車(chē)夢(mèng)虎

（解放軍91550部隊(duì)91分隊(duì) 大連 116023）

1 引言

目前，潛射巡航導(dǎo)彈發(fā)射方式有自航式、氣動(dòng)沖壓式和液壓平衡式。以外置液壓平衡式發(fā)射裝置為例，一般包括雷彈發(fā)射管（多具）、氣動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)、水壓平衡系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、注疏水系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等。導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，貯存在氣動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)射能源——壓縮空氣由程控發(fā)射閥控制，按預(yù)定規(guī)律注入氣缸，并在氣缸中膨脹做功，推動(dòng)氣缸活塞和水缸活塞運(yùn)動(dòng)，通過(guò)水缸活塞轉(zhuǎn)換為海水的壓力勢(shì)能和動(dòng)能，并在以海水為工作介質(zhì)的水壓平衡系統(tǒng)中進(jìn)行能量傳遞，最終在發(fā)射管內(nèi)轉(zhuǎn)換成巡航導(dǎo)彈的動(dòng)能，使導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)并以所要求的速度離管，完成導(dǎo)彈發(fā)射。

目前發(fā)射方式的優(yōu)點(diǎn)是：在水壓平衡系統(tǒng)的作用下，在發(fā)射管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)彈由于前后端均受到相同的海水靜壓力，不需要消耗能量，即發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)所需的能量與潛艇下潛深度無(wú)關(guān)。但是，缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)。如這些發(fā)射裝置都存在依賴(lài)壓縮空氣提供發(fā)射能量，由于機(jī)械泵、渦輪、變速箱、發(fā)射氣瓶的存在，它們占用體積大，機(jī)械閥門(mén)多，可靠性差，維護(hù)成本高，并且在導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的瞬態(tài)噪聲，這對(duì)潛艇聲隱身非常不利。另外，未來(lái)潛艇平臺(tái)有可能發(fā)生重大變化，如全電力推動(dòng)的潛艇，也對(duì)潛射導(dǎo)彈電磁發(fā)射技術(shù)提出新的要求。

2 潛射導(dǎo)彈電磁發(fā)射系統(tǒng)

電磁發(fā)射技術(shù)是指通過(guò)電磁感應(yīng)原理，利用電流產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，進(jìn)而利用安培力加速載荷并發(fā)射的技術(shù)。潛射導(dǎo)彈電磁發(fā)射技術(shù)是電磁發(fā)射技術(shù)在潛艇導(dǎo)彈發(fā)射領(lǐng)域的重要應(yīng)用，一般要求發(fā)射導(dǎo)彈的質(zhì)量從幾百千克到數(shù)十噸，出管速度從幾十m/s到幾百 m/s［1］。

2.1 基本組成

潛射導(dǎo)彈電磁發(fā)射系統(tǒng)是潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的重要組成部分，由導(dǎo)彈武器控制系統(tǒng)、發(fā)射控制系統(tǒng)、能源存儲(chǔ)系統(tǒng)、能源控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電磁發(fā)射器組成。如圖1所示［2］。

2.2 工作過(guò)程

潛射導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，電磁發(fā)射系統(tǒng)的工作過(guò)程為：根據(jù)導(dǎo)航信息、目指信息和指揮控制系統(tǒng)輸入的相關(guān)信息與參數(shù)，導(dǎo)彈武器控制系統(tǒng)進(jìn)行信息綜合處理后，完成導(dǎo)彈的初始檢查和航路封裝，同時(shí)向能源控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送輸送電源命令，能源控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)潛艇母電源為儲(chǔ)能系統(tǒng)輸送電能。發(fā)射準(zhǔn)備好后，導(dǎo)彈武器控制系統(tǒng)向發(fā)射控制系統(tǒng)發(fā)送發(fā)射命令，發(fā)射控制系統(tǒng)根據(jù)武器控制系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)彈出管速度、彈道要求進(jìn)行解算并形成控制信號(hào)，控制能源存儲(chǔ)系統(tǒng)按要求發(fā)送脈沖電源波形，電磁發(fā)射器將電能轉(zhuǎn)換為導(dǎo)彈動(dòng)能，帶動(dòng)導(dǎo)彈做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在一定距離內(nèi)使導(dǎo)彈達(dá)到要求的出管速度。

