详解东风31甲导弹研发内幕:首飞因设计缺陷失败

时间:2013-10-31 15:40来源:新浪军事 作者: 点击: 载入中...

 


   虽然人类狙击手可以在一次战争中保有杀死500多人的骇人记录,但是我们现在讨论的是可以让上亿人即可毙命,让纽约、洛杉矶、芝加哥和莫斯科这样的特大型城市瞬间灰飞烟灭的“大杀器”,当他们尽数发射的时候,这个星球的地表就会变得像它的卫星一样坑坑洼洼。陆基洲际核导弹,它是人类最伟大的科技成果,也是对人类最犀利的讽刺,它证明了人类的智慧,也呈现了人类是多么的愚蠢。


  抛开战争与和平的话题,在我们认识这些大家伙之前,先来看一则报道,据《简氏防务周刊》报道,中国曾经进行了东风-41重型陆基洲际弹道导弹的试射,据该媒体称这是中国新型洲际导弹发展的最新型号,它装备有多达10个分导核弹头,具备14000千米射程,可覆盖整个北美大陆,其最大射程甚至可以打到中美洲的尼加拉瓜。这些说法也许有点耸人听闻,但不可否认,中国的新型核武器已经具备了相当强大的能力,据推测,应该达到了美国“和平保卫者”导弹相当的技术水平,需要指出的是,“和平保卫者”是冷战时代人类制造的最强大陆基核导弹,而且没有之一。


  那么谁才是现在最强大的陆基洲际弹道导弹呢?那就让我们看下去。


  第五名:中国东风-31甲陆基洲际弹道导弹。东风31是我国首种远程固体弹道导弹,作为国内第二代战略武器,应用了许多新技术。与其前辈东风5洲际弹道导弹相比,东风31在体积、打击精度、生存性能和突防能力等方面均有明显突破。


  七十年代,移动式液体远程导弹东风22(DF-22)导弹正式立项研制,这宣告我国第二代战略导弹正式提上了日程。1978年底,东风22的方案论证和预研工作开始,代号“202工程”(国家重点工程),主要着眼于实现机动、快速发射,提高生存能力、命中精度和突防能力,达到小型化、标准化、系列化和通用化。东风22项目有11项关键技术,包括高性能液体火箭发动机、仪器设备小型化设计、新型结构材料、机动发射模式、全数字化的控制系统等。关键技术很快得到突破,到1984年底,导弹初样的设计、生产和试验任务均已完成。


  但很快进展顺利的东风22便告下马,主要原因有二。其一,“七五”计划期间,“以常规武器为主,适当发展战略核武器”的方针意味着重心的倾斜及核武器研制计划的精简。而更适合机动的固体导弹则被挑中。其二,我国自行研制的大直径固体火箭发动机进展顺利。1985年1月,国务院和中央军委正式批准终止东风22导弹的研制工作。次年,在经过联合论证组论证后,“大直径、基本型、系列化”方案得到认同。其后,航天工业部正式开始东风31(DF-31)研制工作。


  东风31有13项关键技术,包括:全弹总体技术、固体燃料火箭发动机技术、小型化弹头技术、复合材料与结构技术、弹上电子设备小型化技术、高精度惯导技术、快速机动发射技术、突防技术、制导控制系统误差分离技术、新一代试验遥测技术等。对于初次尝试开发固体战略导弹的我国而言,无疑是难题林立,诸如固体燃料发动机,推进剂合成,弹锥复合材料制造,大型特种拖车制造等均属严峻挑战。


  与东风5有所不同,东风31采用的是小型化弹头,因而整流罩非常尖锐,再入大气层之后气动加热效果明显。东风5使用碳/石英烧蚀材料即可满足需要,但东风31的弹头再入段防热问题在很长时间内无法得到解决,直到东华大学潘鼎教授的高纯度粘胶基碳纤维研制成功才攻克了这一难关。在2004年关于潘鼎教授的报道中,很明确地提到了“潘教授近十年来潜心研究的具有国际先进水平的航天级高纯度粘胶基碳纤维成果已经被应用于我国首位杀手锏武器——XX-31,并在高新工程的后续型号的应用中获得成功,解决了国家急需,使我国成为能够拥有该产品生产技术的世界第三大国”。最终,东风31成功进行了首次飞行试验并获得成功。


