一坑四彈的坑與彈_風聞

垂髮是蘇聯發明的，但在美國才成為世界仰望的標杆的。Mk41已經40年了，依然是業界標杆，關鍵在於熱發射和共架發射。

蘇式垂髮是冷發射，具有可靠性高、對導彈的損傷小等優點，但不易共架發射，系統重量和複雜性較高。美式垂髮是熱發射，最大的優點就是共架發射，可以適配多種導彈，極大增加了武器配裝種類和使用靈活性。尤其是一坑四彈，可以在一個垂髮管內容納4枚小直徑導彈，極大地增加了彈倉容量和戰術靈活性。熱發射最大的問題是需要對疏導熾熱燃氣有專門的考慮。

説起來，冷發射和熱發射好像很直觀，但惡魔永遠在細節之中。

蘇式冷發射實際上是發射筒內有一個上下滑動的吊籃結構，導彈放置在吊籃之內。發射時，壓縮空氣或者高壓燃氣驅動氣壓缸，氣壓缸迅速把吊籃頂上去或者提上去，把籃內的導彈“甩”出去。為了避免導彈發動機點火失敗而造成導彈回落、砸中艦體，垂髮管一般有一個外傾角度，萬一導彈發動機點火失敗，直接掉入海中，避免事故。這最早是核潛艇上發射潛射導彈用的，後來延伸到水面艦艇上。

蘇式冷發射動作可靠。氣壓缸有多個，只要有足夠數量還在工作，就能完成導彈發射，至少不會把已經解除保險的導彈半途而廢地留在發射管裏。發射筒也不承受壓力，發射筒本身結構簡單、輕巧，但全系統複雜、沉重。

問題是吊籃結構佔用一定的體積，所以發射管的直徑較大，才能容納導彈加上吊籃的體積。吊籃的滑動行程也受到限制，吊籃頂部不可能超出發射筒口，所以導彈發射出去的時候，吊籃底部還在筒口之下相當於導彈全長的深度，不能完全利用發射筒的全部長度。發射筒的直徑和長度決定了核潛艇的艇體直徑。蘇聯核潛艇採用雙層殼，容許發射筒的長度超出內層的耐壓殼，但依然要採用影響航速和靜音的大龜背。

法國的冷發射只用於潛艇，但沒有吊籃，而是更加簡單粗暴的滑動底板。壓縮空氣或高壓燃氣直接驅動滑動底板，推動導彈發射，就像內燃機裏燃氣推動活塞一樣。取消吊籃後，發射筒的直徑減小，發射時可利用全部行程，但底板的密封要求很高，發射筒也需要耐壓。

顯然，除了結構複雜、重量很大的四管四彈，冷發射與一坑四彈很難相容，否則就只有在一次發射中同時發射四枚導彈了。在一般戰術使用中，也很少有需要同時發射4枚同型導彈的。

當然，這不絕對。在有的場合下，需要集束髮射大量小型導彈，同時打擊大量的獨立目標，這時“一鍋端”式的密集發射反而是一個優點，可以一次發射4枚甚至“兩層樓包裝”時8枚小型導彈，分別打擊4-8個獨立目標。4-8枚導彈在空中的分離和點火有點難度，但不是不可克服的，比如按照預編程分別轉向，然後點火，轉入自主飛行。

熱發射最大的問題是燃氣導排，導彈發射時不是包圍在自身的熾熱燃氣裏，否則鐵定被自身燃氣燒壞。燃氣通過專用導管排放出去，好像無後坐力炮一樣，只是排氣不是簡單向後，而是拐個彎，最後與導彈同向射出。熱垂髮的燃氣導排管裏也通常有噴水降温，所以噴焰看起來雄壯，其實有很多是水蒸氣。發射管耐壓、耐高温當然也是問題，導彈本身也有一定的耐壓、耐高温的要求，否則就被髮射管裏殘存的自己的高温高壓燃氣損壞了。

熱垂髮對導彈點火可靠性的要求較高。徹底點不了火的話，反正發射不出去，問題是已經接觸保險的導彈留在發射管裏。但點火不死不活，導彈勉強發射出去，又掉回來，問題就大了。不過美國導彈的可靠性較高，這樣的發射事故很罕見。

Mk41採用集中導排的方式，每4個發射管共用一套導排系統，系統內有噴淋降温等設備。這也決定了Mk41需要4管一組補充、更換彈藥，不能一個一個吊裝，因為垂髮導彈的發射管與包裝箱是一體的，不是把裸彈吊裝的。

另一種方式就是同心管導排。也就是説，發射管有內外兩層，內層內是導彈，內外層之間是導排通道。同心管的好處是真正做到分散化。集中導排要是出了故障，4枚彈全廢了。同心管隻影響自己，不影響鄰管，因此也便於分別吊裝。

只要在設計時有所考慮，框架式的基本結構還可以拆除部分結構，把幾個垂髮管合併，成為超口徑大筒，用於發射超口徑導彈，比如翼展較大的高超音速導彈，或者以彈徑換射程的遠程導彈。這是架-管分離的全獨立模塊化結構的紅利。集中導排就較難做到。

