艦載垂直發射系統
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艦載垂直發射系統（英文：Vertical Launching System，縮寫：VLS）為一種用在潛艇和某些水面艦隻上的導彈發射系統，最早產生於彈道導彈的發射系統。
發射方式
[編輯]熱發射（hot launch）系統
[編輯]利用飛彈本身的發動機或者助推器產生推力將導彈射出發射管，因此系統本身並無動力結構，並擁有排焰排氣管道。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。可是在可靠性方面，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導彈射出，當出現點火卡彈或其他的狀況時，難以排出彈體，故其技術要求高，須保證發射失敗時系統能承受推進劑在發射管內長時間灼燒與彈頭殉爆時不會導致其他發射管內的彈體誘爆。
冷發射（cold launch）系統
[編輯]使用其它的機構（最常使用的是彈射杆，利用燃氣帶動一個拉杆將飛彈彈出去）將導彈彈射出去，待其離開發射管後，再點燃發動機。此系統的優點是安全，因為它能夠有效地將有問題的導彈射離艦艇。蘇聯的艦載冷彈射防空導彈是陸上的S-300與「道爾」導彈的改型，燃氣發射器是整合在儲運發射筒內部，不是共用彈射裝置。
由於導彈於離開發射管後才點燃發動機，因此冷發射系統不用承受點燃導彈所產生的高熱火焰，對導彈氣動外形改動較小，有利於保證導彈的飛行性能，可使該系統的使用壽命較長。但是，相較於熱發射系統，冷發射系統的發射效率較低，而且難以做到不同導彈共架發射，而且如果發射失敗，發射器有可能將飛彈彈出去後掉到船上爆炸，造成更大傷亡。因此，垂直發射井實際傾角通常在85度左右，使得導彈出井後會離開艦艇艙面的上空。
共架發射（Concentric Canister Launch）系統
[編輯]也稱作冷-熱兼容發射系統，使得同一發射井可以發射多種不同用途的冷發射與熱發射的導彈，有同時享有冷、熱發射系統的優點以及更強導彈兼容性為優勢，但把兩種系統合二為一的技術要求很高，目前僅解放軍海軍的052D型和055型驅逐艦上有使用。[1]
各國艦載垂直發射系統簡介
[編輯]美國
[編輯]Mk 41
[編輯]Mk 41為美國現役艦艇所使用的熱發射式垂直發射系統。它能夠裝備多種不同類型的飛彈，包括進化型海麻雀飛彈（ESSM）、標準二型防空飛彈、標準三型防空飛彈、標準六型防空飛彈、阿斯洛克反潛飛彈及戰斧巡弋飛彈。
Mk 41為美軍用於取代老式裝甲發射箱、Mk 10、Mk 11、Mk 13及Mk 26的多用途發射系統。現役所有阿利·伯克級驅逐艦及提康德羅加級飛彈巡洋艦均搭載上述系統。而日本金剛級驅逐艦、愛宕級驅逐艦、摩耶級驅逐艦、村雨級驅逐艦、高波級驅逐艦、秋月級驅逐艦、朝日級驅逐艦、日向級直升機航空母艦、最上級巡防艦與韓國忠武公李舜臣級驅逐艦、世宗大王級驅逐艦與中華民國高雄號兩棲指揮艦等船隻都有此飛彈發射系統。
日本、南韓、西班牙、澳洲及挪威海軍所使用，擁有神盾戰鬥系統的艦艇上均使用Mk 41。其他無神盾戰鬥系統的使用國有澳洲、加拿大、德國、新西蘭、荷蘭、以色列、土耳其及中華民國。
Mk 45
[編輯]Mk 46
[編輯]Mk 46是美國俄亥俄級彈道飛彈潛艇上發射三叉戟彈道飛彈的裝置，原本只能安裝一枚三叉戟飛彈的發射筒改為一次安裝七枚戰斧巡弋飛彈的發射筒。
Mk 48
[編輯]Mk 48可以視作為Mk 41的縮短版，作為海麻雀飛彈的垂直發射裝置，因此能夠容納2枚ESSM版海麻雀飛彈。日本海上自衛隊村雨級驅逐艦除了裝備Mk 48垂直發射裝置16單元以外，同時裝備Mk 41垂直發射裝置16單元。
Mk 56
[編輯]為配合進化型海麻雀飛彈（ESSM）設計的輕型垂直發射系統，與MK-48相較，MK-56具有即時熱抽換能力，比MK-48壽命更長、更輕巧而且更易維修。
