055型驅逐艦首制艦101南昌艦作爲我國第一艘萬噸級大型遠洋驅逐艦是海軍實現轉型發展的戰略裝備,在南昌艦一條甲板通道上寫着這樣一句話“祖國用第一爲我命名,我用第一來回報祖國”。

101南昌艦

該艦自今年1月入列以來已七月有餘,新裝備只有形成戰鬥力才能成爲貨真價實的戰鬥員。進入21世紀第二個十年以來海軍換裝了大批驅護艦,054A型護衛艦、052C型驅逐艦、052D型驅逐艦持續批量入列,換裝高峯期甚至出現了一座船塢同時總裝四艘盾艦的盛景,世人將此類場景稱之爲“下餃子”。

四艘盾艦齊聚船塢

下餃子初期階段曾經出現由於人員訓練跟不上導致的“裝備等人”問題,然而辦法總是比問題多,經歷初期發展陣痛之後海軍逐漸摸索出高效換裝的新辦法,具體措施有:同型艦提前訓練艦員、岸基模擬訓練、試航伴隨訓練等。一艘新艦入列只需一年即可形成戰鬥力,052D型驅逐艦甚至創造過半年形成戰力的紀錄。

雖然新艦入列形成戰力週期日益縮短,然而新型號艦艇首制艦由於要承擔大量試驗任務,還要爲後續艦編寫訓練大綱,形成戰力週期往往更爲漫長,比如052D首制艦172昆明艦形成戰鬥力的時間是兩年多,可以說首制艦就是後續艦快速形成戰力的開路先鋒。

052D首制艦172昆明艦

軍用艦艇形成戰鬥力的標誌是通過由艦艇訓練中心組織實施的“全訓合格考覈”,在通過全訓合格考覈前還有艦艇長獨立操作合格考試、艦艇長科目全訓合格考試、艦艇人員獨立值更合格考試、值更官合格考試、艦艇人員獨立值更合格考試等一系列嚴格考覈,而在通過考覈前全艦艦員還要常態化組織各崗位實操訓練,這條打怪升級之路可以說是相當艱鉅。

101南昌艦是055型萬噸大驅首制艦,入列七個月以來先後組織了遠海航行訓練、遠海對抗訓練、主副炮晝夜射擊訓練,今年5月更是通過了航行補給考覈。該艦形成戰力時間明顯要快於以往的“首制艦”,主要原因是055型艦繼承了諸多由052D型驅逐艦積累的成熟子系統

南昌艦順利通過航行補給考覈

例如346A型S/C波段有源相控陣雷達、新型垂直髮射系統、130毫米口徑艦炮、紅旗-10近防導彈、海紅旗-9B遠程區域防空導彈、鷹擊-18A遠程反艦導彈等全部在052D型驅逐艦上進行了充分驗證。

052D型驅逐艦西寧艦發射鷹擊-18

055型萬噸大驅除了導航雷達以外的所有雷達全部實現了相控陣化,構建了基於雙波段雷達的綜合射頻系統。大洋彼岸不論是阿利伯克級,還是朱姆沃爾特級全都沒有實現真正意義上的綜合射頻功能,朱姆沃爾特級後期加裝了諸多探測設備證明其綜合射頻系統在實際運作中出現了難以調和的設計矛盾。

朱姆沃爾特級綜合射頻設計完全失敗

055型驅逐艦集成熟與先進兩大要素於一身,是海軍換裝的迫切需求,因此該型艦徹底摒棄了新型艦艇“小步快跑”的發展模式,第一批訂單就有八艘,除首制艦服役以外,另外還有六艘已經下水,第八艘建造進度也非常快。

055萬噸大驅雷達設備全面相控陣化

新艦大量服役客觀上要求首制艦南昌艦要儘可能縮短戰力生成周期,以便於後續艦入列後的戰力轉化。該艦最大化利用每個航次的訓練機會,訓練科目相互疊加超前部署。

例如,7月下旬最新公開的南昌艦主副炮晝夜射擊訓練畫面中,該艦艦垂直髮射裝置一次性打開了8個垂直髮射單元的艙口蓋,目的是進行對空防禦與對陸遠程打擊訓練。

055萬噸大驅首次展示開彈艙

055型驅逐艦於2009年通過綜合論證立項,期間還經歷了中期設計修改,整合了大量先進技術,該艦長約180米、舷寬約23米、標準排水量1.1萬餘噸,滿載排水量更是高達1.25萬噸,龐大的身軀之下攜帶了最爲豐富的艦載武器,其強悍戰力得以發揮離不開佈置在艦與艦的112個發射單元組成的通用垂直髮射系統。

