0 引　言

发射装置是潜艇保证航行安全和发挥作战能力的重要保证，潜艇通过发射装置发射各类武器和器材实现目标打击、侦察预警、自身防御和航行保障等任务。国外潜艇普遍装备多种口径的发射装置，一般采用450～750 mm口径发射装置发射鱼雷、水雷和导弹等武器进行目标攻击，如西方国家普遍装备的潜艇鱼雷发射装置为533 mm口径，俄罗斯潜艇鱼雷发射装置一般为533 mm口径和650 mm口径^[1]；国外潜艇一般采用324～450 mm口径发射反鱼雷鱼雷进行自身防御，如意大利以MU90鱼雷为基础研制反鱼雷鱼雷^[2]；国外潜艇一般采用小于324 mm口径的发射装置发射各类浮标和小口径水声对抗器材等，主要用于侦察探测、水声对抗和航行保障^[3]。本文主要研究口径小于324 mm的发射装置，简称小口径发射装置。

1 典型应用场合

根据潜艇多样化作战需求，潜艇在水下航行中需要通过小口径发射装置发射侦察预警类浮标、航行保障类浮标和水声对抗器材等。

1.1 发射侦察预警浮标

潜艇执行水下作战任务时，对空中目标感知能力弱，往往在不知情的条件下被反潜飞机跟踪和攻击。潜艇可在水下发射对空警戒浮标，浮标在水面通过无线电侦察、光电侦察、声信号侦察等方式探测反潜飞机信息，并通过有线或者无线的方式将信息传回艇内分析，这样可使潜艇在水下掌握反潜飞机的动向，以及无线电声呐浮标的使用情况，便于潜艇进行机动规避并进行对抗准备工作。若能对反潜飞机实现跟踪，还可引导潜空导弹对飞机进行攻击。以色列潜艇可发射对空警戒浮标，在水面探测反潜飞机噪声并通过光纤传回艇内分析识别，使潜艇在隐蔽的水下航行状态具备感知空中威胁的能力^[4]。

1.2 发射水声对抗器材

潜艇在水下可能遭受来自反潜飞机、水面舰艇、潜艇甚至海底固定发射装置的鱼雷攻击；现代反潜鱼雷具有远航程、高航速、低噪声、高命中率、高毁伤率等特点，且具备较强的目标识别能力和目标记忆能力，对潜艇造成了巨大威胁。因而多数潜艇均装备了小口径发射装置，用于发射声诱饵、声干扰器等对抗器材，用于诱骗、干扰和毁伤来袭鱼雷，提高本艇生存能力。如美国潜艇的CSAMK2，CSAMK3鱼雷防御系统，德国潜艇的CIRCE鱼雷防御系统、意大利潜艇的C300，C303，C303/S鱼雷防御系统均装备了多型小口径的声诱饵和声干扰器^[5]。

1.3 发射航行保障浮标

潜艇在远航中需要通信、导航和定位，虽然可以通过惯导等装备实现导航和定位，但水下长时间航行的累计误差较大，需要采用其他方式进行校准。由于无线电在水下衰减大而传输距离较近，潜艇需要上浮至通气管状态实现导航装备校准和通信，而通气管航行容易暴露。潜艇可用小口径发射装置发射抛弃式浮标，浮标与卫星采用无线电通信，与潜艇采用水声或光纤通信，使潜艇在水下航行状态实现卫星通信和导航的能力。另外，海洋环境如温度、盐度和密度对潜艇的航行安全和作战效果有重要影响，利用艇上固定探头只能探测潜艇所在深度的相关信息，潜艇可用小口径发射装置发射抛弃式温盐深浮标，实现海洋环境信息的大深度范围测量。美国潜艇普遍装备的深海汽笛通信浮标，采用信标发射装置从艇内发射出管。

2 所需性能分析 2.1 隐蔽性发射需求

潜艇发射侦察告警浮标和航行保障浮标时，需要保持隐蔽状态，因而要求小口径发射装置能够无泡发射和低噪声发射。目前高压空气作为动力源的发射装置均有废气回收装置，可实现无泡发射，但大多数发射装置的发射瞬态噪声远超潜艇航行辐射噪声，严重影响潜艇的隐蔽性。

2.2 快速连续发射需求

潜艇发射水声对抗器材时，由于防御的紧迫性，对抗的快速性是对抗成功的关键。如反潜直升机和反潜巡逻机可对潜艇精确定位并快速发射空投鱼雷，鱼雷入水后离潜艇一般1 km左右，从入水到命中潜艇仅需60 ～90 s^[4]，因而要求小口径发射装置能够快速发射。潜艇对抗声呐和来袭鱼雷时，由于单枚对抗器材的对抗频段、对抗时间、对抗空间有限，需要在较短时间内发射多枚对抗器材进行诱骗、干扰和毁伤目标，因而要求小口径发射装置具备连续发射的能力。

2.3 多种口径配置需求

国外潜艇一般需要发射数种甚至数十种小口径器材，各种器材对发射装置的要求不一样，难以通过一型发射装置实现。如用于鱼雷防御的水声对抗器材要求快速发射，而侦察预警、航行保障类浮标需要隐蔽发射，快速发射和隐蔽发射二者相互矛盾。然而，水声对抗器材主要是在我被发现的情况下使用，对隐蔽性要求并不高；侦察预警、航行保障浮标是在平时使用，对反应速度要求不高，因而可以采用不同的发射装置分别实现。英美等国潜艇均装备有舷外通用发射装置和艇内信标发射装置，前者主要用于快速发射水声对抗器材，后者主要用于隐蔽发射各类浮标^[6]。

