冷發射和熱發射
熱發射系統利用飛彈本身的引擎產生推力將飛彈射出發射管,因此系統本身並無動力,並擁有排焰排氣的機構。熱發射系統的優點是效率較高,它能夠節省發射系統的體積和重量、並降低其維護成本。可是在安全性方面,熱發射系統卻比冷發射系統略遜一籌,因系統本身並無動力將有問題的飛彈射出,當出現卡彈或其他的狀況時,難以排除。冷發射使用其它的機構(最常使用的是高壓空氣,利用氣沖的方式將飛彈彈射出去)將飛彈彈射出去,待飛彈離開發射管後,再點燃引擎。此系統的優點是安全,因為它能夠有效地將有問題的飛彈射離艦艇以策萬全。此外,由於飛彈於離開發射管後才點燃引擎,因此冷發射系統不用承受點燃飛彈所產生的高熱火焰,對飛彈氣動外形改動較小,有利於保證飛彈的飛行性能,並令該系統的使用周期較長。可是,相較於熱發射系統,冷發射系統的效率較低。
在使用方面,西方諸國多使用熱發射系統;而中華人民共和國及俄羅斯則擁有冷發射系統。
各國情況
美國Mk41 Mk41為美國現役艦艇所使用的垂直發射系統。該系統能夠搭載多種不同類型的飛彈,包括進化型海麻雀(RIM-162 Evolved Sea Sparrow Missile,ESSM)短程對空防禦飛彈、標準二型中程防空飛彈、標準三型防空飛彈、阿斯洛克反潛飛彈、以及戰斧巡航飛彈。Mk41為美軍用於取代老式Armored Box Launcher、Mk13、Mk10、Mk11、及Mk26的多用途發射系統。
美國的MK41垂直發射系統是一種性能極高、並很有代表性的垂直發射系統。該系統是洛克希德 馬丁公司於1977年為美國海軍開始研製,1986年首先在“提康德羅加”級巡洋艦上服役,以後又在“阿利·伯克”級和“斯普魯恩斯”級飛彈驅逐艦等水面艦艇上服役。MK41採用了模組化設計,整個系統由8個或4個模組構成,每個模組又由8個模件組成,每個模件含8個飛彈發射箱,因為起重機占去了3個發射箱空間,所以MK41儲存飛彈的總數是61枚或29枚,即8的倍數減去3。飛彈的更換和儲運一起進行。MK41一個模組的總高度為7.67米,長為3.16米,寬為2米。到目前為止,除了四聯裝的改進型海麻雀飛彈外,MK41還可與下列飛彈系統相配用:“標準”SM-2BlockⅡ、Ⅲ、ⅡA、ⅢB、Ⅳ和ⅣA防空飛彈、垂直發射阿斯洛克反潛飛彈、“戰斧”陸地攻擊型TLAM RGM-109A、C BlockⅡ、D BLOCKⅡ和Ⅲ、E BLOCKⅣ和H BLOCKⅣ飛彈、RIM-7M和P型北約海麻雀飛彈。另外,它還可以與下列系統兼容:宙斯盾Mk8型作戰系統、加拿大“部落”級驅逐艦的Mk14武器指揮系統、荷蘭的Karel Doorman級戰艦上的水雷戰控制系統以及澳大利亞海軍的Celsius Teck 9LV-3作戰系統。再之,MK41也用於ASWCS MK116-6、-7、-8型、ASWCS OYQ-102型、103型、和AN/SWG-3A、B和C型“戰斧”武器控制系統。MK41還裝備了日本的金剛級、韓國的KDX-II級、德國的漢堡森級、西班牙的F-100級、荷蘭的迪澤文級飛彈驅逐艦。
Mk48
MK48是美國雷錫恩公司研製的垂直發射系統,該系統同時用於日本、韓國及北約組織各國(荷蘭、加拿大、澳大利亞、西班牙、義大利的軍艦上都有裝備)的海軍艦艇裝備,至90年代初該系統已裝艦40多套,它可用於發射北約的RIM-7P、RIM-7M“海麻雀”及ESSM改進型“海麻雀”對空點防禦飛彈。
Mk57Mk57垂直發射系統是雷神(Raytheon)公司和BAE系統(BAE system)公司為DDG-1000朱瓦特(Zumwalt)級驅逐艦及其他發展中艦艇所開發的垂直發射系統。與Mk41相較,Mk57採取開放式架構,當艦艇換用新飛彈硬體時,不必同步更新發射器的硬體或軟體,只需安裝新飛彈的控制和軟體的接口。透過降低發射器的軟硬體更新需求、飛彈和發射器之間的不相容性,以及整檢時檢測項目的最少化,達到發射系統與搭載艦艇的最佳戰鬥效率和最佳壽期操作維護成本。