放眼世界能夠研發兼容對空、對艦、對潛、對陸、反導多型導彈通用垂直髮射系統的國家不超過兩個,一個是大洋彼岸,另一個就是我們。

艦載導彈發射系統早期主要以旋迴俯仰與固定傾斜兩類裝置爲主,比如051型驅逐艦海鷹系列反艦導彈與海紅旗-7近程艦空導彈採用旋迴俯仰發射架,現代級驅逐艦的日炙反艦導彈採用傾斜固定發射架,這兩類發射裝置射界受到艦艇航行方位限制,通常需要艦艇機動實現射擊指向,同時也制約了載彈量的進一步提升。

海紅旗-7採用旋迴俯仰發射架

艦載垂直髮射系統最早由大洋彼岸率先發起研製,目的是爲了抗擊來自蘇聯的導彈飽和打擊。早期標準-2型防空導彈採用懸臂發射架,導彈發射後需要進行再裝填,存在多目標打擊能力弱,反應時間長等缺點,而敵方飽和打擊可以在兩分鐘時間內完成近百枚空艦導彈發射任務,如果不革新艦載導彈發射方式就只有任人宰割的份。

提康德羅加號艦尾MK-26雙懸臂發射架

以提康德羅加級巡洋艦爲例,應用MK-41型通用垂直髮射系統後,載彈量提升兩倍以上,導彈發射間隔時間僅爲1秒,以艦隊爲單位的抗飽和打擊能力顯著提高。

除大洋彼岸以外的其他國家也研發了多款垂直髮射系統,但它們大多都是單一用途的發射系統,只能發射單一彈種,例如大名鼎鼎的基洛夫級巡洋艦多達264具垂直髮射單元中就有3種垂直髮射系統,時至今日俄羅斯最新建造的護衛艦依舊無法實現多彈種共架發射。

基洛夫級巡洋艦

我國艦用垂直髮射系統歷經數十年積累走出了一條獨具特色的發展路線,第一代H/AJK03垂髮研製始於上世紀90年代,它雖然脫胎於俄製裏夫-M垂髮,但做到了青出於藍而勝於藍。

後者僅有一個垂直髮射口,採用旋轉發射模式,快速反應能力雖有提升,但無法實現類似MK-41垂髮的一秒一發發射速率,而我國H/AJK03每個貯運發射筒都具備獨立發射能力,發射速率可以實現一秒一發。

H/AJK03垂髮(左)與裏夫-M垂髮(右)

研發第一代艦載垂髮主要爲了滿足日益迫切的遠洋防空需求,因此只能適裝海紅旗-9系列艦空導彈,該型垂髮採用冷發射模式,發射時彈筒底部釋放高壓氣體將導彈彈射出筒實現發射,此類裝置的好處是省去了複雜的導彈尾焰導流裝置,對艦體安全性更爲友好,劣勢是難以實現多彈種共架發射。

美製MK-41熱垂髮

爲此中船重工713研究所研發了第二代垂直髮射系統,這是一款類似MK-41的H/AJK04熱垂髮系統,該型垂髮每個發射模塊由8個發射單元組成,兩排垂髮之間有共用垂直排煙道,能夠兼容海紅旗-16、反潛導彈兩個彈種,主要配裝054A型護衛艦。

054A型護衛艦共用排煙道的熱垂髮

至此我們完整走完了冷垂髮與熱垂髮兩條技術路線,接下來就是根據自身實際需求研製真正意義的通用垂直髮射系統。

第三代垂髮是我國第一款真正意義上的通用垂直髮射系統,它採用了獨具特色的CCL同心筒式結構,能夠兼容冷發射與熱發射兩種模式。冷發射也被稱爲外力式起飛,由發射筒提供導彈飛離發射筒的彈射力,與之對應的熱發射則是自力式起飛,由導彈自主點火起飛。

鷹擊-18A與海紅旗-9B冷熱共架發射

垂髮研製的一大難關是導彈尾焰的導流,導彈尾焰溫度通常高達3000攝氏度,這就帶來了三大難題,首先筒體結構要耐受高溫燒蝕,同時尾焰熱流必須及時排導,否則熱流如果進入臨近發射筒會造成殉爆危險,對發射架體的氣密性也提出了更高要求,另一方面導彈自身也需要有一定抗燒蝕能力,因爲熱發射尾焰或多或少都會有部分熱流反噬彈體及助推發動機。

鷹擊-18A展示熱發射獨立排煙設計

大洋彼岸MK-41是經典的熱垂髮,其運作過程中也出現了一系列設計缺陷。

首先是安全性可靠性較低,導彈尾焰灼燒風險依舊不小,同時維護難度很大,每次維護不可能將整個發射架體吊離艦體,只能針對顯而易見的問題進行簡單維護,導彈尾焰灼燒造成的更多隱患難以及時排查,同時全壽命週期維護成本更高。

美製MK-41熱垂髮維修保養極爲不便

上述運作難題在經過054A型護衛艦H/AJK04熱垂髮系統的應用之後設計單位感觸最深,爲此中船重工713所創新應用了CCL同心筒式結構,這一結構曾經也是朱姆沃爾特級心心念唸的新型垂髮方案,後者採用的MK-57垂髮也只是在MK-41基礎上的放大升級。

