氢原子百科 
舰载垂直发射系统[注1]（Ship-borne vertical launch system），[1]是导弹填装在舰体内纵向设置的发射管中，以增强对多方位目标打击能力的发射系统。[4]
1968年，英国首先在护卫舰上以垂直发射方式成功地发射了一枚“海狼”舰空导弹。[5]20世纪70年代，北约提出了将海麻雀改为垂直发射的方案。[6]之后，美国和苏联两个世界军事强国在其新服役的主要作战舰艇中率先装备了垂直发射系统。[3]1977年9月，美国“雷神”公司为北约研制了“轻型海麻雀”导弹的垂直发射系统，并于1978年展出产品。[7]1980年，苏联在“基洛夫”号巡洋舰上率先装备了SA-N-6舰对空导弹垂直发射系统。[5]此后，美国的Mk41、以色列的“巴拉克”－1、英国的“海狼”、北约联合研制的“轻型海麻雀”等导弹垂直发射系统相继装舰。[5]目前，世界上已装备和正在研制的垂直发射系统有十多种。世界各国的主战舰艇大都装备了舰载垂直发射系统，从某种程度上讲，从舰载垂直发射系统也可以看出一个国家海军的装备发展水平和作战理念。[8][9]
舰载垂直发射系统主要有模块式、分离式、旋转式三种结构形式。[8]该发射系统具有发射率高、储弹量大、全方位发射、通用性好、生存力强等优点，[3]可以最大限度地增加舰艇携带导弹、无人机、侦察探测设备等武器装备的数量，提高舰艇的快速反应能力。[9]舰载垂直发射系统朝着冷热兼容、多种武器共用、整体垂发、同心筒结构、超大型、电磁弹射以及模块化方向发展。[9]
研制背景
冷战结束，世界各国海军武器系统的研制、开发工作并未停止，各海军大国的武器装备在不断更新。随着科学技术发展，反舰导弹和飞机等空袭兵器性能不断提高，使得舰队原有的防空体系受到了严重威胁，舰队的防空问题变得越来越突出。[6]
而海上舰船传统的倾斜发射系统由于占地面积大、武器系统不能快速反应、存在盲区等原因，无法满足对付突防，应能防御多批次、多方向（空中、海面、水下）的饱和攻击。[7]因此，要求舰空导弹寻找新的发射方式，实现全方位攻击、缩短反应时间和提高发射效率，以适应空袭形势的变化。同时，捷联惯导技术的发展，为舰空导弹实现垂直发射提供了基础。由于舰空导弹的发展以及采用垂直发射技术后，能提高导弹系统的性能，因此，继舰空导弹之后，舰舰导弹也开始了应用垂直发射技术的研究。[6]
舰载垂直发射系统，是导弹填装在舰体内纵向设置的发射管中，以增强对多方位目标打击能力的发射系统。这种发射系统打击不同方向目标的关键，在于射出的导弹可在空中调整姿态。与早期的固定式发射装置、后来的回转式发射装置、臂式发射装置相比，垂直发射系统不用挤占太多舰面面积，一次可装填的弹药数量增多，有些水面舰艇的垂直发射系统一次可装填100多发导弹。[4]
发展历程
导弹的垂直发射技术最早应用在潜艇上，后来才逐渐应用到水面舰艇上。[5]
美国
自20世纪70年代以后，美国在其新服役的主要作战舰艇中率先装备了垂直发射系统，在20世纪70年代中后期服役的“提康德罗加”级“宙斯盾”巡洋舰装备了MK41型垂直发射系统。[3]MK41是为了替代MK26双联装倾斜发射系统而研制的。MK41垂直发射系统由马丁·玛丽埃塔公司于1973年开始研制，1978年，MK41型垂直发射系统进行首次试验，[10]1981年末，美国对EX-41型垂直发射系统（2×4个格舱）进行了作战和技术鉴定试验，此系统能发射多种较大型战术导弹。如，“捕鲸叉”反舰导弹、“阿斯洛克”反潜导弹、“战斧”巡航导弹。并将该系统装备在四艘“宙斯盾”导弹巡洋舰上。[7]1983年，MK41型垂直发射系统定型投入生产，1986年，首次安装MK41垂直发射系统的提康德罗加级巡洋舰第六艘邦克山号开始服役。[10]
