美国MK—48重型鱼雷发展综述

2018-12-31 00:00:00刘昕韩宇
大科技·D版 2018年11期

摘 要:鱼雷被称为水下导弹,从过去的直航鱼雷到现代的,具有中央处理器的,具备线导和自导能力的鱼雷,其研制开发也代表了一个国家的科研和军事实力,本文将介绍美国冷战时期开始研制的最具有代表性的MK-48型鱼雷。

关键词:MK-48鱼雷;潜艇;水下武器

中图分类号:TJ630 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)33-0252-01

1 引 言

美国作为超级大国,军事装备在很大程度上代表了世界军事装备的发展。美国潜舰使用的MK-48系列重型鱼雷是现在西方国家中最具代表性的潜舰鱼雷之一,Raytheon公司研制,口径为美国潜舰鱼雷标准的21寸(533mm)。自1987MK-48 ADCAP问世以来,美国重型鱼雷似乎没有进一步的发展。但事实上,美国并没有停止改进MK-48系列鱼雷。

MK-48系列鱼雷是为攻击核潜艇和高性能水面舰艇而设计的反潜和反舰通用重型鱼雷。这些鱼雷因其出色的作战性能被北约、日本等西方国家购买和仿制。到目前为止,已经制造了超过5000个[1]。

2 历史背景

MK-48可说是美国海军第一种能真正有效对付高速核能潜舰的重型鱼雷。1955年代美国海军获得第一艘核能潜舰鹦鹉螺号(USS Nautilus SSN-571)服役之后,美国与北约海军反潜兵力在一连串与鹦鹉螺号等美国核能潜舰对抗演习中发现,二次大战时代以来所有的反潜探测技术与武器系统(无导引的刺猬炮、深水炸弹等),对于在水下持续高速运动的核能攻击潜舰,可说几乎失去了效果。由于当时导向鱼雷寻标器水平有限,在较高航速下难以有效听音;1950年代美国海军的几种潜射或空投导向鱼雷,航速都在27节以下,只适合够攻击柴电潜舰。由于苏联也势将在数年内推出自己的核能潜舰,意味着西方国家的反潜能力即将面临核能潜舰时代的空前考验。

水下作战委员会(Committee on Undersea Warfare,CUW)召集美国学术界、核能业界、海军等相关专家在1956年7月到9月在于麻州麻伍兹霍尔(Woods Hole)附近、位于诺布斯卡(Nobska)的庄园进行研讨会,在11月发布「诺布斯卡报告」,对美国海军未来水下作战发展提出建议。

基于这项建议,美国海军在1956年11月启动「鱼雷构型研究」(REsearch TORpedo Configuration,RETORC)计划,发展航速45节以上的导引鱼雷;RETROC分为两个阶段,第一阶段RETROC I是324mm轻型空投鱼雷,成果是1963年开始服役的MK-46系列鱼雷;而RETROC II则是潜舰用的533mm重型导向鱼雷,产物是1972年开始服役的MK-48系列鱼雷。

基于RETORIC II研究,美国海军年9月启动新一代重型潜射鱼雷的可行性研究,并在1960年11月下达新型重型潜射鱼雷的作战需求(Operation Requirement),并希望能在1967年服役;最初美国海军称新的重型鱼雷为EX-10,随后正式命名为MK-48。在RETORCII之中,美国海军对MK-48提出了空前的性能目标,最大航速需达50节以上,大约是MK-37的两倍;在航速50节的有效射程要求是20000码(18288m),是MK-37的两倍以上;最大作业深度达2500英尺(762m),是MK-37(1000英尺)的2.5倍;而寻标器工作距离也从MK-37的700英尺(213m)提高到4000英尺(1219m),战斗部配备250磅重的HBX-3高威力炸药(威力相当于450磅TNT黄色炸药)。先前诺布斯卡报告中建议,基于鱼雷航速需超过潜舰航速50%以上的原则,新型潜射导向鱼雷的航速在45节以上,以对付30节的潜舰,在航速45节情况下射程需达35000码(32004m),寻标器工作距离为2000英尺(609.6m);因此,美国海军对EX-10/MK-48的性能要求之中,除了最大射程减低之外,其余要求(航速、寻标器工作距离)都比诺布斯卡报告的建议更高。

经过40多年的发展,该雷已形成9种型号,如MK-48-0.1.2.3.4.5.ADCAP.6,7,其中M K-48-4是基本模型。1988年完成的Mk-48ADCAP非常昂贵。主要装备在各种类型的核潜艇上。

3 技术概述

MK48鱼雷长5.85m,直径533mm,重量1582kg,速度55节,射程46000m,最大深度1200m。该雷功能强大,有先进的制导系统,属于“智能”鱼雷,具有反潜反舰的双重功能。

技术数据:

弹径:533mm;

弹长:5,850mm;

制导系统:线导加主动、被动声自导;

装药类型:PBXN-102炸药;

最大速度:111km/h;

全重:1,582kg;

引信装置:触发引信和近炸引信。

4 MK-48武器性能分析

鱼雷在以往由于技术的制约,其各功能部件往往是固定的,而现代鱼雷各部分通常都是可拆卸更换的,以减少后勤成本。下文将简介各功能部的主要作用及发展历程:

4.1 航速、航程(推进段、燃料段)

整体来讲现在法德意以电动雷为主,英国和我们是既有电动雷又有奥托燃料热动雷,美国人是以奥托燃料热动雷为主,俄国是电动雷、奥托燃料热动雷、煤油-过氧化氢/煤油-氧气热动雷和固体火箭动力雷都有。推进段和燃料段可以最直观的影响航速和航程。