2.3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

與當(dāng)前潛射導(dǎo)彈（包括魚(yú)雷、水聲對(duì)抗器材和UUV等）水下水平發(fā)射主要通過(guò)空氣渦輪泵的實(shí)現(xiàn)方式相比，采用電磁發(fā)射水下導(dǎo)彈的優(yōu)勢(shì)包括：

1）電磁發(fā)射技術(shù)可將導(dǎo)彈加速至極高速度，加速過(guò)程更加平穩(wěn)，且速度和加速度可任意調(diào)整，發(fā)射推力調(diào)節(jié)范圍大，適宜發(fā)射不同的負(fù)載；

2）用電力作為發(fā)射源，相較現(xiàn)在的發(fā)射系統(tǒng)，可以省去液壓系統(tǒng)和壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)，顯著縮小系統(tǒng)體積，減少在潛艇上的穿孔、維護(hù)成本更低；

3）當(dāng)前潛艇水下發(fā)射使用壓縮空氣，會(huì)形成明顯的發(fā)射噪聲，采用電磁發(fā)射技術(shù)可以克服這個(gè)問(wèn)題，易于確保潛艇的隱蔽性；

4）能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高，具有較強(qiáng)的軍事應(yīng)用價(jià)值。

2.4 性能要求

潛艇平臺(tái)對(duì)導(dǎo)彈電磁發(fā)射系統(tǒng)主要有三個(gè)性能要求：

1）導(dǎo)彈出管速度滿(mǎn)足武器系統(tǒng)要求；

2）發(fā)射時(shí)能夠滿(mǎn)足導(dǎo)彈的制約條件。比如，要考慮彈上火工品的敏感性要求；

3）由于導(dǎo)彈和導(dǎo)彈武器控制系統(tǒng)對(duì)電磁比較敏感，因此電磁兼容性須符合要求。

3 水平電磁發(fā)射的基本方案

相關(guān)研究表明，在海軍平臺(tái)特別是核動(dòng)力航母、核潛艇上使用全電推進(jìn)和電磁發(fā)射系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)很大好處。美國(guó)海軍已經(jīng)提出全電力艦概念，正在為海軍平臺(tái)開(kāi)發(fā)以電能為主的作戰(zhàn)系統(tǒng)，如電力發(fā)射裝置、高性能武器系統(tǒng)等。根據(jù)報(bào)道，我國(guó)潛艇永磁推進(jìn)電機(jī)動(dòng)車(chē)試驗(yàn)已獲得成功。由于傳統(tǒng)核潛艇通過(guò)核反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，汽輪機(jī)又通過(guò)減速箱向螺旋槳輸出動(dòng)力，一旦在核潛艇上采用永磁電機(jī)，不僅消除了核潛艇主要?jiǎng)恿ρb置（核反應(yīng)堆、燃?xì)廨啓C(jī)以及柴油機(jī)）與其運(yùn)動(dòng)部分（螺旋槳、水炮等）之間的機(jī)械聯(lián)系產(chǎn)生的噪聲，有效地解決了平臺(tái)的能源供給問(wèn)題，更合理地在核潛艇動(dòng)力系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間分配能量，從而為平臺(tái)上安裝耗能較大的導(dǎo)彈電磁發(fā)射系統(tǒng)鋪平了道路。

3.1 所需的關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)

全電力推進(jìn)潛艇接口為導(dǎo)彈電磁發(fā)射技術(shù)提供了可能。而實(shí)現(xiàn)電磁發(fā)射功能的重點(diǎn)是直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)。直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)類(lèi)似，都具有定子和轉(zhuǎn)子（反應(yīng)盤(pán)），大體上可認(rèn)為將回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)“拆開(kāi)”就形成了直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖2。直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)有直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和直線(xiàn)同步電動(dòng)機(jī)兩個(gè)不同形式。兩者之間主要區(qū)別是直線(xiàn)同步電動(dòng)機(jī)更小更輕，但是需要在轉(zhuǎn)子中使用永磁體，直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)則使用導(dǎo)電盤(pán)［3］。

圖2 回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)和直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3.1.2 無(wú)桿氣缸