之后，美国又研发了MK48垂直发射系统，并且装备在美国、日本、韩国和北约各国海军舰艇，主要用于发射“海麻雀”系列中近程舰空导弹，包括RIM-7P、RIM-7M“海麻雀”及ESSM改进型“海麻雀”舰空导弹。MK48已发展了四个不同改型，其中MK48-0布局类似MK41，适合装备中型水面舰艇；MK48-1型的发射模块可呈单纵列配置，因此可安装在舰艇机库等部位的侧面，非常紧凑；MK48-2型装在舰艇上层建筑内，MK48-3型更为紧凑，可安置在1000吨以下的导弹护卫艇和巡逻艇上。[2]
2002年，美国诺思罗普·格鲁曼公司研制一种“新一代垂直发射系统”（NGVLS），该系统将减少操作人员，改进维护通道，降低寿命周期费用，并引入现有Mk41垂直发射系统全能贮运发射箱的优点。该系统每个模块有5个隔舱，其中一个隔舱作为模块的燃气排导烟道。燃气排导烟道采用水冷却技术，经过测试，该燃气排导系统降低导弹燃气温度的能力是Mk41垂直发射系统的80％。[5]
苏联/俄罗斯
20世纪70年代，苏联在其新服役的主要作战舰艇中率先装备了垂直发射系统。20世纪70年代初，苏联在开始服役的“无畏”级导弹驱逐舰装备了“克里诺克”舰空导弹垂直发射系统。[3]1980年，苏联又在“基洛夫”号巡洋舰上装备了SA-N-6舰对空导弹垂直发射系统。[5]
除SA-N-6之外，俄罗斯还研制出独特的SA-N-9舰空导弹垂直发射装置和3S-14E模块化新型舰载垂直发射装置，并在2006年研制通用蜂窝式发射装置。[11]21世纪初，俄罗斯又在原“施基利”舰空导弹的基础上，开发出一种新型的“施基利－1”垂直发射装置，以满足新时期海上区域防空的需要。全系统基本保持不变，只是在弹体和发射系统方面做了较大的改动。[12]
英国
1968年，英国首先在护卫舰上以垂直发射方式成功地发射了一枚“海狼”舰空导弹，但这种垂直发射技术当时并未引起人们的充分重视。[5]之后，英国字航公司把”海狼“舰对空导弹改为垂直发射。[7]1980年后，英国的“海狼”导弹垂直发射系统装舰。[5]1987年，英国在研制集药箱式垂直发射装置，内装14个发射箱和14枚导弹。[7]
以色列
1980年之后，以色列的“巴拉克”-1导弹垂直发射系统装舰。[5]1987年，以色列飞机工业公司研制的BARAK-1品一种点防御垂直发射系统，用来对付飞机和掠海导弹威胁，它结构紧凑，重量轻，总重3900公斤，每个发射单元可容纳8枚导弹，用来装备小型护卫舰和更小的小型舰船上。[7]
法国
1987年，法国在研制SAN-90舰对空垂直发射系统，并于在1992年完成。[7]进入20世纪90年代，法国与意、英、西班牙等国共同参与开发了“未来面对空家族”（FSAF）导弹系统。法国航宇公司在FSAF项目中负责“紫苑”（Aater）导弹家族的研发，“席尔瓦”垂直发射装置可混合配备“紫苑”-15型及30型导弹。[12]
2002年，法国汤姆森无线电公司空中系统分部研制一种发射“响尾蛇”VT-1导弹的垂直发射系统，称为QUADRAX垂直发射系统。QUADRAX垂直发射系统采用了俄罗斯法卡尔公司的冷气弹射系统，不需要安装导弹燃气排导烟道。该发射系统可携载8枚箱装式VT-1导弹，其底面积为1.3×0.9m，高为2.6m，包括导弹在内总重不超过2t，适合在大型舰艇上安装，也适合在500t级的小型舰艇上安装。[5]
中国
中国海军装备导弹垂直发射系统的舰包括HQ-9、SA-N-6和HQ-16这三种，但这三种导弹发射系统不但完全不具备通用性，在导弹发射装置结构上也有很大区别，而HQ-16舰载垂直发射系统甚至与陆基机动发射装置都不能通用。[13]
中国海军装备的SA-N-6导弹发射装置为引进产品，导弹发射系统的结构和工作方式与苏联时代相同，虽然导弹系统的火控和战斗部分的性能得到了提高，但每组发射系统只有1枚待发弹，导弹在甲板下旋转对正发射口后才进入作战状态，每艘舰理论上只有6个火力通道可以同时使用。HQ-9导弹发射装置虽然看起来和SA-N-6类似，但采用向侧弦外小倾角安装的导弹发射装置，并为每枚HQ-9导弹都设置了独立的发射口盖，导弹独立发射口盖设置虽在结构上比SA-N-6复杂，但甲板下导弹储存部分的稳定性和可靠性改善明显，融合了SA-N-6的冷发射和MK41固态结构的优点。HQ-16发射口采用了类似MK41的巧克力式独立舱盖，热发射的舰体下发射箱与冷发射的陆基型差异较大。HQ-16虽然具备发展成通用导弹发射装置的潜力，但这种导弹发射装置还不具备通用化的发展条件，海军其他导弹武器并不容易与HQ-16发射装置实现标准化。[13]
