大深度、靜音魚雷發射需求

1970年代美國海軍發展用於大深度、高速度作戰的MK-48潛艦魚雷，而以往使用壓縮空氣彈射魚雷的方式不再適用：首先，魚雷在更大的深度發射，壓縮空氣就必須克服極大的海水背壓才能將魚雷推出去，效率很低。MK-48要求更高的速率，如果魚雷彈射系統不能提供足夠的初速，發射後魚雷甚至可能直接向下掉而不是朝向目標，浪費更多時間甚至脫靶。另外，噴射壓縮空氣會產生巨大聲響，而射入海水的高壓空氣更會產生巨大的空蝕聲響（氣泡因水壓而崩潰），讓敵方在很遠的距離聽到，而這個氣泡幕也會暫時遮蔽發射艦本身的聲納；此外，壓縮空氣入水後會產生大量氣泡浮升至水面，很容易暴露潛艦位置。

因此，美國海軍也配合發展新的水壓推動式魚雷發射系統，先將發射管注水與外界身海水壓平衡，發射時透過氣壓推動的水錘（ Kinetic Water Ram）機械，從魚雷管後部將高壓水快速打入管內，利用水壓將管內的武器推入海中。使用「水推水」不僅能在更廣泛的深度發射魚雷，也讓發射時的噪音大幅降低；雖然水壓推動彈射魚雷仍會產聲噪音，但不是壓縮空氣的轟然巨響，更完全不會對外釋出氣泡。

美國潛艦水壓魚雷發射系統類型

美國海軍潛艦的水壓推對魚雷系統的核心組件，是一個魚雷發射用水櫃（Water Round Torpedo Tank，WRT），專門儲存發射魚雷時用來注入魚雷管的水，水的來源是海水（因此還需要進水系統）；美國潛艦都設置專用WRT水櫃，而不是直接從平衡壓艙水櫃取水，是為了避免在發射魚雷時影響潛艦本身的浮力與平衡（Trim）。

關於提供水壓的方式，美國海軍發展的水壓式魚雷發射系統有兩種路徑，分別是由活塞汽缸推動的水錘發射（Water Ram Discharge，WRD），以及空氣渦輪泵（Air Turbine Pump, ATP）。其中，英國更早就發展出活塞推動式水壓彈射系統，裝備於小鯨級（Porpoise class）與妖王級（Oberon class）柴電攻擊潛艦上；而美國開始發展WRD系統則裝備於戰略核潛艦，型號為MK-67，用於升級原有的拉法葉級/麥迪遜級富蘭克林級（Lafayette/James Madison /Benjamin Franklin class），隨後納入1970年代設計的俄亥俄級（Ohio class）戰略核潛艦的原始設計。而空氣渦輪泵所佔的體積比較少，主要用於攻擊核潛艦，首先在後期型的鱘魚級（Sturgeon class）攻擊核潛艦上進行測試，然後在洛杉磯級（Los Angeles class）攻擊核潛艦上納入原始設計。

如果是ATP系統，在WRT水櫃與魚雷發射管之間還有一個水艙，稱為發射水櫃 (Firing Tank）或稱水室 (Water Hammer Tank)，並由旋轉滑閥 (Slide Valve)連接每一個發射管。而如果是MK-67 WRD系統則沒有發射水艙，每個魚雷管都配置一個專屬的大型液壓活塞系統，活塞筒的前端與WRT水櫃管路跟魚雷管連結。

1.水錘發射（WRD）系統：

水錘發射（WRD）使用大型活塞系統作為水壓彈射的動力來源，每一具魚雷管後方都配備一個專屬的巨大水平活塞液壓汽缸（Hydraulic Cylinder），作為發射的動力源，液壓活塞導軌與動力缸軸線與魚雷管完全平行。活塞筒一端連接著提供動力的高壓空氣瓶，另一側則是用來推動魚雷發射的發射水空間（作用相當於ATP的發射水艙），與魚雷管後端對準並直接相連，而這個空間也與WRT水艙管路相連。WRD像是以往傳統壓縮氣體彈射魚雷的進化版，以活塞系統作為傳遞壓縮空氣力量的中介，而不是直接用壓縮空氣推動魚雷。