Mk 56共有三種款式:
- 四聯裝為一個單元（共4管個發射管）
- 三組四聯裝為一個單元（共12管個發射管）
- 八組四聯裝為一個單元（共32管個發射管）
Mk 57
[編輯]Mk 57垂直發射系統是雷神（Raytheon）公司和BAE系統（BAE system）公司為朱瓦特級驅逐艦及其他發展中艦艇所開發的垂直發射系統。與Mk 41相較，Mk 57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介面。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，有鑑於未來可能安裝更大更重的飛彈，Mk 57在設計時即已在發射器上保留彈性，以安裝輕如進化型海麻雀飛彈（ESSM），或重如發展中的標準六型防空飛彈。
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。
Mk 57以4個飛彈窖為一組，整組系統高度為7.925公尺、長度為4.33公尺、寬度為2.29公尺，重量為33,600磅（15.25公噸）。單一飛彈窖寬度為71公分、高度為7.19公尺。
G-VLS
[編輯]G-VLS「成長型垂直發射系統」（Growth-VLS）是洛克希德·馬丁公司為朱瓦特級驅逐艦和DDGX驅逐艦開發的大型飛彈垂直發射器，用作兼容大尺寸高超音速導彈，目前仍在研製當中。
俄羅斯
[編輯]S-300F
[編輯]SA-N-6「里夫」（S-300F，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導彈系統，是S-300導彈（SA-10）海軍版。是世界上第一種艦空導彈垂直發射系統。裝備基洛夫級、光榮級導彈巡洋艦。該系統採用5B55導彈（Fort型）或48N6E導彈（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。使用的Б-203型左輪式垂發系統，最初用於發射5V55系列防空導彈。每8單元只有一個面積較小且帶有35毫米裝甲保護蓋的發射口，對於維持甲板強度以及建立核生化防護體系十分有利，有效抵禦航彈和反艦導彈爆炸產生的衝擊波和破片。Б-203的左輪式結構是對傳統的懸臂式發射架下方環形彈艙的繼承和改進。在導彈的充滿惰性氣體的密封式儲運/發射筒內布置獨立的提拉活塞杆式冷發射裝置，使導彈能直接從彈庫中發被彈射出去，在空中點火。S-300FM垂髮系統後來改用與5V55尺寸不同的48N6系列導彈。安裝適配器後讓9M96系列防空導彈實現「一坑四彈」。
光榮級巡洋艦的Б-204型垂發系統是Б-203的簡化版，取消了裝甲防護結構。
3K95
[編輯]3K95「短劍」（北約代號「SA-N-9」）是蘇聯研製裝備的中近程艦對空點防禦導彈系統。是把陸軍型SA-15「道爾」導彈「移植」到艦上。系統由俄羅斯阿爾泰設計局研製，採用的艦空導彈由火炬設計局研製。採用鴨式布局、指令制導、垂直發射方式。發動機為單級雙推力。作戰範圍為高度10～6000米、距離1500～12000米的飛機。
3S14
[編輯]冷熱兼容艦載通用垂直發射裝置3S14E，熱發射「俱樂部-T」系列各類導彈，冷發射「縞瑪瑙」SS-N-26反艦導彈。占用四層艙室高度。第一批計劃安裝3S14的956U型驅逐艦。印度購買的11356型護衛艦是3S14通用垂髮的第一個服役用戶。
3S97
[編輯]小型通用垂發3S97，占用兩層艙室的高度，兼容9M96系列中/遠程防空導彈（一井一彈）和9M100近程防空導彈（一井四彈）。
中華人民共和國
[編輯]海紅旗9垂發
[編輯]在052C型驅逐艦上裝備的海紅旗-9中遠程防空導彈，使用與陸基版紅旗9相同的冷發射技術，每組八聯裝，呈圓形佈置，雖外表與S-300F相似，但不使用轉輪機構，而是每一發導彈都有自己獨立的開口。
冷熱共架型垂發