为了兼顾提高输出功率以及降低发动机噪音,美国海军武器局在1961年决定为鱼雷开发较安静的喷射泵(pump jet)推进器。在MK-48推进器竞标中,美国海军青睐西屋公司的提案,使用重量轻、加速快的燃气涡轮作为鱼雷推进装置。

MK-48 ADCAP鱼雷生产于1988年,1991年,美国对MK48鱼雷的进一步改进作出了投标。古尔德公司提出斜盘发动机方案,西屋公司提出萨斯春德涡轮机方案。美国海军根据反潜深度的需要选择了斜盘发动机方案。

1998年,西屋公司采用泵喷式活塞发动机和新的推进燃料,将鱼雷速度提高到60~65节。并且减少了鱼雷在航行过程中产生的窄、宽带辐射噪声,使声纳更难检测到MK-48鱼雷。

远程、高速、大深度、精确制导和隐身攻击是本世纪鱼雷武器的发展趋势。为适应新的需求,鱼雷动力技术应向长时间、大功率、高速、安静、易使用、易维护的方向发展。燃气轮机的结构相对简单。可以实现重型鱼雷的高速、远距离导航[2]。

4.2 炸药(战斗部)

弹药安全一直是世界各国普遍关注的问题,特别是海军,因为其舰船往往携带大量的武器弹药,一旦发生火灾或爆炸,会对舰船造成毁灭性的破坏,因此弹药安全问题显得尤为迫切和重要[3]。

不敏感弹药对加热、撞击等外界刺激表现出一定的稳定性,可以提高部队的生存能力,降低对后勤保障的需求,减轻部队压力[4]。美国已经开始采用PBX型不敏感高能炸药,这种炸药能经受外界刺激的考验。不敏感炸药已经开始成为现有鱼雷战斗部主装药。如果使用定向爆炸、垂直命中技术打击目标的要害部位,鱼雷的威力将更高。据估计,MK-48-6型鱼雷如果直接命中核动力航母5枚左右,就能将其击沉。

4.3 寻标器(导引头)

导引头通常是鱼雷武器中最具技术性的部分,从最早的近程直接导航鱼雷到今天的远程精确自导鱼雷;制导方式从原来的“自导+控制”到“自导+控制+线导”。自导距离一般在500~2600m之间。声波和舰船尾流导航通常具有较高的命中率。

现代舰艇壳体上普遍涂有反声呐涂层,降低了舰艇的声反射特性,并且采用泵喷射和磁流体推进装置等新技术,降低了航行时的噪声,为了防止鱼雷攻击,舰艇还会采用诱饵和水声干扰器等对鱼雷进行干扰[5],这些都成为了现代鱼雷新的挑战。

为了应对这种情况,MK-48型鱼雷导引头采用多频系统。它的制导系统有五个MPU,具有识别真假目标的能力。MK-48-6鱼雷改进了制导控制系统和鱼雷外形,同时,还设计了捷联惯性导航系统,提高了线制导精度和鱼雷搜索截获目标的概率。MK-48-7型鱼雷进一步改进了声导系统,当鱼雷监测到有效回波时,依据目标数据库和获取的回波强度等信息,分析目标的回波信号,在此基础上对目标进行识别。这样,就可以在各种干扰下分辨出真实目标,使线导鱼雷能识别并排除人工干扰。

21世纪初,当多国宣布将50km光纤制导技术应用于重型鱼雷时,美国却“极其谨慎”。我们知道对于一个重型鱼雷来说,一次发射大约需要60km的光纤。以1.5美元/m以上的价格,光纤电缆的成本约为90000美元,约人民币600000元,过高的开支将限制部队的大量训练。如果光纤的单位价格像美国预期的一样降低到0.20美元/m,即降低到全价的1/7-1/8,鱼雷一次发射的成本将变成120000美元,即80000元。这将足以支持部队的大量训练,由此可见,美国海军追求的是低成本和合理性。

5 结 语

在本世纪中叶之前,MK-48仍将是美国主要的鱼雷,美国不会停止发展这一型号的鱼雷。如何利用有限的资源产生最大的军事经济效益,同时使武器装备保持在世界先进水平,是美国海军发展的目标,MK-48系列鱼雷的发展也说明了这一点。

美国海军的政策是务实的、以需求为导向的,不是“求高求新”,不是刻意追求暂时的“世界第一”。美国海军坚持用先进的技术不断地引导和升级鱼雷武器。达到了低投资高性能的目的。控制了鱼雷寿命周期,因此节约了大量的成本。美国MK-48鱼雷的演变体现了一个可持续、有远见、值得被借鉴的发展模式。

参考文献

[1]北 上.巨鲨之齿.美国Mk-48重型鱼雷发展史[J].现代兵器,2008(10):52~55.

[2]郑直飞,史小锋,伊 寅,师海潮.燃气涡轮机在鱼雷动力系统中的应用与发展[J].鱼雷技术,2006(04):11~15.

[3]范士锋,董 平,李 鑫,梁争峰.国外海军弹药安全性研究进展[J].火炸药学报,2017,40(02):101~106.

[4]席 鹏,南 海.串联侵彻战斗部装药技术及发展趋势[J].飞航导弹,2014(06):87~90.

[5]陈友龙,高 丽.“巨浪”——朝鲜弹道导弹潜艇和潜射导弹解析[J].坦克装甲车辆,2016(12):34~42.

收稿日期:2018-10-12