在發射前，WRT水艙的水被抽進WRD的活塞筒前端（此時魚雷管已經完成注水）。發射時，釋放的高壓空氣推動活塞，壓縮密閉汽缸裡的液壓油，推動活塞汽缸另一端的海水直接擠入魚雷管把魚雷射出。WRD發射系統的水艙（活塞前端空間）與魚雷管緊密耦合。發射完成後，魚雷管進行排水，這些在魚雷出管後湧入填補魚雷體積的海水會回到WRT水艙（低壓泵浦或自然重力），它們大致彌補了射出的魚雷的重量而使潛艦維持配平。魚雷管排水之餘，汽缸的活塞也向後復位，高壓空氣首先排出，然後活塞慢慢縮回原位，接著再從WRT水艙吸水填滿活塞筒前端空間，準備下一次發射。

在WRD系統中，活塞系統兩端分別必須有足夠的液壓油（密閉汽缸內）與預備水（連接魚雷管），注水過程強調「容積守恆」，確保活塞運動時有完整的水柱可以推動。由於活塞汽缸與魚雷管後端緊密連結，活塞活動行程推擠多少水，就有同體積的水進入魚雷管。

美國WRD的設計邏輯與工作原理與英國小鯨級（Porpoise class）與妖王級（Oberon class）柴電攻擊潛艦的液壓錘（Hydraulic Rams）基本相同；英式系統同樣在每個魚雷管後方配置一個專屬的活塞筒（Ram Cylinder），使用高壓空氣推動活塞，活塞推動水將魚雷「擠」出管外。這套英式魚雷系統中有兩個魚雷作業水艙（Torpedo Operating Tank，TOT，左右舷各一）安裝在魚雷管下方，發射前，活塞缸前端的空間是透過TOT水艙（或者是與其連通的補償水路）中吸入海水充滿，發射時高壓氣體推動活塞擠壓這些海水進入魚雷管後部並將魚雷推出，發射後魚雷管內的海水由低壓泵浦或自然重力而流回TOT水艙；因此，英國系統的TOT水艙與美國WRD系統中的WRT水艙功能基本相同，用來保存魚雷離開發射管時從外部補進來的海水，彌補艦首失去魚雷的重量而使艦體維持配平。

另外，小鯨級/妖王級的活塞汽缸系統，活塞機構在運行終端（活塞到頂）會有較明顯的機械撞擊聲，這是比較巨大的低頻聲響。而美國MK-67 WRD則引進較完善的液壓緩衝技術（Hydraulic Snubbers），使活塞在到行程末端會平滑減速，幾乎不產生撞擊金屬聲，大幅提高肅靜性。

2.空氣渦輪泵（ATP）發射系統

空氣渦輪泵 (Air Turbine Pump, ATP)系統基本原理是由高壓空氣驅動的水泵，把壓縮空氣釋放的能量轉化為水的動能來彈射魚雷，而不是像以往直接用壓縮空氣來彈射魚雷。

ATP的基本構造是一個空氣渦輪機（Air Turbine），由後方高壓氣瓶驅動，壓縮氣體衝擊渦輪葉片可以產生高轉速，將儲存在氣瓶裡的氣壓位能轉成旋轉的機械能；渦輪機連結一根傳動軸，傳動軸另一側直接連結到一個離心式水泵（Centrifugal Pump），該水泵會從魚雷發射管後方、專門用來供應魚雷發射的魚雷發射水艙（Water Round Torpedo Tank，WRT）吸水並加壓；空氣渦輪機轉多快，離心式水泵的轉速就多快。由於渦輪轉速可達每分鐘數萬轉，對軸承與密封技術要求較高。

在ATP系統中，魚雷發射管的與WRT之間有一個水艙，稱為發射水櫃 (Firing Tank）或稱水室 (Water Hammer Tank)，作為水流緩衝與整流，使之能平穩地進入魚雷管。不同於可能是半空的WRT（在工作過程中水位會不斷變動），發射水艙是個必須保持全封閉、恆滿（Always Full）的壓力容器，確保進入魚雷管的水絕對不會混入任何氣泡（發射水艙內沒有空氣頂部）。而WRT與發射水櫃之間有一個進水閥（Inlet Valve） 或 補水閥（Fill Valve）平時閥門開啟，利用小型補水泵或自然重力，確保發射水艙隨時處於「恆滿」狀態。