  同样是关于东华大学的报道曾经提到:“2002年11月22日采用该校产品的最新一代洲际导弹高新工程主项内容DF-31甲已首次发射成功。”这就等于告知了东风31甲的首射时间。总体而言,东风31甲的研制过程比较顺利。尽管由于某系统设计上的一个小缺陷导致首次飞行试验失败,但随后的飞行试验都取得了成功。2006年9月5日,俄罗斯塔斯社报道东风31洲际导弹从五寨发射到塔克拉玛干沙漠试验成功的消息,并指出中国方面提前通知了俄方。这里实际上测试的对象就是东风31甲。试验成功后,东风31甲定型装备部队。至此,我国新一代固体燃料洲际弹道导弹真正形成了可靠的战斗力。


  东风31甲的改进不仅局限于复合材料壳体的替换。东风31基本型号采用的是我国第二代固体推进技术,例如玻璃纤维壳体、HTPB推进剂、三维药型、碳-碳喉衬、柔性全轴摆动喷管等。而第三代技术新高能推进剂,石墨环氧纤维壳体,可抛式延伸喷管等在东风31甲的研制期间均取得进展,部分可能已经转为实用成果。


  第四名:俄罗斯SS-18“撒旦”陆基洲际弹道导弹。SS-18洲际弹道导弹(北约代号“撒旦”)是两级液体燃料惯性制导的重型洲际弹道导弹,从1979年开始装备苏联部队执行作战任务。SS-18导弹由于其大当量、高精度和分导式多弹头的特点,具有很强的打击硬目标的能力,被认为是第一次打击武器。


  如果有人问世界上最大的导弹是什么?答案无疑是俄罗斯的SS-18。该型导弹无论外形尺寸还是威力,在世界上都可以说是首屈一指,难怪它在冷战时期一问世,北约就将其称作“撒旦”(恶魔),从中我们不难听出“畏而敬之”之意。该导弹自服役以来几乎一直默默无闻,进入新世纪后,开始不断成为人们关注的新焦点。先是俄战略火箭兵司令索罗夫佐夫在2002年8月突然宣布将SS-18服役期延长到2014年,不久俄在2004年12月又恢复了中断16年的SS-18试射,此后俄在削减该导弹的同时又不断重新部署和试射SS-18。这些举动使人们不禁疑惑,行将就木的“恶魔”为何总是僵而不死?


  SS-18至今仍是世界上最大的现役导弹,也是俄罗斯导弹技术的换代之作,因此其具备了很多第四代战略导弹的技术和战略思想特点。SS-18本身就是为打击发射井等加固目标而设计的,因此一开始就将大威力作为目标。在导弹设计中,注重了导弹的巨大推力,其有效载荷接近9吨,这一能力即使是今天的运载火箭也少有能及。巨大的推力使其可以携带更大、更多的核弹头,SS-18单弹头威力甚至曾达到2000万~2500万吨TNT当量,而美国投在广岛的原子弹威力也只不过1.5万吨,相当于1600多个广岛原子弹。其多弹头型导弹可以携带10个500千吨当量子弹头,而美国1986年才服役的“和平卫士”导弹携带的是10个475千吨当量的子弹头,现在唯一的陆基洲际弹道导弹“民兵”3携带的是3个335千吨当量子弹头。单从威力上看,能和它相比的只有其前身SS-9,在可以预见的未来,它很可能会成为绝无仅有的导弹“巨无霸”。


  第三名:美国“民兵Ⅲ”洲际弹道导弹。美国研制的第三代地对地洲际弹道导弹。该导弹对目标选择更灵活,命中精度高,并具有较强的生存能力和突防能力。有三种型号,“民兵”Ⅰ型导弹,1960年开始研制,1965年装备部队。弹长17.55米,弹径1.67米,起飞重量33.1吨,战斗部威力为100至200吨TNT当量,射程11260千米,命中精度560米。“民兵Ⅲ”导弹,1966年开始研制,1970年装备部队。


  民兵III是美国研制的第三代地对地洲际弹道导弹。该导弹对目标选择更灵活,命中精度高,并具有较强的生存能力和突防能力。有三种型号,“民兵”Ⅰ型导弹,1960年开始研制,1965年装备部队。


  “民兵III”洲际弹道导弹是美国战略核力量的重要基石,对内保护美国的国家安全,对外发挥战略威慑的作用。而保卫这些导弹的则是美军中的三支特种部队。日前,美国《空军》杂志刊文介绍了其中的一支部队——部署在米诺特空军基地的第91安全部队,700名美军士兵在那里专职守卫着近1/3的美国陆基战略力量——150枚“民兵III”导弹。