實(shí)現(xiàn)電磁發(fā)射的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是“無(wú)桿氣缸”。無(wú)桿氣缸是指利用活塞直接或間接方式連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并使其跟隨活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸。無(wú)桿氣缸和普通氣缸相比，同樣的行程可縮小一半的安裝位置要求，節(jié)省安裝空間。

“綜合電動(dòng)發(fā)射管”方案是近年比較典型的水下電磁發(fā)射技術(shù)解決方案［4］?！熬C合電動(dòng)發(fā)射管”通過(guò)魚(yú)雷發(fā)射管發(fā)射導(dǎo)彈，采用直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理。直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)的定子沿魚(yú)雷發(fā)射管管壁布置，反應(yīng)盤(pán)位于導(dǎo)彈尾部，推動(dòng)導(dǎo)彈前進(jìn)。

綜合電動(dòng)發(fā)射管只需在潛艇殼體上為能源和控制電纜保留穿孔，最大程度地減少潛艇殼體的穿孔。發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)，速度和加速度能夠?qū)崿F(xiàn)電子控制，類(lèi)似于空氣渦輪泵和可編程開(kāi)啟閥相結(jié)合的電子控制方式，所以能用同樣的發(fā)射管發(fā)射多種不同類(lèi)型武器。

3.1.3 高功率脈沖電源

導(dǎo)彈電磁發(fā)射過(guò)程中最高功率能達(dá)到GW級(jí)，常規(guī)電源無(wú)法滿(mǎn)足這樣的瞬態(tài)功率需求，需要采用高功率脈沖電源。高功率脈沖電源是實(shí)現(xiàn)脈沖功率的能量壓縮裝置。在潛射導(dǎo)彈發(fā)射過(guò)程中，電磁發(fā)射所需電流幅值高、上升時(shí)間短，需要設(shè)計(jì)多個(gè)脈沖功率源模塊組成一個(gè)龐大的放電系統(tǒng)向電磁發(fā)射器提供電能。目前，研究的常規(guī)儲(chǔ)能形式有電容儲(chǔ)能、電感儲(chǔ)能、機(jī)械能、化學(xué)能和核能。但是，電容儲(chǔ)能密度低，有漏電風(fēng)險(xiǎn)，難以長(zhǎng)期存儲(chǔ)；電感儲(chǔ)能斷開(kāi)電感時(shí)將在斷路開(kāi)關(guān)兩端產(chǎn)生高電壓并且能量傳輸效率較低；機(jī)械儲(chǔ)能電壓低，效率低；化學(xué)能和核能做初級(jí)能源時(shí)重量大、體積大、成本高［5］。

作為潛射導(dǎo)彈的電磁發(fā)射能源，必須具有儲(chǔ)能量大、密度高、發(fā)射功率大、體積小、質(zhì)量輕和重復(fù)頻率高的特點(diǎn)。電源系統(tǒng)要解決能量的快速吸收與存儲(chǔ)、電流波形的形成與整形、強(qiáng)電流的監(jiān)測(cè)與開(kāi)關(guān)控制等技術(shù)。

3.1.4 電力調(diào)節(jié)控制技術(shù)［6］

脈沖電源釋放的強(qiáng)電流不能直接用于電磁發(fā)射，這是由于單脈沖電流產(chǎn)生的電磁推力會(huì)伴隨很強(qiáng)的振蕩，且能量轉(zhuǎn)化效率低。研究發(fā)現(xiàn)理想的發(fā)射電源電流外特性為梯形平頂脈沖。電流迅速上升，可使電樞在極短時(shí)間內(nèi)獲得很高的電磁推力。在加速過(guò)程中，平頂電流提供恒推力，均勻加速對(duì)發(fā)射管沖擊較小，可有效減小磨損。當(dāng)彈丸離開(kāi)時(shí)，殘余電能可能會(huì)擊穿。因此，出射后軌道電流應(yīng)迅速回落。

當(dāng)前，普遍采用的方法是多個(gè)脈沖電源異步放電，合成近似的梯形波，如圖3所示。在連續(xù)發(fā)射的情形下，多個(gè)脈沖電源反復(fù)充電、放電和饋電的控制與調(diào)節(jié)是電力調(diào)節(jié)的核心。