中国海军先后装备三种互不通用的导弹垂直发射装置，除了因为海军舰艇在尺寸和排水量上差异较大这个最大原因外，还有一个重要原因是HQ-9和SA-N-6都是陆基型号的改进产品，无论是由陆下海的HQ-9还是引进的SA-N-6，都不是按照海军战舰的设计要求专门发展的导弹武器，自然不可能像MK41那样完全符合海军导弹武器的装备条件，导弹较大的体积也对海军的装舰适应性存在不利的影响。中国海军新型驱护舰同时装备了三型导弹垂直发射装置，引进的SA-N-6属于满足急需和备用的临时性计划，受到SA-N-6技术水平和国产战舰排水量的综合作用，在舰射型HQ-9技术上不出现大波折的情况下，未来海军舰艇将不会继续装备引进的SA-N-6导弹系统。HQ-9的改进提高还需要与空军陆基型协调发展，导弹武器的技术性能还可以得到比较明显的提高，在国内还没有新的弹种可以替代HQ-9的地位时，海军远洋舰队区域导弹防空系统中不会缺少HQ-9的位置。HQ-9应该说是海军目前装备的性能最好的区域防空导弹，只是这种导弹的体积对驱逐舰来说确实显得过大，为了更好地满足海军大型水面舰艇武器和平台的协调发展，HQ-9发射装置应该会进一步精简以提高对平台的适应性。[13]
HQ-9和SA-N-6在装备上存在苏联式的多军种通用需求，HQ-16的发射装置则可看成是海军独立装备发展的目标。根据现在海军远程防空导弹的技术和装备发展的情况，中国海军导弹系统在短时间里还无法形成西方式的标准化，但HQ-16发射装置的大规模装舰应用，可以看出中国海军在舰载导弹垂直发射装置上确实有所侧重。[13]
2015年10月，台湾向美国提出购买Mk.41和Mk.48导弹垂直发射装置的请求，准备将这两种发射装置以外挂形式安装在“诺克斯”级护卫舰和“沱江”号轻型护卫艇上进行测试，计划使之兼容“天弓3”和“海剑2”导弹。为未来研制“6000吨自造神盾舰”和“迅海计划第二阶段”护卫舰做准备。[14]
2021年9月，在第十三届中国航展上，中国新一代舰载通用垂直发射系统HT-1E首次亮相。HT-1E是航天科工集团第二研究院206所自主研制且具备完全知识产权的一种可适装于各类舰船的新一代通用发射平台，是中国首型对外出口的舰载通用垂直发射系统。[15]
基本结构
舰载垂直发射系统主要有三种结构形式，即集中配置的模块式结构、独立布置的分离式结构和旋转式结构，还有一种大倾角准垂直发射装置。[8]
模块式结构
集中配置的模块式结构美国的MK41垂直发射系统采用典型的集中模块式结构，每个标准模块可装8个导弹发射箱，是一个独立的发射单元，共用一个燃气流排导系统。这种结构需要防止导弹发射时产生的燃气进入邻近发射箱，因而MK41每个发射箱的后盖均设计成只能单向开启的花瓣状结构的自动开闭门，每个发射箱的燃气只可向下排导，其它隔舱导弹发射时产生的燃气不能进入。[8]
可装载各种作战用途导弹的集中配置的模块式发射装置虽然在设计、制造、装配上比较复杂，而且结构庞大、维护不便、造价昂贵，但是能够满足多种作战任务需求，贮弹量大，发射率高，从性能和满足任务需求来讲最为先进。[8]
分离式结构
独立布置的分离式结构分离式结构多以1-2个贮运发射箱构成弹库的最小结构单元，燃气排导通常设计有两种形式，一种是像发射“海麻雀”导弹的MK48垂直发射装置那样单独设置排导通道，一种是像“海狼”导弹发射装置那样，发射箱与燃气通道采用同心排导原理的一体化设计。[8]
