16艘潛艇,64枚海基飛彈,這就是蘇聯海軍最初的海上戰略威懾力量

2019-09-10   榮華之武器堂

629型潛艇攜帶3枚P-13飛彈方案

隨著冷戰局勢的發展,蘇聯越來越覺得需要能遏制潛在敵人的有效手段,因此1956年8月做出了關於開展配備P-13飛彈的Д-2系統研究工作的決議。

P-13飛彈性能的最初評價由第88研究所第1特種設計局制定,此後科羅廖夫將試驗-研究工作交給了自己的學生馬克耶夫。發射P-13飛彈的Д-2系統是蘇聯研製的第一個專門用於裝備潛艇的綜合系統。系統設計用於布置在柴電潛艇和核潛艇上,該系統主要設計師是米洛斯拉夫斯基(Л.М.Милославский),他在1961年獲得列寧獎金。

連結-米洛斯拉夫斯基

全名列夫-米哈伊洛維奇-米洛斯拉夫斯基(Лев-Михайлович-Милославский)1929年2月17日出生,1953年從莫斯科航空學院機械工程畢業至第88研究所工作。1954-1998年在第385特種設計局工作,歷任工程師、高級工程師、主設計師等職,參與P-13和P-39海基飛彈的研製工作。1961年獲得列寧獎金,1984年獲得榮譽勳章。

米洛斯拉夫斯基

在研製該系統的同時,政府決議中也規劃了629型柴電潛艇和658型核潛艇的設計製造工作。按照決議,要求之一是確保這些潛艇既可以發射P-13飛彈,也可以發射Р-11ФМ飛彈。由於629型潛艇建造早於P-13飛彈的研製時期,所以最初的5艘629型潛艇裝備的是Р-11ФМ飛彈,後續潛艇裝備的則是P-13飛彈。

由於飛彈發射井中安裝有複雜的發射裝置,包括一些活動機構(升降迴轉發射台和鋼索升降機),以及飛彈的槓桿-彈簧阻尼結構,與之前的B611和AB611型潛艇一樣,發射後不用艙外的海水回填飛彈發射井,主要是為了防止機械機構在海水中生鏽以及海水對發射井中電子設備的影響。這個就要求在飛彈艙的底艙有體積相當大的水櫃(約40立方米)用於填補發射出去飛彈的質量。在發射飛彈後如果潛艇下潛,需要用艙外的海水注滿這些水櫃。飛彈的布置原則和之前AB611型潛艇一樣,即幾個垂直的發射井在潛艇徑向排成一排,發射井的數量增加到3個。在1959-1962年共建造了22艘629型潛艇,而在1960-1962年則建造了8艘658型潛艇。

P-13飛彈尺寸有限(直徑1.3米,長度不超過12米),不過戰鬥部較重(約1.6噸),在遇到深水炸彈及發射前潛艇搖動的情況下,需要保證它的穩定性;要達到預定射程,在無通風和不排放燃氣的情況下,加註好燃料的飛彈保存環境跨度很大(從-40℃到50℃),這些情況都要求尋找布局與設計方面的新方案。

658型潛艇攜帶3枚P-13飛彈方案

飛彈的主要設計特點如下:

-五推室發動機(一個主推力室,四個舵機推力室)。這一設計可以不採用以前用的石墨舵機,從而在動力與質量上更勝一籌。同時可以為量級停車提供保障,明顯減小動力變化產生的不穩定性,並保證戰鬥部在不同射程上均能順利分離。

-發動機渦輪泵式燃料供給系統,用中央推力室氣體發生器產生的氣體為燃燒劑箱增壓,並用舵機推力室氣體發生器產生的氣體為氧化劑箱增壓。這樣的增壓設計,使飛彈可以不再採用專門獨立的增壓系統。

-氧化劑箱布置在燃燒劑箱前面。此外,為了能顯著改善飛彈參數,氧化劑箱被一個中隔封頭分成兩個半箱。消耗的氧化劑先是從下半箱提供,然後從上半箱提供。這種方案可以使傾覆力矩係數降低一半以上。

