透视俄战略核潜艇导弹齐射
2018年5月22日，俄海军新一代955型“北风”级战略核潜艇首艇“尤里·多尔戈鲁基”号（K-535）在白海水下齐射4枚“圆锤”洲际潜地导弹，命中8000千米外的远东库拉靶场目标。这是俄战略威慑能力的最新展示。那么，潜射弹道导弹齐射有哪些战术优势？其技术难点是什么？俄罗斯又为什么要坚持发展和保持这种齐射能力呢？
齐射战术可以在最短时间内完成战略打击任务，缩短了战略导弹潜艇的暴露时间，有效避免了空中反潜机和水下攻击型潜艇的威胁，因此苏/俄将导弹齐射作为衡量战略导弹潜艇作战能力的重要指标，从冷战至今都十分重视导弹潜艇这种齐射能力的发展和维持。
冷战中的齐射威慑由于早期弹道导弹潜艇发射准备程序繁琐，时间冗长，加之当时导弹射程短，必须靠近目标区，搭载导弹的潜艇生存力令人担忧，这让苏联从弹道导弹潜艇发展初期就认识到通过导弹齐射减少发射作业时间的重要性，加之苏联在二次大战后非常崇尚高强度火力，因此苏联在潜射导弹发展初期就开始研制潜艇齐射导弹技术。例如，苏联首型服役的发射核弹的潜艇629型潜艇采用的D-2发射系统（后改装到658型核潜艇上）设计每枚SS-N-4导弹发射时间需3～4分钟，准备时间长达30分钟。而658M型潜艇上采用的D-4发射系统发射SS-N-5导弹可在10分钟内完成3枚的连续发射。后来的667型潜艇使用的D-5发射系统可以每次4枚齐射，分4次将携带的16枚导弹全部发射，齐射时导弹发射时间间隔8秒。而667B型潜艇使用的D-9发射系统则可以一次性将所携带的12枚导弹全部发射。为了检验这种齐射能力，苏联利用667型的K-140号核潜艇在1968年12月20日创下连续发射8枚弹道导弹的纪录。该型潜艇使用的D-9系统发射深度55米，而同期美国“海神”的发射深度只有15-30米，虽然两国潜艇都可以一次性全部发射，但是美国导弹系统需要更长发射准备时间，将近15分钟，导弹发射的间隔时间也较长，约1分钟。由于这一时期美苏双方奉行大规模核报复策略，力求确保相互摧毁，因此潜射导弹的齐射能力成为双方战略威慑能力的主要指标。
巨变前的“末日彩排”在上个世纪末的冷战高峰时期，苏联的导弹齐射战备水平达到了空前程度，甚至进行了“疯狂”的实弹发射演练。1991年8月6日，苏联海军在代号“河马行动”的实弹演习中，由北方舰队的“新莫斯科夫斯克”号战略核潜艇（为667DRM型潜艇的最后一艘，北约代号“德尔塔Ⅳ型”）进行了一次空前绝后的齐射演练。该艇当时搭载16枚射程8300千米的“轻舟”导弹，每枚可搭载4个分导核弹头，重70吨。“新莫斯科夫斯克”号在3分钟内以不到10秒的间隔发射了16枚导弹（均未携带核弹头），但按演习计划，只有第一枚和最后一枚导弹准确命中靶场目标落地爆炸，其余14枚导弹均在飞行过程中被指令自毁，这次发射打破了苏联核潜艇K-140在1969年12月创下的齐射8枚弹道导弹的纪录，而齐射的这16枚核导弹的爆炸当量相当于二战期间人类使用的所有弹药的总和，因此苏联军方高层将此次行动称为“末日彩排”。到目前为止，单艇16枚导弹齐射在世界上还是唯一的一次，这表明了苏联当时的潜艇火控能力和海上核打击能力跃上了新的高峰。
