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发布时间:2020-06-17 11:04:49

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作者:冯文远

出版社:辽海出版社

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特种导弹科技知识(上)

特种导弹科技知识(上)试读:

前言

导弹是一种依靠制导系统来控制飞行轨迹的可以指定攻击目标,甚至追踪目标动向的无人驾驶武器,其任务是把战斗部装药在打击目标附近引爆并毁伤目标,或在没有战斗部的情况下依靠自身动能直接撞击目标,以达到毁伤的效果。也就是说,导弹是依靠自身动力装置推进,由制导系统导引、控制其飞行路线,并导向目标的武器。

导弹是一种威力大的杀伤破坏性武器,具有射程远、速度快、精度高、威力大等特点。自从第二次世界大战期间出现导弹,特别是20世纪50年代出现核导弹以来,导弹在军事上得到了广泛应用。世界各国都用各种类型的导弹装备军队,对军队武器装备、军事战略战术、科学技术进步和人类社会生活产生了巨大的影响。

不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性,往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此,要普及广大读者的科学知识,首先应从武器科技知识着手,这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好,还能够增强他们的国防观念与和平意识,能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量,因此具有非常重要的作用。

导弹是高技术的武器种类,我们学习导弹的科学知识,就可以学得武器的有关高科技知识。这样不仅可以增强我们的高超军事素质,也可以增强我们高度的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学,它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科,而军事科学则围绕高科技战争进行,学习现代军事高技术知识,使我们能够了解现代科技前沿,了解武器发展的形势,开阔视野,增长知识,并培养我们的忧患意识与爱国意识,使我们不断学习科学文化知识,用以建设我们强大的国家,用以作为我们强大的精神力量。

为此,我们特地编写了这套“青少年高度关注的导弹武器科技”丛书,包括《导弹武器科技知识》、《地地导弹科技知识》、《地空导弹科技知识》、《空地导弹科技知识》、《空空导弹科技知识》、《反舰导弹科技知识》、《舰空导弹科技知识》、《空舰导弹科技知识》、《反坦克导弹科技知识》、《特种导弹科技知识》共10册,每册全面介绍了相应导弹武器种类的研制、发展、型号、性能、用途等情况,因此具有很强的系统性、知识性、科普性和前沿性,不仅是广大读者学习导弹武器科学知识的最佳读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

潜地导弹

潜地导弹是指由潜艇在水下发射攻击地面固定目标的战略导弹。与潜艇的导弹射击控制、检测、发射系统和导航系统等构成潜地导弹武器系统。隐蔽性、机动性好,生存能力强,便于实施核突击。主要用于袭击敌方政治和经济中心、交通枢纽、重要军事设施等战略目标。战略核武器的重要组成部分。性能指标

潜地弹道导弹,全长8.7~17米,直径1.4~2.1米,射程650~11000千米,起飞重量10~60余吨,投掷重量0.5~2.5吨,命中精度3700~130米。核弹头有单弹头、集束式多弹头和分导式多弹头。多弹头导弹有3~10个分弹头,总爆炸威力为30~300余万吨梯恩梯当量。制导方式采用惯性制导或星光加惯性制导。动力装置,大多采用2级或3级固体燃料火箭发动机,也有采用液体燃料火箭发动机的。战略导弹潜艇导弹舱有12~24具垂直发射筒。潜艇在水下机动时,导航系统能为导弹发射连续提供有关舰位、航向、航速和纵横倾角等数据,连同预先装定的目标坐标,通过射击指挥系统随时计算出每枚导弹的射击诸元,并将其装定到导弹制导计算机内,迅速完成导弹发射准备。发射时,通常采用冷发射方式,一般用燃气蒸汽作能源,以较大的推力将导弹从发射筒推出,在水中上升,出水前或出水后导弹自身发动机点火,按预定弹道射向目标。

潜地巡航导弹装备在攻击潜艇上,是一种体积小、重量轻、命中精度高、突防能力较强的战略武器。其战斗部用常规装药或核装药;动力装置通常采用涡轮风扇发动机;制导方式为惯性加地形匹配复合制导。借助潜艇内的鱼雷发射管或专用垂直发射筒发射。当导弹出水上升到一定高度时,弹翼自动展开,火箭助推器脱落,涡轮风扇发动机工作,导弹转为水平巡航飞行,进入陆地后,能随地形起伏飞行。20世纪80年代中期,美国装备部队的“战斧”BGM-109A型潜地巡航导弹,全长6.17米,直径0.53米,翼展2.65米,射程2500千米,巡航高度7~152米,命中精度30米。1991年海湾战争中首次用于实战。苏联装备部队的SS-N-21潜地巡航导弹,直径0.53米,射程约3000千米,命中精度120米。分类

