簡單說說
陸地發射分機動發射和發射井發射。以機動發射的白楊M來說,彈體長可以上20米。而發射井發射的例如和平衛士也是20米以上。但由於潛艇艇體直徑限制,主流潛射彈道導彈長度都在15m以下。三叉戟C4,10m左右,最長的也就是D4上的R29 14.8米(付出的代價就是大龜背)。
難點1:設計講究,首先水和空氣密度不同,怎麼又能照顧水下姿態又要保證空中姿態是個難點。我軍包括外軍早期SLBM均採用兼顧水下,著重空中的尖頭設計。後期則改成了雙頭罩,或者三叉戟的減阻桿,說來說去就是增重。同時在要保證射程和投擲重量的前提下,尺寸還要能塞進潛艇內部,要求的技術難度更高。舉個例子就是彈體材料,比較新的用芳綸,比較老的則為鋼。當然我也不是說鋼結構就差,設計合理的話也不錯。另外個例子就是推進劑,高推重比當然可以增加投擲重量,同時可以保證需要的射程。陸基這方面則寬鬆一些,包括DF5這種尺寸和液體燃料都不是事,只要能打到華盛頓就得了。
難點2:SLBM點火方式很講究。方法一般分兩種,一種就是先彈射出水,出水後點火(水中彈道不可控)。三叉戟和我軍JL2即採用這種方式,具體可以在視頻里看出,出水瞬間轟的一下點火。第二種則是水下直接點火(水中彈道可控),聽起來確實很酷,由於受到擾動較小可以在較高海況時發射,精度可以得到保障。簡單來說第一種方法的麻煩就是彈到水面速度基本沒有,點火窗口就那麼一點點,晚了一點點就砸回去。別說這是危言聳聽,因為這種發射方式都不會特別深,土鱉的老200艇就遇到過這種事。第二種方法的問題就是技術難度大,想像一下怎麼能保證不熄火,怎麼能安全在艇內點火。陸基這種的考慮就少了,畢竟發射車/井和潛艇不是一回事。
難點3:射速。射速要說重要也重要,不重要也不重要。採用出水後點火的熱發射射速一般來說較慢,打完備彈可能需要5-10分鐘。如果說不巧正好旁邊有個SSN,那搞不好就要挨反潛導彈了。說不重要那就是都打核彈了,發射陣位也不會太前出。陸基蛋這方面的考慮就很少了,反正發射車和發射井都是獨立的,同時發射搞個審判日都無所謂。
難點4:出水姿態。一般典型發射環境是潛望鏡深度,2-5節左右航速. 其實我應該把這個放在前面的,這個問題可以說是4個可以獨立研發SLBM的國家都遇到的問題。熱發射首先姿態要考慮潛艇航速及洋面,俗話說無風還三尺浪,波高波速什麼都能影響導彈的俯仰角乃至最終彈道,更不用提水下的姿態問題了。老毛子搞的水下點火這方面到稍微好一些,一般來說近期新的SLBM全部裝了主動空泡技術解決出水姿態問題。法國人喜歡拿水池進行試驗,老毛子喜歡拿試驗艇,這個東西沒辦法的,只能多試驗,計算機幾乎無法模擬。這個肯定是和陸基最大也是最重要的區別了。
剩下還就是一些類似精度的難點了。SLBM可以說是一個國家綜合國力的體現了,比魚雷還小眾。縱觀4個獨立研發能力的國家,除了我鱉是從JL1 中程直接跳到JL2洲際之外無一不是一點一點的試射出來的。就連美國和俄羅斯在三叉戟和布拉瓦上面也失敗了不少次,M51更是栽了不少跟頭。英國人則直接用美國的三叉戟了,僅僅自己研製核彈頭。不同的發射環境對運載火箭發射系統的要求技術有哪些不同?
外觀上容易看出,潛射導彈是「土肥圓」 陸基洲際導彈更像是「高廋美」下圖是3款典型的潛射導彈,依次為:俄羅斯 布拉瓦;法國M51(陸地發射測試);我國巨浪2;
下圖是俄羅斯白楊M與我國的東風31;
下圖是俄羅斯白楊M與我國的東風31;由於核潛艇空間有限,不能搞路基那樣的體型,必須縮短彈體長度,增加彈徑;即便這樣,我國的第一代潛射導彈載體,092型彈道導彈核潛艇也是龜背的造型;正如@孟德爾文中提到的。
在技術上,潛射洲際導彈相比路基洲際導彈,需要解決如下的技術問題:
1.彈體尺寸以及結構強度;
2.動力問題,涉及到固體燃料火箭發動機,固體燃料的研發(為了儘可能減小彈體大小,需要更高效以及更加安全能夠長期貯存的固體燃料);
3.水下發射技術,涉及到發射方式(冷發射,熱發射),水下點火,出水二次點火,出水姿態控制等。
陸地和潛艇發射運載火箭的威懾能力有何不同?