[編輯]在052D型驅逐艦和055型驅逐艦上的垂直發射系統採用冷熱共架，全球首款也是目前全球唯一一款可兼容防空、反艦、反潛、對地等全部彈種的垂直發射系統，擁有全球最大的單一發射單元尺寸，高達850mm。發射海紅旗-9B中遠程防空導彈時使用冷發射，發射鷹擊18反艦導彈時採用熱發射。
H/AKJ-16型垂發
[編輯]發射海紅旗-16中程防空飛彈和魚-8火箭助飛魚雷。在054A型護衛艦及升級後的051B型驅逐艦和現代級驅逐艦上使用。
大韓民國
[編輯]K-VLS
[編輯]主要用於裝備國產玄武三型巡弋飛彈、紅鯊反潛飛彈（K-ASROC）、四合一海弓防空飛彈（K-SAAM）、四合一L-SAM防空飛彈與天弓防空飛彈（KM-SAM）[2]，但不兼容標準二型和ESSM。
K-VLS II
[編輯]主要用於裝備國產玄武三型巡弋飛彈、紅鯊反潛飛彈（K-ASROC）、四合一海弓防空飛彈（K-SAAM）與四合一L-SAM防空飛彈。
中華民國
[編輯]華陽VLS
[編輯]由國家中山科學研究院所開發，已於高雄號兩棲指揮艦上通過海劍二型防空飛彈、海弓三型防空飛彈的作戰測評[3][4]，並可在一格內裝填四枚海劍二型防空飛彈[5]，將在康定級巡防艦上取代使用多年且防空能力較差的海欉樹防空飛彈[6]，也將裝備於新一代巡防艦及輕型巡防艦[7]。
法國
[編輯]Sylver
[編輯]法國海軍集團2001年推出了自研的艦載垂直發射系統Sylver，有多種不同高度的型號，用於發射不同類型的飛彈，可裝備響尾蛇導彈、雲母飛彈、阿斯特飛彈與暴風影飛彈。
參考資料
[編輯]- ^ 中国新型驱逐舰实现多武器冷热兼容垂直发射， 来源：解放军报，2016年01月13日. [2018年3月23日]. （原始內容存檔於2018年3月23日）.
- ^ Franz-Stefan Gady. ROK Navy Launches New Warship Capable of Hitting Targets Inside North Korea. 外交家雜誌. 2016-06-09 [2024-07-25] （英語）.
- ^ 【獨家】海劍二垂直發射測試成功 年底將進行二次實測. 上報. [2022-10-21]. （原始內容存檔於2022-10-21）.
- ^ 海劍二、海弓三順利通過「華陽」垂發測試 海軍新艦獲戰力提升. 自由時報電子報. [2023-08-23]. 原始內容存檔於2023-08-23.
- ^ 記者吳書緯. 海劍二型飛彈 垂直發射測試首曝光. 自由時報. 2023-09-15 [2023-09-15]. （原始內容存檔於2023-09-15）.
- ^ 6艘拉法葉艦「戰鬥系統性能提升」案 測試艦啟動換裝3年完成評估. 自由時報電子報. [2022-10-21]. （原始內容存檔於2022-10-14）.
- ^ 輕型巡防艦配備「華陽」垂直發射系統 海劍二飛彈防空戰力強大. 自由時報電子報. [2022-10-21]. （原始內容存檔於2022-10-20）.
參考文獻
[編輯]- 牧涵。Mk57垂直發射系統。全球防衛雜誌，46卷4期（278期），民96年10月，頁118。
- 張明德。俄式艦載垂直發射系統探析。全球防衛雜誌，44卷1期（263期），民95年7月，頁74-82。
- 鄧作樑、梁卓中、顏燦輝。艦用飛彈垂直發射箱外形設計之研究。中國造船暨輪機工程學刊，22卷1期，民92年2月，頁39-45。
- 鄧作樑、顏燦輝。船艦垂直發射系統承受水下爆震及惡劣海象下之結構強度分析。中國造船暨輪機工程學刊，20卷1期，民90年2月，頁17-26。
- 顏燦輝。船艦飛彈垂直發射系統之結構強度分析。中正理工學院兵器系統工程研究所碩士論文。民國80年。
- Norman Friedman，The Naval Institute Guide to World Naval Weapons Systems 第5版，USNI， ISBN 1557502525