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德国球输了,军舰也差点炸了……

局座召忠

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这几天德国队在世界杯上的表现让人揪心,输给韩国、败北归乡更成为人们茶余饭后的话题。绿茵上的德国球队战绩欠佳,蓝水上的德国舰队也好不到哪里去。

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之前被德军寄以厚望的新式“F-125”型战舰,其首舰刚被德军接收,就被发现出各种问题一堆“bug”,导致被买家差评退货、回厂返工了。然而就在当地时间6月21日,德国军舰发射的导弹把自己烤焦了,真是祸不单行!

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德国萨克森级“F124”型护卫舰事发现场

德国的工匠精神向来以严谨细致、精雕细刻著称,甚至“良心下水道”曾成为轰动一时的佳(谣)话(言)。网友们不禁感慨——难道是被印度附体了?

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这艘连自己都炸的德国萨克森级“F124”型护卫舰,当时正在挪威海岸附近航行,在进行导弹发射演习时遭遇了爆炸事故。一枚“标准-2”型舰空导弹从舰桥前的垂直发射装置(VLS)中发射,但未能成功点火起飞,而是在发射装置中燃烧,并发生了爆炸。

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垂直发射装置和周围的甲板、舰桥都因火灾受损,两名船员受轻伤。虽然通用垂发装置彻底报废,但侥幸的是这枚导弹的战斗部没有殉爆,保住了德意志海军的一丢丢颜面。该护卫舰随后驶往挪威哈尔斯塔,并进行调查和评估。

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目前德国海军具有垂直发射系统装置的水面战舰并不多,只有4艘安装了16单元MK-41的“F-123”型舰,3艘搭载了32单元MK-41的“F-124”型舰,以及计划建造4艘安装16单元MK-41的“F-125”型舰,而“F-125”型的首舰就遭遇了差评退货。

从垂直发射系统单元数量上来看,韩国一艘“世宗大王级”宙斯盾舰就能顶的上好几艘德国军舰,看来德国不只是在球场上输给了韩国,其水面舰艇作战水平也与靠宙斯盾加持的韩国军舰差距明显。

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德国和韩国虽然在球场上是一对冤家,然而却在某一方面上同病相怜,那就是都被美国“标准-2”舰空导弹害的略惨。韩国先是在2010年的“环太平洋”联合军演中,发射了1枚该型导弹未能击中目标。随后的2012年,韩国驱逐舰发射的2枚导弹又未能击中目标,最后韩国终于不淡定了,要向美国索赔。

美国说超质保期了,韩国一脸委屈的说我刚买了一年,美国最后表示除非韩国支付每枚导弹54万美元的额外费用,不然就不提供补偿。先交钱再领钱,说不定还入不敷出,真是把韩国给气的够呛。

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2015年,美海军“苏利文”号驱逐舰发射 “标准-2”升空后出现故障,爆炸后上演了一场烟火秀

在此次德国军舰事故中,“标准-2”导弹的火箭发动机在“Mk-41”垂直发射系统弹箱内燃烧,消防系统随即启动,防止了火势对弹箱内其他导弹的破坏,否则有可能引起连环爆炸,后果不堪设想。这里就探讨一下垂直方式系统种类及其安全防护技术。

垂直发射概念由来已久,二战末期德国(没错,主角光环没跑了)就曾经在潜艇拖引的水下发射箱中垂直发射过V-2改良型导弹。

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在陆地上发射的V-2导弹

垂直发射系统的发射方式分为两类:一类为热发射, 另一类为冷发射。前者是指导弹的火箭发动机在其贮运箱内点火, 依靠导弹自己的推力推出贮运箱升空,导弹尾焰燃气通过发射装置的烟道排出。西方国家所采用垂直发射装置多属于此类, 比如美国的“Mk-41”系统 、以色列的“巴拉克”系统、英国的 “海狼”系统和“席尔瓦”系统。

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热发射系统原理、结构示意图

冷发射又称外力发射, 就是靠外力将导弹弹射出去,离开隔舱升空到一定高度后,导弹的火箭发动机再点火。其本质上就是贮运箱内燃气发生器被激活,然后膨胀再将导弹推出去。俄罗斯的“SA-N-6”、“SS-N-19”等采用该方式。