但同心管也有“厚度”問題，這是排氣通道之所在，不可能太薄。而且內外筒都有耐壓、耐高温要求，結構重量較大，技術也較複雜。據説美國“朱姆沃爾特”級上用的Mk57原本打算採用同心筒，後來還是用集中導排，只是直徑加大了。

中國新的通用垂髮是冷熱通吃的。冷發射還是吊籃式，熱發射是同心筒式。由於每一根發射管都是獨立的，冷熱混裝都沒有問題，也不存在4管一組的問題，實現了徹底的“裝彈自由”。通用垂髮實際上就是一個簡單的框架結構，導彈和發射筒都在一體化的獨立模塊內，只是“借用”發射框架的地方放一放。但這也帶來了獨特的問題。

因為同心筒的關係，中國850毫米通用垂髮的直徑世界最大，真的能容納的導彈肯定是大直徑的，但未必世界最大。更大的問題是熱發射時一坑四彈怎麼辦？

簡單粗暴的辦法是一個發射管內填入四個同心筒，但同心筒的層間空間佔用體積太大，空間效率較低。最後結果是可能通用垂髮的直徑雖大，實際可容納的小直徑彈的直徑限制比Mk41更大，使得“中國ESSM”的技術門檻非常高。

另一個辦法是採用混合導排。同一發射管內的4個子管的導排口接入共用大筒的層間導排空間，或者利用小管和大管之間的不規則空間為每個小管擇優安排導排管，或者利用小管之間的中心“星形”筒狀空間。由於大管是為一坑四彈專用設計的，這樣的“削足適履”是可行的，小直徑彈四發一組整體裝填也是可以接受的。共用導排管道可節約空間，而不改變通用性和適配性。

這是儘快把SD10等現有中程空空導彈改裝為艦空導彈的最快途徑，還可通過加裝助推級增加射程。但更進一步的增程最終受到彈徑和發動機尺寸限制。

圓柱形彈體是導彈的傳統構型，道理很簡單，圓柱形彈體在製造上最簡單，在給定外表面積的情況下，也具有最大的內部容積，或者説最大的燃料和裝藥容量。

在機載使用的情況下，翼下掛載為主，導彈的形狀和佔用體積不是大問題。但在垂髮內，形狀和佔用體積就是大問題了，只要有可能，需要儘量壓縮“無效空間”，而圓柱形彈體在方形截面的垂髮管內必然有可觀的無效空間。一坑四彈的問題更大，或者説彈體截面積在發射管內總的截面積的佔比偏低。

如果不再採用圓柱形彈體，而採用多邊形彈體呢？

在理論上，方形發射管裏用方形截面的導彈具有最高的體積效率，但這沒有考慮導排管路的問題。如果把方形截面的導彈切掉一角，就成了三角形截面，或者“兩腿”低矮的五邊形，切角留出的空間正好成為導排管路的空間。如前所述，一坑四彈的導排管路可以共享，提高空間使用效率。

導彈可以採用三角形或者五邊形截面嗎？不僅可以，而且已經開始了，美國JASSM- ER巡航導彈和LRASM反艦導彈就差不多可看成三角形的截面，兩者相像並非偶然，本來就是同源的。

三角形或者五邊形截面有一個平底，這實際上是好事，增加了巡航狀態下的升力。常見的圓柱形彈體在巡航的時候，實際上也有一個迎角，用於產生額外升力。平底的升力效果更好。如前所述，圓柱體是因為體積效率最高，並不是因為氣動效率高。根據氣動佈局的不同，圓柱體彈體在轉彎的時候，可能依然要橫滾後才轉彎，並不一定就是直接轉彎的，早期空空導彈由於制導頭的掃描工作方式，還必須橫滾後轉彎，儘管是圓柱形彈體和對稱翼型。所以非圓柱體彈體並不影響導彈的機動性。

三角形或者五邊形截面還提高隱身性能，JASSM- ER和LRASM的隱身有一半來自非圓柱體彈體。

三角形或者五邊形截面還有一個好處：不僅可以在大直徑垂髮管裏一坑四彈，還可以在中等直徑垂髮管裏一坑兩彈，而且繼續保持很高的填充效率。圓柱形彈體就較難做到了。

坑和彈的問題解決了，中國的一坑四彈也就成型了。這對於提高各級戰艦的彈艙容量有極大的作用。

實際上，對於機載使用，三角形或者五邊形也是有用的。

隱身飛機強調機內掛載，但越來越難以避免翼下掛載了，這需要隱身繭包。

隱身繭包當然要進行隱身修形，一般是某種圓角多邊形，還有減阻問題。機載發射可以拋放後點火，所以熱防護和燃氣導排不是問題，但依然有繭包內體積效率的問題。這時可以把三角形或者五邊形截面的彈體“背朝內”掛裝，而不是垂髮裏“底朝內”的安裝，可以達到更高的體積效率。投放時，先下後上，依次投放，可以在利用重力的同時，避免碰撞。有些導彈在投放時底朝上，或者側朝上，姿態控制可以在脱離後糾正到底朝下的正常姿態，這很容易做到。

繭包較小時，也可以像垂髮管內一樣，“底朝內”，投放後翻一個身就是。