由於潛艦體積有限，不可能為每一門魚雷發射管設置一套ATP，因此美國海軍潛艦都配置兩套獨立的ATP系統，分別服務左舷與右舷的魚雷發射管。每一套ATP系統各有一個專屬的發射水櫃，發射水櫃到魚雷管之間有一個旋轉滑閥 (Slide Valve)來控制分流，這是複雜而巨大的旋轉組件。以洛杉磯級、維吉尼亞級攻擊核潛艦為例，兩套ATP系統各服務兩個魚雷發射管（左舷兩門與右舷兩門），因此每個旋轉滑閥要能在兩個魚雷管孔位之間擇一切換；而對於左、右舷各有四門魚雷管的海狼級攻擊核潛艦，每個旋轉滑閥就要在四個魚雷管孔位切換，結構更為複雜。在發射瞬間，旋轉滑閥會旋轉動作，使ATP泵加壓的發射水注入要發射的魚雷管的孔位。

使用一組「滑閥」而不是多個獨立開關閥來控制水流進入哪個發射管，是為了確保系統動作迅速且同步，通過旋轉就能迅速切換魚雷孔位來連續發射多個魚雷管。旋轉滑閥是整個發射系統中最精密的機械組件之一，因為它必須在高壓水流中極速旋轉且保持密封，同時承受魚雷發射時的高水壓，是魚雷發射系統中的關鍵組件。旋轉滑閥通常由電子系統控制，如果控制單元失效，可透過手動液壓泵強行旋轉滑閥到指定的魚雷管孔位，雖然慢但至少還能使用。

而之所以使用複雜的空氣渦輪來加壓而不使用電動馬達，是因為發射魚雷需要在1到2 秒內產生極大的爆發推力；在相同體積下，壓縮空氣渦輪提供的「瞬時馬力」遠遠超過當時的電動馬達。此外，在深海高壓與高濕度環境下，壓縮空氣渦輪的機械結構也比早期的高功率電子設備更可靠耐用。

工作時，ATP渦輪泵可以持續運轉加壓，而旋轉滑閥僅需旋轉幾十度（毫秒級）即可切換至下一個發射管，發射水艙在滑閥旋轉時就已經在同步補充水壓；因此，整個系統可以快速連續切換魚雷管發射，中間可能只需要幾秒鐘間隔。ATP的渦輪泵以及旋轉滑門也能精確控制水流進入魚雷管內的「推力曲線」（Pulse Shape）來因應不同籌載的發射需求（魚雷、巡航飛彈、無人載具等），包括控制出水水壓以及旋轉滑閥控制出水口大小等。

然而，ATP工作會消耗大量的壓縮空氣，而潛艦的壓縮空氣都是靠艦上設備消耗能量製造的，這意味著ATP消耗大量能量。ATP的工作牽涉到動能轉換，壓縮空氣必須先衝擊渦輪葉片，將氣體壓力勢能轉為旋轉動能，再帶動水泵轉子來為發射水艙加壓：在能發射之前，渦輪需要從靜止加速到每分鐘數萬轉，這段熱身過程就在消耗壓縮空氣，而空氣在葉片間的摩擦、渦輪排出的餘氣速度等，都是被浪費掉而沒有利用的能量。也因此，只有動力充裕、能不斷持續製造壓縮空氣的核動力潛艦，才適合使用ATP。

WRD與ATP相較

ATP與WRD相較，ATP具備反應快、能快速連續發射武器等優勢，機械結構也能設計得比較緊湊。不過，ATP渦輪以每分鐘上萬轉的轉速運作，高速旋轉部件使得工作聲噪較大。而WRD則相反，機械較為粗大笨重，單一活塞筒無法連續發射；但其結構與機械動作簡單、聲噪低，且發射消耗的壓縮空氣少。