分离式结构发射装置通常用于尺寸较小的点防御舰空导弹，英国的“海狼”和北约的“海麻雀”均采用这种结构形式。分离式结构的优点是结构简单、设计相对容易、便于维护保养、造价低、发射装置尺寸较小、安装灵活，适合布置在吨位较小的舰船上。组成一个战术单元的发射箱可以独立处于舰舷旁、机库旁，或者安装在甲板下面。这种发射装置的缺点是贮弹密度低，不适用于大型导弹，通用性受到限制。[8]
旋转式结构
旋转式结构苏联研制的SA-N-6、SA-N-9舰空导弹垂直发射装置采用模块式旋转结构。这种结构的驱动机构较复杂，使发射装置的可靠性有所降低。另外，旋转式结构每发射一枚导弹需转动一个弹位，影响发射率。SA-N-6、SA-N-9系统间隔3秒发射一枚导弹，而MK41可每秒发射一枚导弹。为提高发射率，缩短反应时间，俄罗斯在装备了一艘巡洋舰后将这种发射装置改进为每个发射筒都有一个发射筒盖，不用旋转就可直接发射。[8]
大倾角准垂直发射装置
大倾角准垂直发射装置俄罗斯的SS-N-19反舰导弹是目前唯一采用甲板下大倾角准垂直发射装置发射的导弹。这种发射装置与90°垂直发射装置相比具有以下优点：导弹以一定角度发射，相比90°垂直发射，同等条件下所需推力较小，有利于导弹的发射；因发射装置倾斜布置，有利于解决大型反舰导弹舱下布置的难题；因导弹以一定角度发射离舰，因而降低了导弹因哑弹或意外点火可能回落砸舰而对发射平台构成的威胁。[8]
冷发射
冷发射[注2]方式是利用贮运发射箱内安装配备的机械、液压、气压或燃气装置产生推动导弹的动力，把导弹从发射箱中弹射出去，在达到一定高度后，[2]导弹发动机在空中点火，导弹利用燃气舵在一台数字计算机／自动驾驶仪控制下按照程序迅速转到目标方向。此后，导弹抛掉燃气舵，再利用其气动控制面和自动导引头追踪目标。[5]
冷发射的优点：
（1）由于导弹在空中点火，可以简化发射箱的设计，[2]无需通风和特制的气压室来处理火箭喷流的排放问题。[2][5]
（2）冷发射系统仍比热发射系统略微简单，且重量轻、体积小、占用舰艇甲板空间较小。[2][5]
（3）不会出现因导弹发动机失灵而困在发射箱里发生爆炸的极度危险状况。[2]
冷发射的缺点：
（1）需要设计安装专门的弹射设备。[2][5]
（2）冷发射所产生的动能有限，只适用于发射小巧轻量的战术导弹。[5]如果导弹重量较大时，弹射装置就会非常复杂，有相当的技术难度。[2]
（3）导弹在空中点火，可能使舰艇的安全和可靠性受到影响。[5]如，导弹被弹出后出现发动机无法正常工作的情况，导弹可能会直接坠落在甲板上，增加安全风险。（如果冷发射装置向舷外倾斜一定角度，可一定程度上降低风险）[2]
热发射
热发射[注3]方式利用自身携带的发动机或助推火箭产生起飞动力，不依赖其他外来力量，[2]把导弹从垂直发射系统中垂直推出，这种方式称为热发射。[5]热发射方式适用于各种战术导弹（各种重量、大小的导弹），但排焰设备相当复杂，需要有一套处理火箭喷流的安全设备，通常还需要一套冷却系统。热发射的导弹一旦发动机失灵就会困在发射箱里，假如发生爆炸后果不堪设想，曾出现过“战斧”导弹卡在发射系统内的危险状况。[2][5]热发射的优缺点正好与冷发射相反。[5]
“软”发射
垂直“软”发射类似“冷发射”，区别在于，当采取垂直“软”发射方式时，导弹从贮运发射箱射出之后，靠火箭尾舵进行翻转，翻转完成后火箭发动机才点火。这意味着在复杂的矢量控制系统中，发动机的牵引力失去意义，因此发射系统可变得更简单、更紧凑。“软”发射的另一个潜在优势是，发射时的目标特征明显减小。[5]
共架发射
舰载垂直发射系统利用火箭导弹共架发射技术，可实现用同一发射系统发射多种不同用途的火箭导弹，从而达到提高火箭导弹武器系统作战能力的目的。[16]共架发射方式要求各种导弹的几何尺寸、电气接口以及发射电路的通用性很强。舰载导弹共架发射系统设计和制造要涉及到燃气自排导技术、冷热发射兼容技术、通用发射和控制技术、武器发射协调技术、通用发射筒设计技术等关键技术。[17]
模块结构和导弹贮运发射箱
