垂直冷发射导弹的弹射动力来自哪里?

二战以来,最早的弹道导弹基本都是垂直发射。这是因为弹道导弹发射前需要垂直瞄准和装定射击诸元。而此后出现了大大小小的战术导弹。发射方式就多种多样了。而到了上世纪七十年代以后,军事大国发现战术导弹也可以集中起来,从水面和地面上垂直发射。垂直发射的好处很明显,首先是可以把导弹的包装和发射装置做成一体化,而且节约空间。垂直发射后,可以向上半球360度的任意方向直接打击。不论发射速度还是发射效率都成倍的提高。因此到了今天,舰船上和地面车载的垂直发射方式的导弹成了主流。而截至目前,垂直发射方式基本由垂直热发射和垂直冷发射两大流派。垂直热发射就是导弹在垂发系统内直接点火。基本靠自身主发动机产生的推力升空起飞。而垂直冷发射需要先给导弹施加一个向上的外力。让弹体弹射到一定的高度。一般离开发射装置本身以后,再点燃导弹的主发动机开始飞行。
垂直热发射的导弹,其特点是:第一结构简单,第二发射可靠性较高。多用于体积较小地空导弹、可机动发射的少数弹道导弹。垂直热发射的缺点是危险性大,会出现导弹点火后却没有飞出发射装置的风险。比如去年德国萨克森级护卫舰热发射标准2防空导弹,就没有飞出发射系统,最终在发射装置内烧完了发动机,几乎把整个垂发系统都烧毁了。热垂发对发射系统烧蚀大多非常严重,特别是采用发射井发射的洲际弹道导弹和舰载垂直发射系统,必须设有专门的排气通道,整个发射系统体积较大。对大型固定发射的洲际导弹来说,热垂发还有一个较大的缺点。就是发射井的排烟系统,是整个系统的最薄弱部分。因为排烟通道必须和外部空气直接连通,这样在核战发生时,外界大当量爆炸的冲击波会顺着巨大的排烟通道冲击垂发井本身。因此带排烟通道的洲际导弹发射体系一般无法承受每平方厘米150公斤以上的外部爆炸冲击波。

冷发射是使用以压缩空气、压缩蒸气或助推剂燃气为动力的助推发射系统,将导弹发射到一定高度后才启动火箭发动机完成发射。冷发射的优点,在于较低的低温发射不会烧蚀发射系统,对发射系统也不会产生结构破坏。还在于不需要热发射那样专门的排气通道,发射系统体积较小,可在有限空间内最大限度装载导弹。主要用于大型防空导弹,战略核潜艇装载的潜射洲际导弹。另外,苏联时代的部分陆地发射井发射的导弹洲际导弹,也采取冷发射的方式。由于洲际导弹的冷发射井不需要单独的排烟通道,因此几乎可以做成强度极大的封闭系统。SS18洲际导弹的垂发井就可以抵抗每平方厘米250公斤以上的爆炸超压,几乎可以抗住氢弹在附近爆炸的压力。
冷发射的缺点主要是发射系统结构相对复杂,可靠性比热垂发稍低。特别是对导弹火箭发动机点火控制装置技术和导弹姿态控制技术要求非常高。不过当代冷垂发的点火可靠率越来越高。不仅仅是战术导弹,就是潜射洲际导弹和陆地机动洲际导弹都普遍采取冷垂发射。
由于现代冷垂发可以可靠的发射从一两百公斤的轻型防空导弹,到200吨以上巨大的液体洲际导弹。因此用压缩空气或者压缩蒸汽都已经不行了。目前冷垂发的主流,是在像炮筒一样坚固的大大小小的垂发筒的底部,设置固体的燃气发生器。迅速燃烧产生燃气工质把导弹垂直推出发射筒。整个系统通常由燃烧室壳体、内绝热层、固体推进剂药柱、点火系统和排气装置等组成。

根据用途不同和工作时间长短以及单位时间产生燃气量的多少,可选用较低燃温的缓燃或富燃推进剂制造成具有一定尺寸的几何形状药柱。排气装置可以是管道、燃气喷注器、一个或多个喷嘴。这种弹射燃气的威力和爆速,一般介于黑火药爆炸和压缩空气爆发之间,既可以把上百吨的巨大的导弹瞬间推出发射筒数十米,又不至于破坏导弹的弹体。可以说已经应用的非常成熟和广泛。