ATP以一套壓縮渦輪機/離心式水泵來同時「服務」複數門魚雷管（二至四管），因此需要一個「發射水槽」作為緩衝與蓄能，並透過一個旋轉滑閥來分流到不同發射管；這種設計相對節省重量（渦輪水泵、發射水槽、旋轉滑閥都只需要一套），但管路複雜，而且一套ATP系統迴路上的渦輪水泵、發射水槽與旋轉滑閥都是「單點失效」環節，只要任何一個組件故障，該側的魚雷發射流程就無法工作（旋轉滑閥可由手動控制強行定位，但渦輪水泵若失效就會失去魚雷彈射的動力源）。另外，ATP渦輪的結構緊湊，安裝位置也相對自由（因為水管路可彎曲），可以設計成魚雷發射系統的「掛件」塞在附近空間中。

而美國的MK-67 WRD或英國小鯨級/妖王級等活塞汽缸式系統，每個發射管就配置一個水平的線性活塞筒；由於線性汽缸活塞是橫向直線運動，只能平行設置在魚雷管後方，布置自由度與緊湊程度不如ATP渦輪系統。以美國的MK-67 WRD為例，每個魚雷發射管後方都有一個巨大的線性汽缸，只有空間較大的戰略核潛艦才塞得下。

在耗能方面，ATP消耗的壓縮空氣量比WRD的活塞汽缸大得多：WRD系統中，高壓空氣進入氣缸並直接推動活塞把魚雷射出，幾乎是「一對一」的壓力轉換（類似手推針筒），除了摩擦力之外，能量損失相對較小。然而，WRD的活塞汽缸每次發射後，都需要花一段時間讓活塞復位（同時從WRT水艙在活塞前端補水），不能連續發射。

而ATP則需要用壓縮空氣持續衝擊渦輪葉片，將氣體壓力勢能轉為旋轉動能，再帶動水泵轉子來為發射水艙加壓，能量轉換過程多、損耗也多。雖然ATP渦輪能持續運轉為艙水加壓，能以短短數秒的間隔連續發射魚雷（通過旋轉滑閥切換對應的魚雷管），但也代表潛艦需要持續製造大量壓縮空氣來支持系統運轉，通常不適合動力有限、無法在水下持續製造壓縮空氣的柴電推進潛艦。目前唯一已知使用ATP渦輪泵魚雷發射系統的柴電潛艦，是英國在1980年代末設計建造的S2400擁護者級（Upholder class），其中渦輪泵組件就是使用美國MK-17系統；而皇家海軍第一種使用ATP渦輪泵魚雷發射系統的核子潛艦是機敏級（Astute class）。

聲噪方面，ATP的渦輪高速旋轉會產生高頻聲響；而WRD活塞 動作緩慢沉悶，產生的噪音頻率較低，較容易被背景海流聲掩蓋。雖然活塞行程到末端會有較大的金屬撞擊聲，是比較顯著的低頻聲響，但是美國MK-67 WRD的設計在活塞行程末端使用液壓緩衝來改善這個問題。

維護方面，WRD活塞系統雖然巨大笨重，但機械結構相對簡單（管子、活塞、密封圈）；而ATP則需要以每分鐘上萬轉運作的渦輪，需要能支持高速運轉的軸承與渦輪葉片，機械複雜度高且需要更多維護。

美國攻擊核潛艦不擔心能量供應，同時又需要快速連續發射武器，以連續攻擊多個目標，所以適合使用ATP系統。對於氣體儲量有限的柴電潛艦而言，活塞式的WRD系統能用最少的壓縮空氣擠出魚雷，是相對合適的系統；而對於空間長度足夠、又極端追求靜音性能而非發射速率的戰略核潛艦，也比較偏好活塞式WRD。

美國潛艦水壓魚雷發射系統工作流程 

無論是WRD或ATP產生水壓，水壓推動魚雷發射系統的基本工作流程都相同。

魚雷管注水與發射流程：

1.魚雷管注水（Flood）：當魚雷（或其他武器）被裝載到魚雷管（如是線導魚雷，裝載時需由人工將導線跟魚雷電源線連接）、魚雷管後艙門（breech door）完成關閉鎖定之後，才能開始注水。