圖3 脈沖序列合成電流特性圖

3.2 反應(yīng)盤(pán)和導(dǎo)彈的集成方式

反應(yīng)盤(pán)和導(dǎo)彈的集成方式將影響電磁發(fā)射系統(tǒng)的操作方式和工作效率。目前，有兩種不同的系統(tǒng)集成方案，一種是將反應(yīng)盤(pán)和導(dǎo)彈集成在一起，另一種是兩者各自獨(dú)立［7］。如圖4所示。

圖4 反應(yīng)盤(pán)和導(dǎo)彈的兩種集成方式

1）反應(yīng)盤(pán)與導(dǎo)彈集成

如果從發(fā)射管的角度來(lái)考慮，最好的解決方案是將反應(yīng)盤(pán)和導(dǎo)彈集成。這樣可以減少零件并簡(jiǎn)化發(fā)射。但是，這種方法也有缺點(diǎn)：即反應(yīng)盤(pán)是一種導(dǎo)電薄片，其特征要和導(dǎo)彈相匹配，要滿(mǎn)足導(dǎo)彈的作戰(zhàn)要求；發(fā)射時(shí)要在反應(yīng)盤(pán)加載很大的力，這意味著反應(yīng)盤(pán)會(huì)很大；可能會(huì)增加導(dǎo)彈的重量，從而限制了導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)性；若要兼容發(fā)射多型導(dǎo)彈，則不同類(lèi)型的導(dǎo)彈在和反應(yīng)盤(pán)集成時(shí)要先定義接口標(biāo)準(zhǔn)，有可能降低導(dǎo)彈的性能。另外，由于導(dǎo)彈內(nèi)部電子設(shè)備和火工品以及武器控制系統(tǒng)對(duì)電磁都比較敏感，需要對(duì)直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)的電磁場(chǎng)加強(qiáng)管理。因此，要將反應(yīng)盤(pán)和不同類(lèi)型的導(dǎo)彈集成的方案面臨諸多工程挑戰(zhàn)。

2）反應(yīng)盤(pán)與導(dǎo)彈相互獨(dú)立

如果分別從發(fā)射管和導(dǎo)彈兩個(gè)不同角度考慮，可將反應(yīng)盤(pán)作為一個(gè)獨(dú)立裝置。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)盤(pán)和導(dǎo)彈彼此獨(dú)立，雙方性能都不會(huì)因?yàn)閷?duì)方而折衷；反應(yīng)盤(pán)作為獨(dú)立裝置后，可在設(shè)計(jì)中將電磁場(chǎng)和導(dǎo)彈相互隔離，可確保不對(duì)電磁敏感裝置造成影響；對(duì)一次性反應(yīng)盤(pán)，無(wú)需考慮能量回收，可簡(jiǎn)化控制和能量系統(tǒng)方案，因此設(shè)計(jì)出的一次性反應(yīng)盤(pán)更輕更小，也更容易將導(dǎo)彈裝填到魚(yú)雷管；而對(duì)多次反復(fù)使用的反應(yīng)盤(pán)，因無(wú)需儲(chǔ)存和搬運(yùn)多個(gè)反應(yīng)部件，所以只需要考慮如何將導(dǎo)彈裝配到反應(yīng)盤(pán)的前面。

缺點(diǎn)是在導(dǎo)彈設(shè)計(jì)上，需要專(zhuān)門(mén)考慮導(dǎo)彈后部承載發(fā)射力的問(wèn)題。另外，因?yàn)殡姶虐l(fā)射裝置控制系統(tǒng)和能源系統(tǒng)要確保反應(yīng)盤(pán)剎車(chē)和恢復(fù)，所以需要設(shè)立剎車(chē)區(qū)，發(fā)射管的長(zhǎng)度將會(huì)增大。

3.3 設(shè)計(jì)中要考慮的因素

與傳統(tǒng)方法相比，潛艇電磁發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射力直接作用在導(dǎo)彈上，能量密集，效率更高，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈同樣的離管速度，所需要的能量更小。在設(shè)計(jì)中，需要考慮以下問(wèn)題［8］：

導(dǎo)彈齊射時(shí)電磁發(fā)射系統(tǒng)的冷卻問(wèn)題。隨著潛艇載彈量增大，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，導(dǎo)彈齊射逐漸成為大概率事件?？紤]到典型發(fā)射管的熱質(zhì)量以及潛艇密閉空間的熱擴(kuò)散條件，在齊射時(shí)，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的冷卻系統(tǒng)。