2.4 通用智能发射需求

通用化发射是指一型发射装置应能兼容发射多种器材的能力。国外潜艇的一般配置2~3小口径发射装置，但要发射的器材有数十种，因而一型发射装置应能兼容发射多种不同重量、不同口径、不同长度的器材。智能发射是指发射装置应具备弹型自动识别功能和管内射前自检功能，其中弹型自动识别是自动选择发射弹道、提高自动化水平的前提，管内射前自检是提高使用可靠性，提高作战性能的前提。

3 所需技术及实现途径

为实现侦察预警浮标、航行保障浮标和水声对抗器材的发射，小口径发射装置需要突破隐蔽发射、快速发射、连续发射、通用发射、智能发射等技术。

3.1 隐蔽发射技术

隐蔽发射途径一是采用新的发射动力源替代高压空气。目前潜艇发射装置大多采用高压空气为发射动力源，发射前空气流入气缸时的流体噪声和发射后气体回收时的排气噪声是潜艇重要的噪声源，且难以从根本上消除。采用橡胶或弹簧弹性储能、采用旋转电机带动旋转泵、采用直线电机带动往复泵、以及采用磁流体发射，则可避免空气流体噪声和排气噪声，提高了发射隐蔽性。美国通用动力公司20世纪80年代研制了弹性橡胶圆盘，可用于潜艇水下发射重型鱼雷^[7]。美国卡曼公司于20世纪90年代建造了直线电机发射装置样机，在“孟菲斯”号核潜艇上对重型鱼雷进行了模拟发射，取得了较好的效果^[7]。

二是优化出管弹道。目前发射装置出管弹道包括两舷横向发射、艇首向前发射、艇尾向后发射、中部斜向前发射、垂直向上发射等^[1]。采用两舷横向发射，出管时器材侧面和前方受到水流阻力，器材越长，口径越大，发射航速越高，则器材侧面阻力越大，要求发射功率越大，导致发射噪声也越大。向潜艇前方发射，器材出管时仅前方受到水流阻力，但为防止撞击艇体，需要较高的出管速度。向后方发射出管速度可较低，安全性较好，但目前潜艇多采用水滴形，尾部空间较小，且潜艇尾部螺旋桨流场较为复杂。大多数浮标出管后需要向上运动，垂直向上发射可以较小的能量发射出管，利用器材自身浮力或者动力向上机动，管外弹道平滑，具有较高的安全性。英国潜艇普遍装备了可再装填发射装置，口径约100 mm，采用高压空气作为发射动力源，采用垂直向上发射的方式发射通信浮标、应急救生浮标和水声对抗器材等^[3]。

3.2 快速发射技术

快速发射可采用艇内湿式存储和舷外发射的方式实现。传统艇内发射装置和对抗器材不能泡水，发射前注水和均压需要较长时间。随着发射管和对抗器材耐压耐腐蚀能力的提高，可采用湿式存储技术提前完成发射管注水和均压等操作，使用时开前盖直接发射，可大幅提高发射反应速度。美英等国鱼雷发射装置均已实现湿式存储^[8]。采用舷外发射方式，在码头内完成注水和器材装填，发射时器材直接撞开前盖出管，可节省注水、均压和开前盖的时间，可比艇内发射速度更快。如美国潜艇的CSAMK2，CSAMK3鱼雷防御系统，德国潜艇的CIRCE鱼雷防御系统，均采用舷外发射的方式^[5]。

3.3 连续发射技术

对于艇内发射装置，由于人工再次装填时间较长，一般需要在同舷配置多管依次发射，此时要求发射气瓶或电源等动力源能连续供能、注水装置能满足大流量等要求。对于舷外发射装置，由于不可再装填，需要同时配置多管且每管能独立发射。美国“俄亥俄”级、“洛杉矶”级和“海狼”级核潜艇，在尾部上层建筑中布置了多管小口径气动发射装置，可发射152 mm口径的水声对抗器材；德国209等潜艇上层建筑内可配置多个发射管，发射直径为127 mm的对抗器材^[2]。

3.4 通用发射技术

为实现一管能发射多种尺寸的器材，一般采用适配器实现一管一弹或一管多弹，其中一管多弹包括沿发射管轴向布置多弹和沿发射管径向布置多弹。采用一型发射装置发射多种器材时，需要对每种器材配置发射弹道和控制规则。美国“俄亥俄”级、“洛杉矶”级和“海狼”级核潜艇可利用适配器，沿鱼雷管轴向装填多枚MOSS声诱饵^[2]。

3.5 智能发射技术

为实现弹型自动识别、弹道自动匹配和管内自检功能。应对不同弹型设置专用识别码，装管后采用器材报告或应答的方法实现弹型识别和数量统计，并对每型器材设置几种典型发射艇速，设置对应的发射控制规则，发射时选择大于实际艇速并最接近实际艇速对应的控制能量，即可满足安全发射且低噪声发射要求。

4 结　语

潜艇在发射侦察预警浮标、航行保障浮标和水声对抗器材时，需要采用小口径发射装置。小口径发射装置需要安静无泡发射、快速连续发射、通用智能发射、多种口径配置。本文分析了小口径发射装置的应用场合、所需的性能和实现途径。另外，小口径发射装置还需满足大深度、大航速下发射，以及高安全性、高可靠性发射等要求。本文的研究将可为我国潜艇发展小口径发射装置提供参考。