注水時，首先開啟魚雷管與WRT水櫃之間管路的連通閥，海水透過自然重力或一個低壓泵從WRT 水櫃進入魚雷管。注水時，魚雷管外門（muzzle door）維持關閉，魚雷管內的空氣會經由排氣管（Vent）進入艦內艙室或一個專門的集氣罐中，而不是排放到海裡（避免產生氣泡）。

2.魚雷管均壓 (Equalize)：使魚雷管內水壓與外部平衡的程序。當魚雷管管內注滿水後，會打開一個細小的「均壓閥」（Equalizing Valve），讓魚雷管內水壓與外部深海水壓達成平衡；這是確保打開魚雷外門時，不會有壓力差造成的巨大聲響或衝擊。

3.開啟外門 (Open Muzzle Door)：魚雷管內與外界海水壓力平衡後，機械結構才會平順地打開魚雷管外門。

4.魚雷發射 (Firing)：通過WRD或ATP在魚雷管內快速注水，使魚雷管內壓力高於外界，利用水壓差將魚雷管內的武器推出。如果使用WRD系統，是以高壓氣體推動活塞筒的活塞，將WRT水櫃的水強力壓入管內；而ATP系統則是由渦輪泵從專用發射水艙（在WRT與魚雷管之間的水艙）吸水，將高壓水流注入魚雷管後部。如果是ATP系統，在發射瞬間（ATP從WRT 吸水壓向發射水艙），系統內部會通過單向止回邏輯或WRT與發射水艙之間的主動閥門，確保高壓水流只從WRT進入發射水艙，不會回衝回WRT水櫃。

在發射魚雷的過程中，保持中性浮力（Neutral Buoyancy）與縱傾平衡（Trim）至關重要，因為原本裝載於潛艦前部的武器射出；如果發射後潛艦突然變輕，或重心偏移（艦首失去魚雷的重量）、艦首向上仰起，不僅會產生噪音，還可能導致潛艦無法維持深度而失控衝出水面。

因此，WRT工作邏輯就是發射後魚雷管注滿海水、WRT水櫃排空，即把原本WRT水櫃的水都移到前面魚雷管裡彌補魚雷的重量。

在發射前的準備階段，WRT水櫃是注滿海水的，魚雷管內是乾的（只有魚雷）；到注水階段，WRT水櫃中的水進入魚雷管，填滿魚雷到發射管內壁的空間（均壓閥開啟也可能引進少量海水到WRT與魚雷管的空間中）。發射時，ATP或WRD將WRT櫃中剩餘的水（或專用發射水艙的水）強力壓入管內將魚雷射，魚雷離開發射管的瞬間海水會立刻湧入魚雷管將之填滿；由於海水的密度接近魚雷（不完全等），因此魚雷射出後失去的重量大致上被湧入的海水彌補，達到了初步的重量平衡（此時WRT水櫃已排空）。

如果發射的是線導魚雷，在魚雷導線切斷之前，都必須維持魚雷管外門開啟（導線連接魚雷與艦上射控系統）；在適當的時機（如魚雷進入自導模式或艦上人員下達指令切斷導線等），魚雷管內門的切線器就會切斷導線並使導線離開發射管，隨後就能能關閉魚雷管外門。而如果是沒有導線的魚雷或其他籌載，射出後就可以開始關閉外門，並展開排水程序。

排魚雷管水 (Drain/Clean Sweep)流程

魚雷發射後，魚雷管內被海水填滿。為了裝填下一枚魚雷，必須先將管內的海水排掉，但不能直接排到海裡（會因水壓和氣泡而產生聲噪），而是排回艦內的 WRT 水櫃 或 集水艙 (Bilge/Drain Tank)。

排水過程分為以下：

1.關閉魚雷管外門與排氣 (Vent & Drain)，使發射管與海水隔離。

2.管內排水(Draining)：利用低壓空氣或自然重力，將魚雷管內的海水引導回WRT水櫃。當海水流回WRT 櫃時，原本在WRT櫃中的空氣會被擠壓回魚雷管，兩者交換空間，所以是個封閉循環。

3.殘水處理與減壓：當魚雷管內大部分水回到WRT 水櫃後，剩餘的少量殘水會排入魚雷管集水艙（Torpedo Tube Drain Tank），以確保裝魚雷艙內填手打開魚雷管內門時，水不會流入魚雷室地板上。