新一代的“圆锤”怒放作为俄完全自主研制的首型潜射战略弹道导弹，“圆锤”（“布拉瓦”）在设计上自然也沿袭了这种战斗民族喜欢的打击方式。俄在最新的“北风”级战略导弹核潜艇发展中，导弹齐射成为其重要的作战能力指标，并为此进行了多次试验。早在“圆锤”导弹处于研制工作最困难的时期，俄罗斯就对其齐射技术进行了研究。2011年11月，俄“北风”级首艇“尤里·多尔戈鲁基”首次完成了“圆锤”导弹齐射模拟试验，虽然此次试验使用的是模型弹，而且只验证发射过程，但证明了“北风”发射系统齐射“圆锤”导弹的可行性。到2015年11月，俄罗斯利用“弗拉基米尔·莫诺马赫”号（K-551）“北风”级核潜艇在白海海域成功齐射2枚“圆锤”导弹，随后在2016年9月27日，俄再次利用“尤里·多尔戈鲁基”号“北风”级核潜艇从白海海域发射了两枚“圆锤”导弹，有1枚成功命中位于俄堪察加半岛库拉靶场的目标，另1枚在飞行中自毁。2018年5月22日，俄“尤里·多尔戈鲁基”号再次在白海水下齐射“圆锤”，数量达到4枚，虽然没有突破苏联时代的纪录，但创造了冷战后齐射数的纪录，也是苏/俄历来固体潜射弹道导弹齐射规模最大的一次。据俄红星电视台报道，4枚“圆锤”以5.7秒间隔通过“冷发射”方式从水下弹出，导弹发动机在出水后点火起飞，总共耗时不足20秒。4枚导弹中1枚命中勘察加半岛目标，另3枚按照试验计划分别自毁。多次试验验证了“北风”级发射系统的卓越性能，也检验了“圆锤”导弹的高度可靠性。
俄“北风”级战略核潜艇进行“圆锤”导弹齐射，后面的巨大烟尘是该艇发射的前一枚导弹的尾焰所致。
虽然俄方没有公布“圆锤”潜射导弹齐射的技术过程，但是我们从固体导弹的潜射原理可以对其发射装置和过程作出大致判断。大家知道，潜射弹道导弹的发射装置平时用来保存导弹，避免遭到意外的撞击和防止海水侵蚀，保证其良好性能。发射导弹时，发射装置将导弹垂直发射出去，并给予初速使导弹穿过水层进入大气层。这种发射装置按发射能源不同可分为三种：空气动力、火药动力和燃气蒸汽动力。现代潜射导弹大多采用反应快和维护更为简单的火药动力和燃气蒸汽动力，从“圆锤”导弹齐射公布的影像中导弹点火前笼罩潜艇的燃气颜色大致可以判断该导弹也采用了燃气蒸汽弹射动力类型。
发射装置的系统构成固体燃料导弹发射装置通常由外筒、内筒、筒盖、防水薄膜、减震泡沫塑料、适配器、U型密封环和支承环、液压减震器等组成。发射装置底部的U型密封环和支承环用以保持内外筒同心性，并支承内筒，且保证气室的高压气不会进入内外筒之间。适配器用来保证导弹轴线与发射装置轴线重合，并起气密环的作用。发射时，它随导弹一起向上运动。导弹出筒后，它自行脱落。
上述结构组成了不同的功能系统，保障导弹的安全发射和善后，以及平常的维护检测工作。这些系统主要包括如下部分。
自动检测系统，主要用来定时检测导弹内的制导系统、动力装置和战斗部等的状态，以便及时发现问题进行排除，保证导弹处于待发状态。
自动空调系统，由于导弹的结构复杂，内部各种设备的精密度高，对于存放条件有一定要求，一般要求发射装置内的空气温度为20度左右，湿度70%左右，因此要有专门的自动空调系统。