模块化结构的垂直发射系统是“可变有效载荷”设计原理的产物。美国Mk41和以色列“巴拉克”－1导弹垂直发射系统就是典型的模块化结构。[5]
要达到垂直发射的目的，首先要设计一种轻型导弹贮运发射箱。贮运发射箱不仅是导弹贮存、运输的保护容器，而且是导弹的发射导轨，还是燃气排导系统的一部分，所以它是最关键的设备，其前后端盖是保证导弹成功飞离发射箱的两个重要部件。一般采用三种开启方式：前盖采用“穿通盖”，后盖采用“吹破盖”；发射箱底全部密封；机械开启。[5]
除了前后端盖之外，发射箱内还装有必要的发射导轨、电气连接件、发动机点火线路解除保险机构、固弹机构等，以保证导弹成功飞离发射箱。[5]
燃气排导系统一般由压力通风室和垂直排气道组成。导弹发射时，压力通风室使燃气流膨胀减速，然后经垂直排气道排入大气中。排气道的配置有不同的方式，可以是一个模块内的几个导弹贮运发射箱共用一套排导系统，也可以每个贮运发射箱配置一套。燃气流排导管道的表面必须采用防烧蚀材料保护。这种材料的耐热气冲刷次数至少应该等于发射单元的贮弹数。同时，排导系统还应具备冷却水自动喷淋系统，以便向意外点火的导弹实施喷水冷却。[5]
吊装机构
吊装机构的作用是保证导弹的供应。一般有两种使用形式：一种是成折叠状与导弹一起放在发射隔舱里，另一种是折叠起来放在甲板的左右舷。这两种形式的吊装机构都要保证舰艇在航行途中能够进行海上补给。[5]
主要特点
（1）结构简单、可靠性高、成本低。垂直发射系统没有倾斜式发射系统中复杂的回转、装填和送弹设备，这也使得垂直发射系统易于实现模块化，安装、测试、装填和维护都更为简便。根据各种舰艇的具体尺寸等条件，设计师可通过调整垂直发射系统的发射单元数量，实现垂直发射系统的装舰要求。[2]
（2）垂直发射系统扩大了舰艇的载弹量，这是因为该系统不需要回转、装填等设备，节省出来的空间都可用于导弹的存放。此外，倾斜式发射系统受舰艇上层建筑的影响，普遍存在射击盲区，而垂直发射系统则不存在盲区。[2]
（3）垂直发射系统发射速度快，能对多个来袭目标做出快速反应。美国MK41垂直发射系统，每一发导弹都处于待发状态，两发导弹发射间隔时间仅为1秒，而以MK26系统为代表的倾斜式导弹发射器，由于装填速度的限制，连续发射多发以上导弹时，发射间隔都在1秒以上。[2]
（4）垂直发射系统的通用化程度很高，能有效的提高舰艇作战能力。例如MK41垂直发射系统可装7种以上的导弹，包括舰空、舰舰、反潜、对地攻击等。这使得舰艇能迅速攻击海陆空不同性质的各种目标。同时，垂直发射系统一般安装在甲板之下，被敌火力击中的概率小于倾斜式发射系统，安全性好。[2]
典型型号
| 型号（名称） | 介绍 |
|---|---|
| MK41垂直发射系统 | 美国MK41系统是世界上技术最为先进的导弹垂直发射系统，除美军外还有9个国家的海军采用该系统。MK41系统能够发射多种型号的“标准”舰空导弹，还可发射“战斧”、“海麻雀”、“阿斯洛克”、“鱼叉”和“陆军战术导弹”等多种不同用途、不同尺寸的导弹。全系统由若干个标准模块组成，而一个标准模块又由8个贮运发射箱组成，共计8发导弹。通过调节标准模块的多少，即可形成适合不同吨位舰艇的MK41系统。[2][18] 一个标准模块的8个贮运发射箱共用一个燃气排导系统，顶部的装甲箱盖由电机驱动开闭。在导弹意外点火时，舱盖能自动打开。装甲舱盖还装有防冰设备，通过电斥原理将冰雪等附着在舱盖上的异物清除，除冰可靠，耗电极低。排导系统包括排气通风系统和烟道，由钢框架和复合材料隔板构成，外涂的耐高温涂料能抵受64次导弹发射的尾焰冲击。贮运发射箱使用涂有耐高温材料的波纹钢制造，具有良好的密封性。目前贮运发射箱有3种规格，分别为MK13、MK14、MK15，其中MK13和MK15.需配备适配器方可装入发射系统内，而MK14用于发射体积最大的“战斧”导弹。应指出的是模块的装甲舱盖和发射箱的密封盖是完全独立的两个部件。[2] MK41系统以往都配备了装填起重机和相关的升降平台，该起重机占用3个贮运发射箱的空间。起重机可吊运2吨重的导弹，可在舰艇航行时进行装填。垂直发射系统的装填起重机，因技术难度很大。一些美军MK41系统取消了装填设备，因此能多装三枚导弹。MK41系统由舰艇作战系统控制，具体由设在舰艇作战中心内的2个发射控制台操作。两个控制台一般分管前、后两个MK41系统，但也能控制所有的导弹，因此互为备份[2] |