4.低壓排氣：魚雷管內的氣壓會調整至與魚雷室大氣壓一致，此後才能安全打開內門。

在魚雷管排水過程中，最困難的是魚雷管內殘餘空氣的回收，現代潛艦都設置專門的排氣路徑，並需進行過濾，還需考慮消音處理。此外，魚雷與等體積海水的重量並不完全相等（魚雷通常比水重一些），現代美國潛艦的中央配重系統(Trim & Drain System)通過計算機計算，在發射後自動微調WRT 水櫃或其他配重水櫃的水量，將幾百公斤的誤差精確補齊。

美國海軍水壓式魚雷發射系統演進

1.第一代的MK-17 ATP（後期鱘魚級/洛杉磯級）

美國海軍第一種大規模實用化的水壓式魚雷彈射系統MK-17 ATP，是美國海軍第一種「用空氣渦輪帶動水泵」技術的標準化魚雷發射系統；在此之前，美國海軍曾在多艘早期核潛艦上實驗各種水壓發射概念，但直到MK-17才真正解決系統體積、反應速度與可靠性的問題。最早在鱘魚級攻擊核潛艦進行測試；例如MK-48首次在核潛艦的試射，是1972年6月1日由鱘魚級攻擊核潛艦的魨號（USS Puffer SSN-652）進行。 最後9艘加長型的鱘魚級就把MK-17 ATP納入設計，而隨後洛杉磯級攻擊核潛艦就把MK-17 ATP納入原始設計

MK-17滿足了MK-48魚雷高靜音、大深度、高初速等發射要求，同時結構也很緊湊，能塞進洛杉磯級空間有限的魚雷艙裡（像是掛件一樣裝在魚雷管邊，節省空間），並能快速連續發射艦上的四門魚雷管。

1.MK-67 WRD（戰略核潛艦）

在發展APT同時，美國海軍也發展MK-67 WRD魚雷發射系統，用於升級拉法葉級/麥迪遜級/富蘭克林級等現役彈道飛彈潛艦，隨後也納入1970年代設計的俄亥俄級戰略核潛艦。對於現役的拉法葉級/麥迪遜級/富蘭克林級而言，需要將WRD的活塞機構塞入現有的魚雷室；而到俄亥俄級，魚雷室空間布置就納入MK-67 WRD。

雖然MK-67 WRD體積較大，活塞系統的連續發射速率也不如ATP，但對戰略核潛艦而言，首要目標是追求極致的靜音性能，對魚雷發射速率的要求沒攻擊潛艦高，體積龐大的俄亥俄級也有足夠空間容納（俄亥俄級耐壓殼直徑充裕，有足夠深度在每一側各安裝兩套WRD活塞系統來對應兩門魚雷管），所以WRD成為俄亥俄級的「專屬配備」。首艘洛杉磯級在1972年下水、1976年服役，而首艘俄亥俄級則在1976年下水、1981年服役。

2.MK-19 ATP（688-I型）

ATP-19是ATP-17的改進型，用於改進型洛杉磯級（688-I，SSN-751~773）上。
ATP-19的基本原理與結構都跟ATP-17相似，但在控制精度、靜音化都有改進。機械佈局方面，以往早期洛杉磯級的前水平舵（Fairwater Planes）設置在帆罩上，而688-I移到艦首變成伸縮式（Bow Planes），其伸縮機構佔用額外空間，艦首內部空間也跟著變動，因此MK-19 ATP的機械佈局必須配合修改。

MK-19引入了更先進的電子控制單元，能更精確地調整水壓推送的動力曲線，更好地配合新推出的MK-48 ADCAP魚雷需求。此外，MK-19也改進了氣壓渦輪的靜音措施，優化高頻聲噪，使潛艦發射瞬間的音響特徵較難被敵方聲納偵測。