定子的集成問(wèn)題。直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子主要是由多相線(xiàn)圈纏繞的疊片鐵芯組成。定子在向發(fā)射管集成時(shí)，既不能影響發(fā)射管結(jié)構(gòu)的整體性，同時(shí)也不能被海水環(huán)境所腐蝕。目前看，將定子裝入非磁材料是一種可行的防止海水腐蝕的方法。

定子和反應(yīng)盤(pán)之間的“氣隙”問(wèn)題。“氣隙”是磁路與磁路之間的空氣間隔。以電動(dòng)機(jī)為例，定、轉(zhuǎn)子之間的空隙就是氣隙。氣隙是能量轉(zhuǎn)換的通路，氣隙的大小會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的性能。在集成發(fā)射管里，導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，導(dǎo)彈在注水的魚(yú)雷管內(nèi)加速運(yùn)動(dòng)，隨之產(chǎn)生的水的高速流動(dòng)可能會(huì)對(duì)“氣隙”的規(guī)格造成影響。

3.4 能量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制

在圖5顯示的能源線(xiàn)路方案里，多個(gè)小型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)能源開(kāi)關(guān)連接到發(fā)射換流器。該結(jié)構(gòu)為能量向反應(yīng)部件轉(zhuǎn)化提供了最高效率的方法。這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)在多個(gè)應(yīng)用上得到驗(yàn)證，比如英國(guó)的無(wú)人機(jī)發(fā)射演示系統(tǒng)便采用該線(xiàn)路。這種結(jié)構(gòu)，可以確保在發(fā)射中對(duì)導(dǎo)彈的速度和加速度進(jìn)行控制，可以讓不同類(lèi)型的導(dǎo)彈通過(guò)同一個(gè)發(fā)射管發(fā)射。

圖5 直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能源控制方案

由于導(dǎo)彈電磁發(fā)射是一種大能量、非連續(xù)作業(yè)，因此綜合電動(dòng)發(fā)射管需要配置脈沖能源。發(fā)射裝置對(duì)電力的需求非常高，潛艇的電力系統(tǒng)無(wú)法直接提供所需電能。這樣就需要專(zhuān)門(mén)的能量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)來(lái)提供脈沖能源。

水面艦艇已經(jīng)開(kāi)發(fā)了類(lèi)似的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。美海軍“福特”級(jí)航母上采用12部飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)為4部電磁彈射器供電。每部?jī)?chǔ)能系統(tǒng)充電時(shí)長(zhǎng)45s，放電時(shí)長(zhǎng) 2s～3s，飛輪最大轉(zhuǎn)速6400轉(zhuǎn)/分鐘，每次可釋放121MJ能量，釋放能量后飛輪轉(zhuǎn)速降至5205轉(zhuǎn)/分鐘。該系統(tǒng)由通用原子公司研制，是一種雙定子、軸向場(chǎng)永磁發(fā)電/電動(dòng)機(jī)，通過(guò)航母總線(xiàn)電源充電。相關(guān)儲(chǔ)能系統(tǒng)用于無(wú)人機(jī)發(fā)射，也用于飛行器、軌道炮和定向能武器等［9］。現(xiàn)有的一些技術(shù)，如超導(dǎo)技術(shù)和先進(jìn)電池技術(shù)，也可能在潛艇能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中得到應(yīng)用。

3.5 技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖

電力發(fā)射裝置首先要解決負(fù)載驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。在電力發(fā)射裝置中，驅(qū)動(dòng)負(fù)載的是電動(dòng)機(jī)而不是壓縮空氣泵，即電力發(fā)射泵。電力發(fā)射泵由壓縮殼體內(nèi)部電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有和空氣渦輪泵同樣的作戰(zhàn)性能和負(fù)載適應(yīng)性。同時(shí)，電力發(fā)射泵采取全電力接口，可以利用更多商業(yè)技術(shù)，加快技術(shù)向系統(tǒng)植入，減少平臺(tái)全壽期成本。