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冷发射系统原理、结构示意图

我国水面舰艇垂直发射系统已经“三中全会”,毫不夸张的说已经玩地非常“社会”了,实现了冷热共架、燃气自排导功能。发射方式不同,导弹燃气排导和安全防护方式当然也不同。热发射的燃气排导问题比较棘手,导弹发射时火箭发动机排出的尾焰燃气温度高达3 000 ℃, 高温高压气体若不及时排出,将对垂发中邻近的导弹造成危害。

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054A护卫舰垂直发射系统为热发射,可兼容发射红旗-16舰空导弹、鱼-8火箭助飞鱼雷

052C驱逐舰冷发射系统将可以将红旗-9系列舰空导弹推出弹出装置,导弹到达一定高度后再点火转向,飞向目标。冷发射方式可避免导弹的燃气排导系统,但导弹升空后点不着火砸下来可不得了。

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052C驱逐舰垂直发射系统为冷发射,其向两边的外舷有所倾斜。

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052D驱逐舰采用冷发射方式

发射红旗-9系列远程防空导弹

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052D驱逐舰采用热发射方式

发射鹰击-18远程反舰导弹

针对两种发射方式的安全防护:热发射系统装有喷淋降温装置,当导弹发生意外点火时, 如果导弹能“顶出”贮运箱则还它自由,如果导弹已经把自己困在贮运箱里面了,则采用喷淋冷却降温措施。

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值得注意的是,为了保证排气通道的通畅, 排气通道中的喷淋流量不应过大, 同时水汽化后体积急剧膨胀会增大排气通道的压力,为此需要喷淋水与燃气充分混合, 一部分汽化 ,一部分随气流分布在排气道壁上, 对排气道壁降温。可以通过调整布置在压力室中水喷淋头的位置、水的流速来实现这一巧妙的方案。

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图为某型垂直发射系统,系统内导弹及其战斗部结构图,研究人员就其中一发导弹的战斗部爆炸对相邻另一发导弹造成的损伤进行了评估,结果证明其破坏是致命性的。(摘自《兵器装备工程学报》中《舰载垂直发射系统中相邻两导弹间殉爆问题的数值模拟》,在此鸣谢)

美国针对热发射装置意外点火的问题发明了一项专利 , 我们就叫它“挤牙膏”吧。导弹发射箱箱壁由内外两层构成, 并在内壁上布满小孔, 发射箱的底部安放一个冷却剂箱。当出现意外点火情况时, 发动机产生的燃气冲击压力作用在位于导弹底部冷却剂箱的可形变面上, 将冷却剂挤入发射箱的内外壁之间,并从内壁的小孔中喷出, 从而达到迅速降温的目的。

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在几次俄罗斯S-300的发射事故中,导弹被推出后未点火成功,落下后将导弹发射车烧毁,如果发生在舰艇上后果不堪设想。为此舰艇上的导弹贮运/发射箱向外舷倾斜(5°左右),导弹未点火掉下来砸不到舰艇。

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冷发射遇到意外点火则简单粗暴,直接推出发射筒就好。为解决哑弹点火失败砸下来的问题,冷发射装置一般采用倾角发射方案,导弹沿着一定外倾角度的轨道推出,到达点火高度后不管打不打着火(不是借个火点烟),自由落体后会砸向舰船以外的区域。

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俄罗斯的“SS-N-19”导弹采用大倾角(约93°)近似垂直发射, 导弹以一定角度发射离舰

舰载导弹垂直发射装置还要讲究通用化、模块化设计,即共架发射,实现用同一发射系统贮存和发射多种不同用途的导弹(防空、反舰、反潜和对岸攻击)。同时整个系统模块化,可以适应安装在大小不同的舰艇上。

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回顾德国这次事故,不幸中也有万幸,毕竟尚未引起导弹战斗部及邻近弹位的导弹连环爆炸,这得益于MK-41垂发系统上成熟的燃气排导系统及自动喷淋降温系统,否则德国军舰不是天生要强,是注定要凉!

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图片来源:《那年那兔那些事》

标准是一型武器装备的研发大纲和验收准绳,可以帮助我们对装备的性能更加了解,对我国的新型垂发系统感兴趣的可以自行查阅该标准——GJB-5860-2006(已公开、可查阅、非涉密)。

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局座召忠

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