-飛彈戰鬥部藉助固體燃料推進器來分離,戰鬥部射擊成前段為錐形的圓柱形機殼。為了穩定戰鬥部,在錐形裙邊上安裝了片狀鰭。特種裝藥的射擊與戰鬥部殼體兼容。

P-13飛彈結構圖

P-13飛彈結構圖注釋

1-彈頭(戰鬥部) 2-氧化劑箱 3-儀器艙 4-燃燒劑箱 5-發動機室 6-穩定尾翼 7-彈尾儀器艙

當然,在研製P-13飛彈時出現了一個很複雜的問題,就是如何保障在潛艇艇體搖動和沿航跡運動狀態下,飛彈從發射裝置中飛出時不會受到衝擊振動(潛艇左右搖擺幅度可能達到12°,而俯仰搖擺幅度可能達到4°,航跡運動幅度可能達到1.75米)的影響。實現飛彈不受衝擊振動飛出發射井的方案是:選擇飛彈鎖定裝置的解鎖程序;採用發動機分級開始工作的方法,使飛彈在鎖定裝置中處於最優運動模式;使用發射提前修正器,確定發射時刻所需的參數組合。

P-13飛彈綜合系統的戰技術指標都得以實現,而在最大瞄準射程方面還超出預期:預計射程是450千米,而實際射程達到600千米。

飛彈的結構及其作業系統設計使得操作人員可以在潛艇上對飛彈進行以下基本操作:監控飛彈狀態,並使其在巡邏時保持戰備狀態;發射前檢查,以及對飛彈建在設備和動力裝置進行準備,檢查戰鬥部設備的工作性能;在潛艇處於水面位置時,從發射井的上切面發射飛彈。

在潛艇上的上述操作是通過專門的控制台遙控進行的。在整個自主航行中,飛彈不需要有人員在其近前近前維護。發射一枚飛彈所需要的時間總計不超過3-4分鐘,再次發射下一枚飛彈大約需要13-14分鐘。專門的試驗表明,如果有深水炸彈爆炸,只要未造成潛艇耐壓殼體損壞,飛彈的安全可以得到保證。在潛艇上飛彈可以在6個月期間保持其戰鬥性能,而預定的時間是3個月。之後,該型飛彈1960-1972年在海軍中服役,裝備在629型和658型潛艇。

P-13飛彈從靜止發射台和舵機發射台上進行的發射試驗在1959年6月-1960年3月在國家中央靶場進行。期間共進行了19次發射,其中15次成功。從1959年11月開始,在潛艇上進行了發射試驗,到1960年8月結束,共進行了13次發射,其中11次發射成功。在該型飛彈所有311次發射中,有225次成功。在運行過程中,飛彈在固定飛彈庫保存期限從5年延長到7年。

P-13飛彈內在結構

該型飛彈戰鬥部的設計值得一提。在設計資料中,第1特種設計局和第385特種設計局的專家們將可分離的戰鬥部設計成半張角7°的尖形椎體。這樣的目的是為了達到當時所預定的約500千米射程要求。而能否達到這一要求,迎面阻力的影響是非常大的。核裝藥可以輕鬆裝入這種錐形戰鬥部中,而之後的工程設計中,決定為飛彈配備熱核裝藥。第11設計局(如今的全俄實驗物理科學研究所)給出裝藥方面的初始數據,而這種裝藥顯然是為航空炸彈製造的。在討論與協調具體要求的過程中,大家覺得裝藥的幾何形狀及其體積和重心是不能改變的。飛彈長度有限,為了保證達到最大預定射程,飛彈專家們只好開始研究迎面阻力與燃料儲備之間比例的優化問題。這一課題最終得以找到如下解決方案。戰鬥部變「鈍」了,且有比較大的氣動阻力。飛彈最大射程得以保證,且不需要燃料儲備。戰鬥部以亞音速接近目標,瞄準偏差較大。

不過從技術上講,飛彈變得「不完美」了。因此,相關的研究工作還在繼續,但在與第1011研究所合作之前,一直沒有找到解決問題的出路。在中型機械製造工業部的會議上,第1011研究所總設計師肖爾金和副總設計師格列奇什尼科夫向第385特種研究所負責人代表建議考察一下威力增加、體積在可接受範圍的裝藥。在討論過程中,大家認為可以將裝藥製成錐形,將重心移到戰鬥部頂端。不過這樣的話,在當時已經定好飛彈尺寸的情況下,裝藥布置在尖頭錐形殼體中,還是無法保證戰鬥部的穩定飛行。