電力發(fā)射泵需要采取能量存儲(chǔ)裝備來(lái)滿(mǎn)足負(fù)載發(fā)射對(duì)脈沖能量的需求。民用工業(yè)和海軍水面艦部門(mén)對(duì)能量存儲(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)有助于加快該技術(shù)向裝備的轉(zhuǎn)化。一旦技術(shù)成熟，同樣的能量存儲(chǔ)就可以在后期的技術(shù)開(kāi)發(fā)中得到應(yīng)用［10］。電力發(fā)射泵還需要電子和控制系統(tǒng)，相關(guān)的拓?fù)浼夹g(shù)（類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)）已經(jīng)由民間企業(yè)和海軍進(jìn)行了充分的論證。

下一步需要改進(jìn)的是電動(dòng)機(jī)，使其能夠安置在壓力殼體外面。像綜合電動(dòng)發(fā)射管一樣，外置的電力發(fā)射泵為布置能源與控制電纜，只需要在壓力殼體上開(kāi)一個(gè)穿孔，穿孔數(shù)少于在潛艇殼體內(nèi)布置的電力發(fā)射泵。電力發(fā)射泵在壓力殼體內(nèi)布置時(shí)，需要在殼體上為泵軸穿孔留孔。

在電力發(fā)射泵開(kāi)發(fā)的同時(shí)，還需要開(kāi)發(fā)無(wú)軸氣缸以及替代壓縮空氣源，并與發(fā)射管集成。開(kāi)發(fā)的最終階段是發(fā)射管的集成［11］。在這個(gè)階段，直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)將集成進(jìn)綜合電動(dòng)發(fā)射管。綜合電動(dòng)發(fā)射管必需的能源和控制系統(tǒng)布局技術(shù)也將得到論證，確保其能夠適應(yīng)潛艇作戰(zhàn)環(huán)境要求。綜合電動(dòng)發(fā)射管的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)是成為真正的外置發(fā)射管，成為潛艇“任務(wù)模塊”之一，讓潛艇能夠根據(jù)任務(wù)需求來(lái)選擇負(fù)載合適的發(fā)射能力。

以上就是綜合電動(dòng)發(fā)射管技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖，該圖以漸進(jìn)的方式達(dá)到綜合電動(dòng)發(fā)射管的發(fā)展目標(biāo)，降低研制風(fēng)險(xiǎn)，最終產(chǎn)生小體積、高性能的全電力系統(tǒng)，降低平臺(tái)的全壽命成本［12］。如圖6所示。

圖6 潛射導(dǎo)彈綜合電動(dòng)發(fā)射管技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖

4 結(jié)語(yǔ)

導(dǎo)彈電磁發(fā)射的出現(xiàn)是導(dǎo)彈發(fā)射理論和工程實(shí)踐的一次飛躍，特別是在核潛艇平臺(tái)上采用電磁發(fā)射技術(shù)，幾乎實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈發(fā)射過(guò)程的靜默，極大地減少了導(dǎo)彈發(fā)射過(guò)程中的瞬態(tài)噪音，使核潛艇成為真正的“大洋黑洞”，提高了平臺(tái)的生存能力［12］。作為一種正在研發(fā)的潛射導(dǎo)彈電磁發(fā)射系統(tǒng)解決方案，綜合電力發(fā)射管主要用于未來(lái)全電力潛艇平臺(tái)。因?yàn)榫C合電動(dòng)發(fā)射管僅需要電力作為發(fā)射能源，可以除去當(dāng)前發(fā)射系統(tǒng)對(duì)液壓系統(tǒng)和壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)的需求，降低全壽期成本。

電磁發(fā)射技術(shù)已在電磁軌道炮、航母艦載機(jī)電磁彈射等領(lǐng)域完全工程化實(shí)現(xiàn)，在潛艇平臺(tái)，目前還處于研究試驗(yàn)階段［13］。未來(lái)根據(jù)不同潛艇平臺(tái)電力發(fā)射結(jié)構(gòu)和能量存儲(chǔ)方式的不同，綜合電動(dòng)發(fā)射管既能夠發(fā)射和回收大尺寸的UUV，也可發(fā)射“長(zhǎng)條”形狀的導(dǎo)彈、魚(yú)雷，還可發(fā)射小尺寸水聲對(duì)抗器材和水聲通信裝置，具有廣闊的軍事應(yīng)用前景。