  美国的导弹发射井通常分散在发射基地周围十分广阔的地域范围内,一个导弹发射井内必须至少安排10名工作人员,其中包括6名警卫,一位发射井管理者、一名厨师和一个由两人组成的发射小组,负责发射10枚“民兵III”导弹。别看发射井的工作人员少,但涉及单位很多。按照美国防部的规定,发射井必须实施全年 365天、每天24小时的安全警卫。这对第91安全部队的工作提出了很大挑战。按照第91安全部队的工作程序,每个警卫人员一次执行任务的期限为4天,接下来是3天的轮休,第四天接受训练,然后进入新一轮的任务周期,被部署到不同的发射井执行任务。


  “民兵III”导弹早在1970年就开始部署,可以携带3枚核弹头,每个弹头的当量为17.5万吨,射程为9800至1.3万公里,命中精度185至450米。随着美国“和平卫士”洲际导弹在2005年全部退出现役,“民兵III”成为美国唯一的陆基可携带核弹头的洲际弹道导弹,是维持美国“三位一体”战略核威慑的陆基支柱。为了在洲际导弹数量减少的情况下保持美国的战略威慑效力,现在美军正在致力于对“民兵ⅲ”导弹进行升级。自 2005年至今,美国空军已经在加利福尼亚州的范登堡空军基地进行了5次未装备核弹头的“民兵ⅲ”导弹试验,以提升该型导弹的安全性和打击精确度。


  第二名:俄罗斯SS-27/白杨-M洲际弹道导弹。俄罗斯新一代的洲际导弹分为陆基的SS-27/白杨-M和海基的SS-NX-30/布拉瓦,两者均为莫斯科热工技术研究所(MITT)研制,由于白杨-M只是单弹头洲际导弹同时投掷质量超过1吨,改进为多弹头的呼声一直很高。2007年5月俄罗斯首次试射新型分导式多弹头(MIRV)的固体洲际导弹,编号RS-24。截至目前的信息看,普遍认为这是白杨-M的多弹头版本,这也得到了莫斯科热工所的官方证实。


  SS-27/白杨-M是俄罗斯大力宣传的新一代洲际导弹,它1987年开始研制,乌克兰的南方设计局协助研制白杨的莫斯科热工所共同开发,本身是白杨导弹的升级。苏联解体前已经有两枚初样弹送抵普列谢茨克发射场。苏联解体对俄罗斯战略核力量尤其是固体洲际导弹设计制造产生了极大的影响,白杨洲际导弹的很多关键部件如导航设备由乌克兰开发,俄罗斯实际上失去了固体洲际导弹生产能力。


  1992年俄罗斯决定以原有的白杨-M设计为基础研制一种纯俄罗斯的固体洲际导弹。1992年莫斯科热工所全面接手研制,使用了大量白杨的成熟设计和现成部件,开发进度很快。1994年12月20日白杨-M就开始了首次试射,仅仅进行了4次试射就正式定型,这甚至比预定的6次试射还少,而苏联时代的洲际导弹研制一般需要15~20次试射。


  白杨-M的试射次数太少并不是军控条约的影响,《削减战略武器条约 I》中,允许原型阶段最多7次试射,定型服役前最多20次试射。白杨-M快好省的研制过程主要是为了尽快具备生产能力,同时也有节省研制经费的因素,俄罗斯自称白杨-M优化的测试试验节省了210亿卢布(1995年币值)的巨额经费。白杨-M实际上是在没有经过充分测试,也没有多少性能提升的条件下迅速服役的,因此服役后继续进行了密集的测试,截止2000年底白杨-M进行了累计12次试射,包括一次机动版白杨-M的试射。


  作为白杨的升级版本,白杨-M在大量继承的基础上有少量改进。白杨-M三级直径分别为1.86米,1.61米和1.58米,全长22.7米(地井版本)/22.3米(机动版本),导弹质量47.2吨,投掷能力约1200千克。白杨-M使用一枚80万吨的核弹头,射程11000千米,制导精度达到了前所未有的200米。自1998年服役部署以来,白杨-M就是俄罗斯战略火箭军的掌上明珠。


  由于同期美国加快了弹道导弹防御的进度,甚至不惜退出了《反导条约》,俄罗斯对外宣传中极力渲染白杨-M的高性能,号称使用速燃发动机具备更高的加速能力,再入机动弹头可避开末段拦截,高性能诱饵等措施对抗陆基中段拦截,同时可防御高能激光的拦截和近达500米的核爆炸拦截。