自动报警系统，当导弹存放在发射装置内，一旦由于某种因素致使发射装置里进水或压力升高或温湿度超过导弹存放条件等，自动报警系统能及时发出音响或灯光信号，以便操作管理人员能立即采取措施防止事故。
均压系统，由充气系统和注水系统组成，潜艇一般是在水下30米以下隐蔽发射，即发射装置外有3个大气压的水压力，而发射装置内通常与潜艇舱室内气压一致，为一个大气压。由于发射装置内外压差很大，无法打开筒盖。因此，要用均压系统来均衡发射装置内外压力差。通常是在发射装置防水膜下的内筒内充气，在防水薄膜上的筒盖与膜间注水，注水时筒盖内外海水相通。当充气压力与海水压力相等时，即可打开筒盖。
此外，通常还包括润滑系统、开盖机构、高压气系统、应急抛射系统、注药系统、代换系统、疏水系统、退弹机构，等等。这些系统在战备时必须可靠运行。
发射装置齐射工作过程潜艇到达发射阵地后，艇长拉响“战斗警报”和发出导弹攻击命令。艇上各观测导航设备将有关数据自动传递给导弹射击指挥计算系统，并将潜艇准确位置及目标准确位置送入计算系统，经计算得出导弹所需要的弹道数据，自动装入导弹内。与此同时，射击指挥监测系统对导弹已做完全部检查，做好发射准备。
从俄罗斯此次发射“圆锤”导弹的视频可以看到，“尤里·多尔戈鲁基”号艇内布置整洁，艇员行动迅速，视频和红外监控覆盖整个导弹舱，舱内有许多机械式仪表和继电器式控制机构，而指挥舱里则配备多套显示屏，旁边还挂起了苏联时代的标语“导弹的发射成绩对祖国至关重要”。艇长施林上校从容下达发射命令，该艇长自2003年起担任副艇长，2009年升任艇长，此前“尤里·多尔戈鲁基”号的全部6次“圆锤”试射都是在其指挥下进行的。艇长下达命令后，导弹发射装置的攻击准备工作全面启动：首先进行均压，使导弹发射装置的内筒充气、筒盖内注水。当薄膜的上下压力一致时，打开筒盖。操作人员向弹上安装电爆管，其后按命令发射。发射时，射击指挥系统控制设备便使电爆管起爆，点燃燃气发生器的火药住。火药柱燃烧产生高温高压燃气流向冷却器，将冷却器的水加温产生高压蒸汽，经进气弯管到气室膨胀。作用在导弹底部的高压气将弹道导弹弹射出去。导弹冲破防水薄膜，穿过30米以上的水层进入大气中，导弹主发动机立即点火工作推动导弹飞行。
导弹出筒后，虽然大量海水涌入筒内，但极短时间里不可能进入与导弹重量相当的海水，因此潜艇虽然在导弹发射作用力下向下运动，但很快会在浮力作用下上浮，导致后续发射的导弹初始瞄准位置变化，水中弹道长度和压力变化，特别是多枚发射后，这种变化更加剧烈，过去需要较长时间抽排水，使潜艇再次在水中稳定平衡，但是现在在自动化设备控制下，潜艇在一定的水深即可实施后续发射。当导弹发射出筒后关闭筒盖，利用代换系统将部分海水排至专用水舱，使发射装置内剩余海水与发射出去的导弹重量相等。注药系统将药粉注入发射装置内的海水中，排入专用水舱内的海水再排出艇外。当潜艇完成战斗任务返回基地后，排出导弹发射装置内的海水，再行淡水冲洗和内壁涂防锈油，为再次装弹做好准备。
可见，潜射导弹的齐射方式增大了发射过程的复杂性和导弹稳定性自适应能力，而这正是齐射方式最大的技术障碍。
虽然技术障碍重重，使用风险较高，但是苏/俄等导弹大国仍将其作为衡量战略威慑能力的重要指标，这主要是因为潜射导弹齐射拥有不可替代的战术优势。