3.MK-21 ATP（海狼級）

MK-21是配合海狼級攻擊核潛艦而發展的ATP。先前洛杉磯級配備四門口徑21吋（533mm）魚雷管，而海狼級則升級為多達八門、口徑高達26吋（660mm）的魚雷管。26吋發射管截面積比21吋增加約50%，注水時ATP需要推動更多的海水，所需的瞬時推力（Water Flow Rate）遠高於先前的MK-19。此外，海狼級的作業深度比洛杉磯級更深，作戰的靜音航速也比洛杉磯級快得多，意味著魚雷發射系統必須頂著更大的海水水壓來發射魚雷。

因此，MK-21擁有效率更高的渦輪，水泵葉片設計經過優化，能在極短時間內產生更大排水量，確保魚雷管內水體積增加且在大深度的海水高壓下，MK-48魚雷也能以足夠的初速射出。此外，出力更大的MK-21 ATP也允許海狼級在比洛杉磯級更高的航速下發射，潛艦不需要為了開火而大幅減速，提升高了潛艦的生存率。

另外，由於魚雷管直徑增為26吋，使用直徑21吋的MK-48魚雷時，管壁與魚雷之間的空隙更大；因此，MK-21系統增加了一種「低速輔助發射」模式，藉由大直徑魚雷管空間產生的水流緩衝，MK-21 可以只提供微弱的水流輔助，讓魚雷自啟動引擎後「安靜地游出去」，比傳統的高壓彈射要安靜得多，能降低被敵方潛艦察覺的機率，提高攻擊成功率。

由於海狼級需要在前部有限直徑裡，塞入多達8具26吋大直徑魚雷管以及配套的MK-21 ATP 發射系統的各種館路與組件，設計上採取創新且精密的空間配置策略。海狼級的8具魚雷管以扇形（V-shape/Splayed）向外傾斜佈置，而非以往美國潛艦單側魚雷管是平行布置。採用扇形使魚雷管的後端（開關門與裝填處）靠得非常近，但發射管前端向兩舷張開；這種設計主要是為了在艦首中心區域騰出巨大空間來安裝AN/BQQ-5D球型聲納陣列。而由於這樣的扇形佈局，魚雷管之間靠近中段的地方產生了三角形的餘裕空間，而MK-21的渦輪與泵浦組件被巧妙地「垂直」或「傾斜」地安置在這些間隙中。海狼級的八具魚雷管使用 「上下兩層、每層四管」的雙層堆疊結構（Stacked Configuration），使重量均勻分佈在艦首兩側；儘管配置十分密集，設計上仍在中軸線預留狹窄的檢修通道。MK21 的渦輪泵具備較好的模組化設計，維修人員可以從中間或上方空間對個別泵浦進行檢修，而不需要拆除整組發射管。

先前洛杉磯級的MK-17/19 ATP系統中，兩側ATP各只連結兩個魚雷發射管，因此每具魚雷管有相對獨立的管路設計。而海狼級總共擁有八個魚雷管，兩套ATP各需要連結四個魚雷發射管，為了節省空間，採用了高度整合的流體迴路管路設計。每一側4具魚雷管共用一個大型的 WRT發射水櫃迴路。MK-21的旋轉滑閥設計十分緊湊，緊貼在魚雷管壁上，可以減少笨重的彎管（Pipe Bends）需求，讓 8 個魚雷管的管路系統能疊在一起。

以往魚雷發射系統，都有大量連動桿與機械保護鎖（Interlocks），佔用了巨大空間。海狼級的魚雷發射系統中大量引進電控液壓（Electro-hydraulic）控制，以液壓管線與電線取代了粗大的機械連動桿。相較於笨重的機械系統，液壓管布置時可以隨意彎曲、穿過極小的縫隙，對於擁有多達8具魚雷管的海狼級而言堪稱「福音」。

海狼級在艦體前部塞入多達八套魚雷發射管以及配套管路系統，導致工程製造難度大增，魚雷室的鋼結構焊接與管線鋪設精密度要求極高，這是海狼級造價高昂的原因之一。而由於艦首有多達八具魚雷管，ATP 變得非常沉重，例如一個旋轉滑閥要同時切換四個魚雷管；而由於要射出的魚雷多達八枚，也必須擁有更強大的浮力補償系統來配平。