CCL同心筒式結構摒棄了傳統熱垂髮的共用排煙道,改爲獨立的導流排煙措施,實現了真正意義上的運輸、貯存、發射一體化。導彈貯存筒也是發射筒,其熱發射貯存筒採用同心筒式結構,排煙道就是兩個圓筒之間的間隙,導彈點火後熱流經底部向四周間隙排導。

冷熱共架發射原理示意

通常人們認爲CCL同心筒垂髮是爲了兼容海紅旗-9B冷發射艦載防空導彈,實際上它的優勢遠不止於此:

1.可靠性更高,戰時如果遭遇敵方火力打擊或者故障導致單個發射筒無法工作時,不至於影響整個發射架體的工作,這是非常契合實戰需求的功能特性,火力持續性更強;

2.維護保養更爲便捷,新型通用垂髮架體並沒有複雜的導流設計,看起來很像是簡易的腳手架,因爲其主要功能都集成在發射筒內,可以將發射筒直接吊離艦體進行檢修;

CCL同心筒垂髮架體形似腳手架

3.全壽命週期運營成本大幅低於MK-41爲代表的傳統熱垂髮;

CCL發射筒實現貯存、運輸、發射三合一

4.由於具備單個發射單元的獨立熱流排導能力,爲未來全能艦更加靈活的艦面垂髮佈局打通了技術通路,大洋彼岸備受矚目的DDG-1000由於沒有攻克CCL同心筒式垂髮,只得採用4個發射單元共用一個排煙道的改進設計,沒有從根本上解決問題;

5.能夠兼容外力式艦載導彈發射。

以055型驅逐艦爲例,該艦配置有14個發射架體,架體由艙口蓋、裝甲板、架體、導軌、活動支撐、支撐座等組成,每個發射架體由8個隔艙組成,每個隔艙可以裝填1至4枚導彈,隔艙蓋板是水密裝甲板,具有良好的抗打擊能力,能夠有效保護彈體安全。

CCL垂髮隔艙蓋板由水密裝甲板製造而成

高密度發射狀態下,發射系統有自檢功能,遇到無法發射的導彈,可自動順延至下一枚,且故障導彈如果已點火艙口蓋可在燃氣壓力下打開。

CCL通用垂髮隔艙直徑達到了850毫米,遠遠大於大洋彼岸的MK-41與MK-57兩代垂髮,能夠裝填更大尺寸的導彈,射程更遠威力更強。

這時有些人會說,還不是因爲你們導彈小型化設計不如大洋彼岸纔不得不搞大尺寸,鷹擊-18A表示不答應,該型反艦導彈以更小的艦體實現了高達560公里的亞超雙速制超遠反艦射程,被譽爲“完美的反艦導彈”,朱姆沃爾特級的MK-57也是爲了適裝大尺寸導彈才放大了垂髮尺寸。

CCL通用垂髮冷發射彈射出筒

新型垂髮的先進性還體現在更爲靈活的尺寸配置,它擁有小型3.3米、中型7米、大型9米三種彈筒深度尺寸,大型垂髮可以裝填鷹擊-18A反艦導彈、中型垂髮配置海紅旗-9B艦空導彈、小型與中型垂髮都可以實現一坑四彈配置。

055艦艏64個垂髮中靠近艦橋一側的4個發射架體共32個垂髮單元是9米深度大坑,這一數據是052D型驅逐艦的兩倍,9米深度大坑可以說是具有劃時代意義的大坑,因爲它不僅可以裝填鷹擊-18A遠程反艦導彈、鷹擊-18X陸攻巡航導彈,還可以裝填正在加速推進研製的一款艦載高超音速滑翔反艦彈道導彈。

055萬噸大驅32個9米深度大坑

艦載高超音速滑翔反艦彈道導彈射程可達1000公里,飛行速度10馬赫,作爲一款擁有強大機動能力的滑翔導彈,它能夠針對敵艦雷達探測盲區設置機動彈道,進而實現隱身,加上高達10馬赫的飛行速度,二者結合將使大洋彼岸正在研製的一切防空網形同虛設,再與鷹擊-18A、鷹擊-12形成混合彈道打擊,將進一步加劇對方的攔截難度,形成降維式打擊。

高超音速導彈全線開花,距離上艦不遠矣

DF-21D、DF-26、DF-17、星空二號、寬域飛行器……近二十年來爲什麼我們一直死磕高超音速裝備發展?

因爲這正是昔日大洋彼岸發展B-2A隱形轟炸機、三叉戟潛射洲際導彈、F-22A、F-35所擁有的跨代領先優勢。以055型驅逐艦、新型冷熱共架垂髮、艦載高超音速滑翔導彈爲代表的跨代領先裝備正陸續出現在我們的武器庫中,而這些裝備構成的能力不僅可以看家護院,更可以縱橫藍星

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