| MK48垂直发射系统 | MK48垂直发射系统装备了美国、日本、韩国和北约各国海军舰艇，主要用于发射“海麻雀”系列中近程舰空导弹，包括RIM-7P、RIM-7M“海麻雀”及ESSM改进型“海麻雀”舰空导弹。MK48已发展了四个不同改型，其中MK48-0布局类似MK41，适合装备中型水面舰艇；MK48-1型的发射模块可呈单纵列配置，因此可安装在舰艇机库等部位的侧面，非常紧凑；MK48-2型装在舰艇上层建筑内，MK48-3型更为紧凑，可安置在1000吨以下的导弹护卫艇和巡逻艇上。[2] MK48系统通常将两个贮运发射箱编为一组，各自的圆形截面燃气排导系统并列安置在两箱中间，燃气垂直向上排出。但MK48-1型可向舰艇侧面排导燃气。发射箱使用铝材制造。目前美军和其他一些国家的海军正在合作，研制适合体积更小的ESSM改进型“海麻雀”的双联装发射箱，从而令现有MK48系统的载弹量增加一倍。此外正在以更为先进的单板PC机、通讯处理器、接口等改进MK48系统[2] |
| SA-N-6垂直发射系统 | SA-N-6垂直发射系统是俄罗斯海军使用的垂直发射中近程防空导弹，系统安装在甲板下，一般包括3到4个圆形截面发射模块，每个模块带有8枚导弹。该系统采用冷发射方式，导弹垂直弹射达到一定高度后，其头部矢量推力小火箭迅速改变导弹指向，发动机随后启动，导弹飞向目标。与SA-N-6相似，SA-N-9也采用“左轮手枪”发射器，这导致其发射率大大低于MK48等发射系统[2] |
| “海狼”垂直发射系统 | 英国皇家海军的“海狼”舰空导弹原本使用6联装倾斜发射器，后来改为使用垂直发射系统发射。“海狼”的贮运发射简截面呈圆形，由玻璃钢和金属制造，发射系统外壁设置装甲保护。顶盖为玻璃易碎盖，燃气排导系统整体结合在贮运发射筒上，导弹四个弹翼的空隙处共安排了四个排导通道，结构很紧凑。因为“海狼”垂直发射系统具有独立性很强的发射筒模块，因此模块化程度较高，适宜装备各种吨位的水面舰艇。在英军23级导弹护卫舰上，装有带32枚“海狼”导弹的垂直发射系统。而马来西亚购买的“菜库”级导弹护卫舰仅2000来吨，也装有1座16单元“海狼”导弹垂直发射系统[2] |
| Sylver垂直发射系统 | Sylver垂直发射系统是法国SAAMF“紫苑”舰空导弹配套发射装置。该系统采用储运发射一体化的储运发射箱，导弹在箱内的惰性气体中存放，可保证5年内不需任何维护，另外，这种储运发射一体化的发射装置还可以随意组合成4x4.8×8.6×8等多种配置形式，以满足不同大小舰艇的装舰需求。配台两种不同射程的导弹（“紫苑”-1530），这种发射系统既可以承担区域防空任务（使用射程80千米“紫苑”-30导弹）、又可以执行点防御任务（使用射程25千米的“紫苑”-15导弹）。法国的“戴高乐”号航母、部分欧洲的“地平线”级驱逐舰，英国的45型驱逐舰，意大利的“龙骑兵”号护卫舰都已选定了Sylver垂直发射系统和“紫苑”系列导弹[2] |
| “巴拉克”垂直发射系统 | “巴拉克”垂直发射系统是以色列研制的中程舰空导弹系统，使用先进的垂直发射技术以提供优秀的反导弹能力。该垂直发射系统装有8个高2.45米、宽0.25米、长03米的发射箱，算上导弹总重约13吨，占用甲板面积约2平方米。该系统是世界上最小巧的垂直发射系统，因此即便是吨位很小的以色列导弹艇也可以安装该系统。发射系统包括贮运发射箱、隔舱架、燃气排导系统等，发射箱底盖与燃气排导系统融为一体，简化了结构。该系统还具有高度模块化、维护简便、自动化程度高等优点，尤其适合用于中小型舰艇[2] |