4.MK-23 ATP（維吉尼亞Block 1/2）

海狼級攻擊核潛艦因為冷戰結束、國防預算刪減而大幅減產為三艘。

接續其後建造的維吉尼亞級攻擊核潛艦的魚雷管直徑降回533mm，總數也降為四管。不過，維吉尼亞級魚雷發射系統配套的MK-23 ATP比起先前688-I潛艦的MK-19 ATP相較，在控制技術方面有全面跨越，進入全數位化精準控制時代。

先前MK-19 ATP雖然已經引進電子控制技術，但其發射程序仍很大一部分依賴於預設的機械連動與硬體邏輯。而維吉尼亞級的MK-23則是全電子化控制（Full Electronic Control）水平，可以完全透過控制軟體調整發射推力，例如根據感測器回傳的魚雷管外即時水壓、潛艦航速數據以及發射籌載種類（如MK-48 ADCAP魚雷、戰斧巡航飛彈、魚叉反艦飛彈、UUV無人水下載具 ...等），精確地調控發射時空氣渦輪的轉速與水流推力。如果有新籌載，只需要修改控制軟體即可，適應性遠勝過MK-19。

先前MK-19 ATP的彈射力道主要是針對常規武器，例如高速發射MK-48重型 魚雷與戰斧巡航飛彈；這樣的力道對於日後出現的輕型、低初速籌載，控制的彈性不足。而MK-23由於引進全數位化控制，增加了「低速緩衝發射」模式，對於脆弱（如水下偵察用UUV）或需要靜默部署的籌載，能以極低的水壓將其推出管外。

維吉尼亞級的MK-23 ATP與艦上自動配平系統（Auto-Trim System） 也高度整合，發射時計算機會即時計算魚雷離開發射管後潛艦前部失去的重量，並瞬間調整並完成注水補償。

另外，由於維吉尼亞級潛艦沒有傳統的穿透性光學潛望鏡，魚雷室的空間得以重新規劃，連帶使MK-23 ATP的管路設計能比MK-19更簡單，例如彎曲管路減少，降低了流體噪音以及長期使用下的損耗。

MK-23在設計時也改進了可維護性，其渦輪組件、泵浦組件採用更易於更換的模組化設計。

MK-25 ATP（維吉尼亞Block 3~）

維吉尼亞Block III以後進一步引進改進的MK-25 ATP，主要是在MK-23的基礎上進一步整合艦首新增的維吉尼亞籌載發射管 (Virginia Payload Tube，VPT) ，並進一步降低全壽期生命週期成本。

維吉尼亞Block 3以兩個六聯裝維吉尼亞籌載發射管 (VPT) 取代先前的12個獨立的戰斧巡航飛彈垂直發射管；而MK-25 ATP不僅負責控制四個魚雷管，其控制邏輯也與VPT 的「大直徑水壓平衡系統」進行深度整合。而之後維吉尼亞Block 5插入一段有四個七聯裝維吉尼亞籌載模組（VPM）的分段，也會整合到ATP以及配平系統中。

魚雷發射方面，MK-25相較於MK-23最重要的改進是引進精確推力控制 （Precision Impulse Control）。先前MK-23在發射輕型物品（如誘標或小型 UUV）時，推力往往還是過大，可能導致UUV上的設備損壞。而MK-25則引進更精密的伺服器控制空氣閥門，讓渦輪泵可以產生極其細微的「推力曲線」（Impulse Curve），發射UUV時能以極平緩的加速曲線將其推離，避免損壞載具上的敏感感測器或光纖；而發射MK-48重型魚雷時，則能更快速達到峰值出力，確保魚雷出管後更快脫離潛艦的亂流區。

更先進伺服器控制閥門也進允許MK-25的推力控制引進主動降噪邏輯，一步降低發射時的水流聲響特徵（Acoustic Signature），可以在發射程序開始前，就預先微調泵浦的啟動轉速，消除發射初期可能產生的空蝕（Cavitation）聲響。MK-25的泵浦與閥門組件也採用新型材料，具備靜音塗層與隔振，進一步吸收了機械運轉的高頻振動。

MK-25更高程度地採用模組化零件，降低艦上備品庫存壓力，讓潛艦在長期海外部署時，維修魚雷管或 VPT相關組件更具彈性。