突击威力较大“圆锤”导弹在很大程度上是借鉴了“白杨”的经验，命中精度高，打击距离在8000千米以上。按照设计，单枚“圆锤”可装载6～10枚分导式核弹头，那么4枚“圆锤”就能携带至少24枚核弹，威力达到240万吨TNT当量，相当于广岛原子弹威力的160倍，也就是说，单从威力看，1次齐射可以打击160个小型城市，而从弹头数量看，1次齐射至少可以毁灭24个大中型城市。
发射隐蔽性强潜射战略导弹的弱点就是其发射准备环节繁琐，可能暴露导弹载艇的意图和位置，从而遭受先发制人的打击或导弹发射后难以逃逸。由于战略导弹核潜艇是敌水下力量搜索和攻击的主要目标，其发射只能在由攻击型潜艇防卫的相对安全“堡垒”区内实施，而导弹潜艇在准备和发射过程中产生的连续巨大、具有明显发射特征的声Ⅱ向不但可能招致水面、水下和空中的立体反潜攻击，而且可能引发对“堡垒”区海域的核攻击。而其中最大和最危险的噪声来源，过去曾是潜艇发射前向发射筒内注水的过程。苏联时代，液体导弹通常采用“干”发射方式，即在发射准备过程中，需要从水箱中抽取大量水充填发射筒间隙。为避免这一问题，苏联曾在上个世纪60年代发展了SS-N-17固体燃料导弹，其使用的D-6系统火药蓄能器在从约50米水深处发射导弹时，无需预先给发射装置的环型空隙注水，从而减少了发射噪音，而且该导弹可在8级海况时发射，全部导弹1分钟内一次齐射出去，发射前准备时间为3.5分钟。这种方式大幅提高了战斗使用的隐蔽性。虽然这一技术由于海军对大推力液体导弹的偏爱而作罢，并再次走上了液体燃料导弹和注水发射系统的道路，但是“圆锤”导弹最终使用了更为简单的燃气蒸汽动力弹射方式。这不仅缩短了发射准备时间，而且使其发射噪音极小，发射过程不足20秒，使敌方反潜系统难以锁定或攻击目标。
系统生存性高此次齐射“圆锤”的“尤里，多尔戈鲁基”是俄罗斯第4代战略核潜艇，于1996年开工建造，2008年下水，2013年服役。该级艇用压水堆驱动1台泵喷式推进器，极限潜深450米。据资料显示它的噪音为108分贝，比美国同级别的核潜艇还要低。其在1分钟之内可以齐射12枚洲际导弹，然后迅速下潜。
整体突防性好众所周知，美国针对俄罗斯发展了形式各异的弹道导弹防御系统，但是这些系统由于部署局限，只能针对特定方向的导弹攻击，而潜艇平台自由巡弋的特点使其可以不断变换发射阵位，使固定的防御系统防不胜防。而导弹齐射也可使突防能力大幅提高，一是饱和攻击。此次“圆锤”导弹齐射4枚，可投送24颗弹头。按照美针对俄北极和北太平洋方向防御的部署规模看，像此次试验这样的两轮齐射即可消耗完其在阿拉斯加阵地部署的几乎所有地基中段拦截弹，从而为后续突击导弹扫平道路。二是突防战术。通常在多枚弹头攻击中，可能安排专门的重诱饵或电子突防弹头，以吸引火力或压制敌探测系统，而齐射方式使这种突防攻击可以设计多弹头协同，多波次压制等多种战术，提高突防概率。
可见，水下齐射导弹不仅可缩短潜艇暴露时间，避免反潜机和核潜艇的威胁，还可在最短时间内完成饱和攻击，“圆锤”系统多次齐射再次向外界证明俄核大国地位。
虽然潜射弹道导弹齐射有诸多优长，但是也只有极少国家掌握或真正进行过测试，这主要是因为潜射弹道导弹齐射有许多技术难点需要解决。