其次,有鑒於未來可能安裝更大更重的飛彈,Mk57在設計時即已在發射器上保留彈性,以安裝輕如RIM-162海麻雀ESSM(Evolved Sea Sparrow Missile)飛彈,或重如發展中的SM-6標準(Standard)式延伸射程主動飛彈(Extended Range Active Missile, ERAM)。
另外,發射單元的外部也安裝複合材料裝甲,降低被擊中時誘爆儲存中飛彈的機率。配合重新設計的消防系統,即使發射器因意外事故或戰損而引起火災,也不致波及其他飛彈。重新設計的排煙系統可以提高飛彈發動機45%的效率,使飛彈噴焰不致成為抵銷飛彈推進的能量,並可將廢氣更順暢的排出發射器。
Mk57以4個飛彈窖為一組,整組系統高度為7.925米、長度為4.33米、寬度為2.29米,重量為33,600磅(15.25公噸)。單一飛彈窖寬度為71厘米、高度為7.19米。
俄羅斯
SA-N-6 SA-N-6“里夫”(北約代號“雷聲”)是蘇聯二十世紀70年代研製裝備的遠程艦載區域防空飛彈系統,是S-300飛彈(SA-10)海軍版。是世界上第一種艦空飛彈垂直發射系統。裝備基洛夫級、光榮級飛彈巡洋艦。該系統採用5B55飛彈(Fort型)或48N6E飛彈(Fort-M型)。該系統採用冷發射,發射裝置為獨特的轉輪式發射系統,轉柱直徑3.8米,備彈8發。SA-N-6艦空飛彈改進垂直發射裝置還裝備了我國的051C型防空驅逐艦。
3K95
3K95“短劍”(北約代號“SA-N-9”)是蘇聯繼SA-N-6後研製裝備的遠程艦載區域防空飛彈系統,是9K331(SA-10)飛彈海軍版。裝備基洛夫級飛彈巡洋艦。該系統採用9M330飛彈。
法、俄聯合研製的VT-1型飛彈垂直發射系統
法國的湯姆遜—CSF公司已研製出響尾蛇VT-1型垂直發射飛彈。據稱,這種飛彈的發射架是世界上迄今為止最小巧、質量最輕的發射裝置。該公司與前蘇聯的法克爾設計局合作,後者研製的冷氣彈射技術已廣泛地套用於陸基和艦載飛彈發射裝置。響尾蛇VT-1飛彈的冷氣垂直發射預研始於1993~1994年間,與法克爾設計局簽訂一系列試驗的協定是在1996年。從1997年開始,俄羅斯一直在準備響尾蛇防空系統VT-1型垂直發射飛彈的發射試驗,焦點集中在一個新的程式轉彎模組上,該模組可使VT-1飛彈在發射後飛向其預定的目標。有人建議這種垂直發射的響尾蛇飛彈也可採用法克爾設計局設計的貯運發射箱。據湯姆遜—CSF公司的程式管理部門稱,在不久的將來,法國也將開始進一步的系列實驗。此項目的所有技術指標已完成,飛彈垂直發射樣機也已準備投產。
採用法爾克設計局的冷氣彈射技術,VT-1飛彈以大約40m/s的速度由彈射器從貯運發射箱中彈出,然後在甲板上方約40m(130英尺)高處由輕量型附助翻轉模組使其轉向。翻轉模組主要是一個氣體發生器,其側向推力由VT-1的彈載計算機控制。飛彈彈出後約1.5秒,飛彈的主火箭發動機點火。稍後,程式轉彎模組實施分離,從而保證其落在距發射平台至少100m之外。
據湯姆遜—CSF公司稱,垂直發射的響尾蛇飛彈可以裝入四個發射隔艙模組中,每一隔艙可備彈8枚、16枚、24枚或是2枚。該公司強調指出,由於飛彈的火箭發動機在發射裝置之外點火,不需要排導燃氣氣流,所以冷氣彈射技術的一個主要優點就是發射架結構簡單,重量輕巧且容易安裝。該發射裝置可攜載8個裝箱式VT-1飛彈,其底面積為1.3m×0.9m,高為2.6m,包括飛彈在內總重不超過2噸。響尾蛇VT-1飛彈垂直發射架既適合在大型艦艇上安裝,也適合在500噸級的小型艦艇上安裝。
VT-1型垂直發射裝置不需要對VT-1飛彈本身作任何修改即可使用法爾克設計局設計現成的冷氣發射技術。這種垂直發射系統保留了現役VT-1的所有優點,包括3.5Ma的飛行速度,35g的機動能力及8km的射程。新型響尾蛇飛彈採用現役響尾蛇飛彈的標準化點火控制系統,能像火炮控制系統一樣動作,從而使VT-1垂直發射飛彈特別適用於在快速攻擊艦、巡邏艇和小型護衛艦上使用,它可以全新安裝或對已有的發射架進行改裝。
同樣也適合中國的HHQ-7的改進。