| 同心筒垂直发射系统 | 同心筒垂直发射系统由美国海军水面战中心研制，其关键技术有两项：一是独立式燃气排导系统；二是分布式发射控制电子设备。[5] 同心筒贮运发射箱设计为双钛质筒结构，每个同心发射筒都是一个完整的发射系统，是一种“即插即用”式系统，既可电子控制，也可机械控制。燃气排导是用两个同心圆筒之间的环形空间作为导弹燃气流的排气道。火箭发动机产生的燃气通过发射筒底板上的孔，在底板下面半球形端盖的作用下流转180°进入两筒之间的环型间隙。改变底板上孔口的大小可以控制燃气排放时产生的推力。两个发射筒均为轻型圆筒结构，仅有5个基本构件：内筒、外筒、半球形端盖、底板和支撑内筒的纵梁。[5]分布式发射控制电子设备使系统可发射所有型号的“标准”导弹、“战斧”导弹和舷外鱼雷，以支援多个作战区域。同心筒垂直发射系统可用Mk41垂直发射系统的海上补给装置进行海上重新装填。[5] 同心筒垂直发射系统降低了寿命周期成本，减少了人员配备，是一种体积小、重量轻、造价低的垂直发射系统。[5] |
由多格独立垂发向整体垂发转变，减少现有发射装置对武器尺寸的限制
据美国《防务新闻周刊》报道，美国海军第11艘弗吉尼亚级潜艇北达科他号在建造方面有了显著变化。该艇是Block3型的首艇，全艇20%结构进行了重新设计，并对艇艏进行了重点改造。该艇将把艇艏的多格独立垂直发射装置换成整体垂直发射装置，即12个相互独立的多格战斧式巡航导弹发射筒将被改装成两个直径221cm的大型弗吉尼亚有效载荷发射筒（VPT）。与原有的12格相互独立的垂直发射装置相比，这种整体垂直发射装置的优点是可以增强发射装置的通用性。原有的垂直发射装置对武器的型号和尺寸限制比较大，改为整体垂发后，这种状况大幅改善，只要对垂直发射装置的适配器进行适当改进，潜艇就可以装载美军几乎所有尺寸的对陆攻击巡航导弹和反舰导弹，甚至还可将整体垂发系统取出，换装成其他设备，增强潜艇的多功能性。[9]
努力实现多种武器共用，增强发射装置的通用性
随着新型武器装备的不断发展和国际形势的复杂多变，在现代海战中，美俄等发达国家海军赋予水面舰艇和潜艇越来越多的职能，其担负的作战任务越来越重，作战样式也越来越多，这就对舰艇的实际作战使用性能提出了更高的要求。从费效比和实际作战需求来看，具备固定的单一作战能力的舰艇越来越无法适应复杂多变的现代海战。提高舰艇通用性比较简便快捷的方法就是通过装载不同类型的武器装备使其迅速形成多种作战能力，满足其广泛的作战需求。因此，舰艇垂直发射系统应当能够满足多种武器装载需求，做到一筒多用。既可以装载不同类型的对海、对空、对陆、反潜导弹等进攻性武器，还可以装载干扰弹、诱饵弹等防御性武器。此外，还可以装载无人机、无人艇、无人深潜器等特种作战装备，对潜艇来说，甚至还可以装载通信浮标、智能传感器、水声通信设备和探测设备等多种类型的武器装备。[9]
积极探索电磁弹射式垂直发射系统，满足大型水面舰艇发展需求
电磁弹射式垂直发射系统是一种利用电磁线圈发射技术将舰载导弹发射出去的新型垂直发射装置。该装置主要把电能转换为电枢的动能，将导弹垂直弹射出发射筒，导弹在空中实现发动机点火。电磁弹射式垂直发射系统具有反应时间快、安全环保、易于隐蔽、发射筒可多次重复使用等优点。与传统冷发射方式相比，电磁弹射式垂直发射系统不必安装额外的燃气发生器等发射动力系统，而且导弹的加速曲线更为平缓和稳定。这些优点使电磁弹射式垂直发射系统更加符合未来战争对装备作战效能、生存能力和费效比的严格要求。为了能够实现远程反舰导弹和对陆攻击导弹等大质量载荷的垂直弹射，大推力电磁弹射技术受到人们越来越多的重视。大推力电磁弹射技术是利用大功率直线电机的电磁推力驱动载荷在短时间、短行程内迅速达到超高速度的新型发射技术。早在21世纪初美国海军就开始了电磁弹射式垂直发射系统的研制工作，并生产了原理样机，探索其可行性。虽然美国海军后来终止了电磁弹射式垂直发射系统的研制，但是，随着美国海军大型水面战斗舰艇项目的不断推进，电磁弹射式垂直发射系统的研制必将迎来新的发展阶段。[9]