P-13飛彈戰鬥部

在此後進一步的討論過程中,大家形成了新的建議,將戰鬥裝藥和戰鬥部殼體設計為一體,這樣需要先將它們製造順序進行調整,並解決製造和運行過程中程序方面的組織問題。戰鬥部殼體整體上是在飛彈製造廠製造,在其結構中加入了裝藥的輻射防護構件,這些構件是根據裝藥研發人員的技術要求來製成的。軍方代表接收並確認了成品機殼與技術資料以及技術規格的相符性。此後,機殼送到製造廠,在那裡裝藥,成為可以隨時安裝到飛彈的戰鬥部,並送到彈藥庫。

海基飛彈戰鬥部研製時採用共用殼體設計,在實施過程中既暴露了缺點也顯示出了優點。缺點是裝藥僅針對這種飛彈,其裝藥實質上就無法在其他飛彈上使用。不過這種缺點被熱核裝藥及戰鬥部課題製造方面的快速明顯的進步,以及之後所使用其他共用設計方案所彌補。而優點在於,P-13飛彈的最大射程得到顯著提高(提高了三分之一)。結果就是,在製造戰鬥部(特種彈藥、核彈藥、彈頭)時採用系統性方法,成為第1011研究所和第385特種設計局所設計的所有海軍裝備的標誌性特點。

從Д-2系統開始,專門設計了氣動液壓系統,用於保證飛彈的存放、射前準備和發射操作,以及發射後的維護,即將所有動用的設備部件恢復到原始狀態或安全狀態。這些系統後來成為飛彈武器系統中的組成要素,它和艦艇的某些機構以及液壓與氣壓系統這樣的艦船通用系統相關。隨著潛艇型好的變化以及新系統的出現,系統組成、機構、控制設備組成都有所變化,不過在重要的部件方面,它的組成還是在研製最初的系統時就已經定型的。具體有:

-用於保證飛彈發射井裡微環境的日常維護系統,對發射井裡的空氣進行測定(對於固體燃料飛彈無須作氣體測定)。

-發射前保障系統,確切的說是發射保障系統,包括:飛彈箱預先增壓及射前增壓系統,以及取消射前準備或飛彈未能發射時飛彈箱的釋壓系統;固體燃料飛彈在水下從「干」發射井內發射所需的發射井增壓系統;從注水的「濕」發射井發射飛彈所需的發射井注水系統和艇內外均壓系統;燃燒劑箱加註以及在取消發射準備或未能發射時,將這些燃燒劑壓送(傾倒)至潛艇儲倉中的系統(最終這個系統只有裝備了Д-2綜合系統的潛艇上才有)。

P-13飛彈

-發射井內飛彈噴淋緊急系統、發射井注水應急系統、飛彈從潛艇上拋離應急系統。拋離系統在P-11ФМ和P-13飛彈上應用,後續型號的飛彈雖然進行了應急拋離系統的研究,但最終沒有採用,因為這些飛彈採用了氧化劑應急傾瀉系統。

-艦艇結構:配備發射裝置(多種型號)的發射井,帶有用於發射井井蓋開啟的齒條傳動裝置,該裝置利用潛艇上的液壓系統工作。

-艇上的日常維護、發射前和發射後維護系統的控制台,採用手動控制,適用於第一代潛艇上布置的有限彈藥基數的飛彈(2-3枚)。

1961年,P-13飛彈的Д-2系統研發人員獲得了列寧獎。

P-13飛彈1960年12月裝備部隊,射程600千米,圓機率誤差4千米,起飛質量13.6噸,直徑1.3米,長11.8米,戰鬥部質量1.6噸,核彈頭當量100-200萬噸TNT。

629型潛艇發射P-13飛彈

1961年,蘇聯海軍共有5艘AB611型潛艇、8艘629型潛艇和3艘658型潛艇裝備飛彈,一共擁有64枚P-13和P-11ФМ飛彈。它們可以在特殊時期或者遭受威脅時有12-18枚飛彈進入戰備巡邏狀態,這幾乎是當時蘇聯戰略威懾力量中戰備飛彈總數的三分之一。當然,儘管在海上巡邏的海上力量可能會後撤以避免遭受敵方戰略力量先發制人的戰略打擊,不過依然可以對抗其反潛力量和裝備,在某種程度上提高了戰略威懾力度。

當然,此時的蘇聯海軍無論從數量上還是質量上,海基飛彈力量依然明顯遜於美國海軍戰略核力量。

P-13飛彈飛行試驗圖