系统可靠性至关重要要保证齐射成功，就要保证每枚导弹都能可靠发射，不至于发生“卡壳”或爆炸事故，因为任何导弹的事故都会影响后续的发射和下潜隐蔽。此次“圆锤”导弹4枚齐射成功后，俄海军潜艇中将舍甫琴柯对外表示：“4枚导弹齐射证明了‘尤里·多尔戈鲁基’号核潜艇导弹系统和‘圆锤’导弹的可靠性，以及舰艇作战编队的工作协调性。如果接到向某个目标发射5至6枚导弹的命令，我们可以完成。这也证明了该潜艇已具备较高的战备度。”“圆锤”导弹研发过程中，在21世纪头10年，该型导弹的半数试射都以失败告终，俄方将失败原因归咎于导弹组装和管理问题，这导致试射被搁置，直到2010年底才恢复。如果任何一次发射故障发生在齐射过程中都会导致整个齐射失败。
平台稳定性是关键由于发射过程中，随着导弹弹射出筒，整个潜艇的自身重量不断减轻，而在浮力的作用下，潜艇会不断上浮，加之潜艇自航速度和水流，平台会处于非常不稳定的状态。例如，在1968年12月苏联时代创造连续发射8枚弹道导弹的667A型弹道导弹核潜艇，共携带16枚导弹，潜艇必须在5级以下海浪、潜水状态时发射导弹。起初潜艇导弹发射必须分4次进行，每次4枚导弹齐射，齐射时发射间隔为8秒。计算显示，随着导弹的发射，潜艇会逐渐上浮，偏离允许的发射深度“走廊”，每次齐射后，潜艇约需3分钟恢复到初始深度；第2次和第3次齐射之间必须间隔20～35分钟，以便把水从环状槽内抽到导弹发射架里，并使艇体保持平衡。然而，通过实际发射发现，可一次齐射8枚导弹，再调整潜艇平衡。而对于此次“圆锤”的4枚齐射，俄海军上校库德林表示“1枚‘圆锤’导弹重约45吨，每枚发射后发射筒内都会注水，这时“北风”级潜艇必须在水下发射通道内保持稳定，航向、航速和下潜深度都要控制在相应范围内”。发射第一枚导弹后降低反作用力对艇身位置的影响是～大难题，而且要在如此短的时间内，修正约180吨（4枚导弹总重）的重量损耗，对潜艇的自动补偿系统也是一大考验。
系统协调是必要条件“北风”级潜艇发射“圆锤”导弹通常是在30米以下水深发射，为防止开盖时大量海水涌入发射筒，筒口上安装了一层水密隔膜，导弹出筒时，这层水密隔膜会被顶破，大量海水涌入发射筒，高压空气将导弹推出发射筒的时候还会产生与导弹相反的后坐力。所以发射潜射导弹对潜艇本身至少产生3种作用力，分别是导弹发射后坐力、海水涌入冲击力、多余海水的重力。而导弹发射出水前的水中弹道部分则更加复杂，后面发射的导弹可能受到前面发射的导弹激起的海水浪涌的影响，使其水中弹道受力变得不可捉摸，这需要潜艇可以自动感受到姿态的细微变化，并利用水下动力和浮力系统自动完成姿态调整和平衡。
导弹自适应能力必不可少虽然执行齐射任务的潜艇在设计上尽可能保证发射平台的稳定，但其创造的条件是有限的，如果没有高可靠性和灵活的导弹设计，完成水下齐射也是不可能的。例如，齐射中的后续导弹发射初始位置和姿态已经发生较大变化，这不但需要提前测算不同于前一枚导弹的诸元数据，而且需要通过天文导航等重新修订导航数据；此外，导弹在出筒后需要具备克服水中扰动的能力，以保证水中弹道的稳定。
不难看出，此次“圆锤”齐射不仅是检验潜艇与导弹的战备可靠性，还是对西方的一次“亮剑”。
作者：王继新
来源：《兵器知识》2018年第08期