大力发展冷热兼容式垂直发射系统，突破武器装载类型限制
采用冷发射和热发射的舰艇垂直发射系统有各自的优点和缺点，而冷热兼容式垂直发射系统可以充分发挥二者的优势，大幅提高舰载武器装载的种类、数量和打击火力密度，实现全方位攻防。利用冷热兼容式垂直发射系统，舰艇无需改动即可实现对不同发射方式导弹的迅速切换，因此，一些国家的海军也在大力发展冷热兼容式垂直发射系统。
俄罗斯对于舰艇冷热兼容式垂直发射系统非常关注，开展相关研究也比较早。据报道，俄罗斯已经在某些舰艇上安装试验了冷热兼容式垂直发射系统。韩国在新研制的大型水面舰艇上也准备安装了KVLSII型冷热兼容式垂直发射系统，以便使该舰不仅可以发射现役的战术导弹，而且还可以在未来韩国海军装备高超声速导弹时，在改动较小的情况小实现高超声速导弹的舰上发射。[9]
重点关注超大型垂直发射系统，提高舰艇武器装载和执行多种任务的能力
为了能够在有限的舰艇空间上装载尽可能多的导弹、无人机、侦察探测载荷等武器装备，提高舰艇执行多种任务的能力，世界各国海军都比较关注研发超大型垂直发射系统。实际上，美国海军在2015年6月就授予通用动力公司电船分公司650万美元的合同，以支持其在弗吉尼亚潜艇上加装载荷模块（VPM）。弗吉尼亚载荷模块主要包括4具大口径有效载荷发射筒，可以搭载28枚战斧巡航导弹、特种装备或者其他有效载荷，潜艇的艇体也因此增加了20m以上。利用这种超大型垂直发射系统，弗吉尼亚潜艇的武器装载密度、火力打击能力和特种部队投送能力都将得到显著提升。据报道，弗吉尼亚潜艇在加装VPM后，其火力打击能力将提升230%，能够有效弥补2027年四艘俄亥俄级巡航导弹核潜艇退役造成的水下常规打击力量的缺失。但是，对于水下超大型垂直发射系统来说，以海洋为发射环境使得诸多不可预知因素成为抑制航行体弹道稳定性的技术瓶颈，必须加以深入研究。[9]
改进热发射垂直发射系统，实现武器同心筒式发射
同心筒式垂直发射系统（CCL）可以看成是由采用热发射方式的垂直发射系统改进而来，主要由同心筒、分布式发射电气模块和舰载武器模块组成。由于每个发射筒都构成独立系统，因此在不需要其他辅助设备的情况下，可以独立完成导弹从储运到发射的全过程。同心筒式垂直发射系统的关键技术主要包括同心发射筒结构技术、自主折转燃气流排导与防护技术以及分布式即插即用式电子控制技术。与上一代广泛使用的Mk41垂直发射系统相比，CCL不再需要庞大的公用排气管道，取消了复杂的喷淋装置和控制系统，独立的排气管道也不会引发相邻导弹意外点火，因此具有结构简单、发射速度快、寿命周期成本低、造价低廉等优点。[9]
提出模块化发射系统概念，丰富大型舰艇垂直发射系统
参考资料 18
- China reveals ship-borne vertical launch system with quad-pack cell — Globaltimes
- 参考 2
- 参考 3
- 垂直发射系统——舰载武器中“集大成者” — 百家号
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 舰载导弹垂直发射系统ＡＢＣ — 浙江省国防科技工业促进中心
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 台向美求购舰载垂直发射装置 称欲自造6000吨神盾舰 — 央广网
- 中国新一代舰载通用垂直发射系统首次亮相珠海航展 — 中国日报中文网
- 参考 16
- 从我国055型万吨大驱看舰载导弹武器的共架发射 — 微信公众平台
- 参考 18
注释
- 垂直发射系统的英文名称为Vertical Launch System，简称VLS[2]
- 又称外动力弹射[8]
- 又称自推力发射[8]