  不过从白杨-M的研制目的和研制时间看,它开始是白杨洲际导弹的替代品,目标是全俄罗斯产的洲际导弹,20世纪90年代俄罗斯境况不佳,那么短的时间内也不可能开发出超高指标的洲际导弹。从目前的资料看,宣传中白杨-M洲际导弹最可靠的能力恐怕就是抗核加固了,但为突破核反导拦截,各核大国30年前就为核弹头增加了抗辐射和中子流的能力。再考虑白杨-M的机动版本比地井固定部署的版本晚了将近10年,白杨-M的发展可以说是匆忙上马,快速服役,边服役边测试边升级的螺旋开发模式,1997年定型的导弹不可能具备速燃发动机,机动弹头这些先进技术。


  陆基洲际导弹发射场身处俄罗斯腹地,助推段处于俄罗斯境内。美国弹道导弹防御局评估后认为即使对伊朗助推段拦截都很难实现,更不要说拦截俄罗斯的洲际导弹了。随着美国新一代SBIRS/PTSS天基预警卫星的服役,缩短助推段也无法降低被探测的概率,但更换发动机对于导弹设计变动太大,因此白杨-M并没有使用速燃发动机的动力。


  第一名:空缺。替补:美国“和平保卫者”MX导弹,又被称为“和平卫士”。空缺?对,空缺,因为接下来介绍的这个大杀器已经被逼退役很多年了,如果不退役的话,它得到第一名都是必须的,而且它可是20年前研制的导弹啊。


  “和平保卫者”大型洲际导弹是美国第四代战略弹道导弹,也是目前美国最先进的战略导弹之一,1986年开始服役。到1993年,在美国沃伦空军基地经改装的“民兵3”地下井内共部署了50枚。导弹由弹头和弹体组成。弹头包括子弹释放舱、10枚MK21核弹头和整流罩,弹体分四级,前三级为固体火箭发动机,第四级为液体火箭发动机。导弹采用惯性制导方式。根据1993年签署的”美俄关于进一步削减和限制进攻性战略武器的协议”,2003年前50枚导弹将全部拆除。


  和平卫士洲际导弹(Peacekeeper missile LGM-118A 和平守护者或和平卫士) 是美国第四代陆基洲际弹道导弹。为四级推进,前三级为固态燃料推进火箭,第四级(后期推进载具)使用可储式液态燃料自燃推进系统;地下井冷发射或地面机动发射。它拥有精确有效的弹头,有足够的能力摧毁任何强化工事目标,包括特别强化的陆基洲际弹道导弹掩体及首长的防护掩体。 和平卫士是一种多目标重返大气层载具导弹,每一枚火箭可以携带10个装有300ktTNT当量的W87核弹头的MK-21重返载具(25倍二战广岛核弹的威力)。


  美国从20世纪70年代开始部署这种MX战略核导弹系统,到1988年该导弹系统基本部署完毕时,美国已经拥有了50枚MX导弹。MX导弹系统从其部署一开始就是为了要对那些企图对美国及其盟国进行核攻击的侵略者产生威慑作用,让侵略者意识到任何形式的核攻击都会导致所谓'相互确保摧毁'(MUTUAL ASSURED DESTRUCTION),即美国会对其进行同归于尽式的报复性攻击。


  和平卫士洲际弹道导弹装载10枚当量47.5万吨的W-87型核弹头,,其圆周公算偏差值在0.05海里(100米)可说是现今最精确有效的弹头。它被认为有足够的能力摧毁任何强化工事目标,包括特别强化的陆基洲际弹道导弹掩体及首长的防护掩体。


  该导弹设计开始于1972年,代号MX(Missile-eXperimental)。导弹的正式代号被命名为LGM-118A。在1983年6月17日加州范登堡空军基地进行了此导弹的第一次试射,在飞行了7,800公里后,此导弹命中位于太平洋瓜加林环礁的试射场。第一枚正式运作导弹于1984年2月制造,并在1986年12月部署于怀俄明州的旧义勇兵发射井,至1988年12月时此地已部署了50枚和平守护者导弹,部署一百枚导弹的计划在1985年7月被国会撤销,再一次的是因为存活率问题,这次国会决定将和平守护者部署的数量限制在50枚,除非发展出另一个存活率更高计划。

(责任编辑:鑫报)
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