潛艇最大的優勢就是隱蔽,理論上,彈道導彈核潛艇能夠攜帶足夠摧毀一個中等國家的核彈頭在海洋的任何一個角落巡弋,足夠遠的航程和足夠大的潛深是其最佳隱匿手段。能夠對敵國發起突然襲擊。
最重要的是,在本國遭受核打擊之後,核潛艇是最可靠的二次打擊手段,甚至是唯一核反擊手段(參考英國與法國的核力量);在核打擊的過程中,最容易遭受損失的是核發射井,依靠公路機動的車載路基洲際彈道導彈生存能力略好,生存能力最好的就是戰略核潛艇。一般來說,陸基發射井的生存概率不到一成,戰略轟炸機略高,大約三成左右,潛射的戰略核潛最高,有9成。
潛射彈道導彈,或者說戰略核潛艇,與陸基洲際導彈的威懾力最大的不同是擁有水下核力量的國家具有拒止能力,能夠對同樣擁有核武器的其他國家造成威懾,使其不敢輕易動用核武。
一條戰略核潛艇的威懾力是驚人的,以美 俄亥俄級 戰略核潛艇為例,一條俄亥俄能夠攜帶24枚三叉戟D5潛射導彈,一枚三叉戟D5最多可以攜帶14枚核彈頭,多達300餘枚的核彈頭足以將一個中等國家打回石器時代。
可以這麼理解:沒有戰略核潛艇就沒有話語權。
根據我多年玩鞭炮經驗
竄天猴要從水下發射,首先要解決的是防水問題
至於其他方面,尤其是導航方面,我不在乎
我看我可以去印度設計導彈海基彈道導彈(就是彈道導彈核潛艇),一般認為比陸基(陸地上發射的彈道導彈),更有威懾力。
海基在白楊之類的移動陸基發射導彈出現之前,一直是比較可靠的核反擊力量。因為早期的陸基都是發射井並且帶有發射征地。而發射井是事先挖好,把導彈放進去,固定的很容易被敵方探測到,並在核打擊第一波攻擊覆蓋到。參見下圖。
海基因為可移動,而且以深海作為保護,防核打擊力量強,所以一直是核大國的標誌。比如前蘇聯的航母群,很重要的一個作用,就是保護蘇聯彈道導彈核潛艇不受北約反潛力量的打擊。
但是如一樓所言,技術難度也比路基高的多,參見我共海基核力量的血淚史……知道水冢現象嗎,好了你可以去cnki查了,你會發現搜出來一堆圓柱形物體出水。。。
應該不同吧。
用打火機點燃和用煙頭點燃,差距很大的好么。還有點燃了再扔出去和扔出去再點燃兩種。
當然,不排除自燃可能。
樓上有個人是真說對了,核潛艇的水下技術就是尺寸問題。 颱風級為什麼做那麼大,就是因為要和三叉戟一代的8000公里和三叉戟二代的12000公里射程抗衡,而蘇聯的導彈技術和美國有很大差異,因此要達到三叉戟一代導彈的要求,導彈就必須做大,但問題是如果潛艇還像德爾塔 IV那麼大的話,就會有非常大的龜背,而龜背非常不利於隱蔽,因此颱風級是典型的為了SS-N-20的尺寸而開發的。
二者威懾力不在一個級別上。
- 陸基導彈發射點一旦被敵方偵測到,幾乎就是一個固定的靶子,被擊毀應該只是時間問題,的幾率遠遠大於能靠深海隱藏並且能運動的潛艇。 所以陸基導彈發射點是國家機密,如果泄密了,陸基的威懾力將大大降低,應該會更換地點吧。
- 戰略核潛艇是一個移動的導彈基地。 海基導彈能靠海洋環境隱藏自己,並且運動的潛艇能減小被毀滅的概率。此外,能進入深海的潛艇將導彈的威懾範圍大大擴大。
朝鮮都具有了潛射彈道導彈的成功能力。當然,一開始全世界網民主流認為是ps的
水下發射出來比較容易,但是出水的時候很關鍵。由於水密度和海平面空氣密度相差好幾個數量級。火箭(導彈)很容易受到水面的波浪擾動。如果處理不好,就等著發射失敗了。
潛射首先要彈射到海面(電磁彈射、爆破彈射等),出水後點火,飛起來了再調整彈道。
路基導彈是直接點火進入彈道。
彈射和空中點火都是技術活。。。其實,路基導彈也有彈射的,二十多多年前我看過一次導彈實驗,大約是8000公里的中程彈,就是從發射車上彈射起飛的。
彈射起飛的起碼好處是車不會被火焰燒到吧?
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