潜地导弹分为潜地弹道导弹和潜地巡航导弹。潜地弹道导弹多用固体火箭发动机作动力装置,采用惯性制导或天文加惯性制导,携带核弹头。核弹头有单弹头、集束式多弹头和分导式多弹头,爆炸威力为数万吨至百万吨梯恩梯当量,射程为1000~10000余千米。

导弹装在潜艇中部的垂直发射筒内,每艘潜艇一般有12~14具发射筒,每具装一枚导弹。潜艇在水下机动时,导航系统能为导弹发射连续提供有关艇位、航向、航速和纵横倾角等数据,通过射击指挥系统随时计算出每枚导弹的射击诸元,并将其装订到导弹制导计算机内,迅速完成导弹发射准备。发射时,导弹靠燃气蒸汽或压缩空气弹出艇外,导弹出筒后,在水中上升,出水前或出水后导弹发动机点火,按预定弹道射向目标。

潜地巡航导弹通常用空气喷气发动机作动力装置,采用惯性加地形匹配复合制导,且携带的核弹头的威力较高。它可借助潜艇内的鱼雷发射管或专用发射筒发射,当导弹出水升到一定高度时,弹翼自动张开,火箭助推器脱落,空气喷气发动机工作,使导弹转为水平巡航飞行。原理

潜地导弹由弹头、动力装置、弹体和制导系统组成。弹头多用核装药,可以是单弹头、集束式多弹头或分导式多弹头。潜地导弹的动力装置常用固体火箭发动机,潜射巡航导弹的动力装置大多采用空气喷气发动机。弹体将各分系统连成一个整体。制导系统常用惯性或天文加惯性制导系统,主要由惯性平台和弹上计算机组成。潜射巡航导弹多用惯性加地形匹配等复合制导方式。潜地导弹通常装在潜艇中部的垂直发射筒内,靠1~1.5兆帕的燃气、蒸汽或压缩空气弹出艇外,获得约45米每秒的弹射速度。潜射巡航导弹可由潜艇的鱼雷发射管或专用发射筒发射。导弹在出水前或出水后点燃发动机,按预定的弹道飞向目标。潜地导弹的长度和直径受到发射筒的严格限制。导弹在水下的运动比较复杂,除导弹本身的运动外,还有潜艇运动、海流、涌浪等因素的影响。潜地导弹的命中精度通常略低于地地导弹。导弹的水下发射技术比较复杂。潜艇在水下机动航行时,导航系统不间断地为发射导弹提供艇位、航向、航速和纵横倾角等数据;射击指挥系统随时计算出每枚导弹的射击诸元,将其装定在弹上计算机内,并迅速完成发射准备工作。接到发射指令后,潜艇的发控系统开始按预定发射程序工作。发控系统的检测设备自动检查每枚导弹的发射准备状态。导弹的发射准备时间约需10分钟,发射间隔为几十秒。发展状况

苏联从50年代中期开始发展潜地弹道导弹,并于1955年9月首次在常规动力潜艇上由水面发射成功。此后,装备潜艇的有SS-N-4、SS-N-5、SS-N-6、SS-N-8、SS-N-18、SS-N-23六种液体燃料的和SS-N-17、SS-N-20两种固体燃料的潜地弹道导弹。SS-N-23导弹,射程8500千米,投掷重量为1.52吨,可携带6~8个分导式弹头,命中精度600米。美国从50年代中期开始发展潜地弹道导弹,1961年在“乔治·华盛顿”号核动力潜艇上首次水下发射成功。先后研制出“北极星”A1、A2、A3、“海神”、“三叉戟”-Ⅰ和“三叉戟”-Ⅱ六种型号潜地导弹,分别于1960年、1962年、1971年、1979年和1990年装备潜艇;“三叉戟”-Ⅱ潜地导弹,射程11000千米,命中精度130~185米,装有8个分导式核弹头,每个弹头威力为47.5万吨梯恩梯当量。法国于1965年开始研制M-1型潜地导弹,射程2500千米,1971年装备潜艇;其后研制的还有M-2、M-4,分别于1974年、1976年和1985年装备核动力潜艇。中国于1982年10月和1988年9月,由潜艇从水下发射运载火箭成功,标志着中国潜地导弹已进入实用阶段。

在现代条件下,潜地导弹是战略核力量中生存能力最强的武器。其发展方向是:减少品种型号,提高质量,增大射程,扩大打击目标范围和提高生存能力;进一步提高命中精度和载荷能力,增大对硬目标的摧毁能力;完善分导式多弹头技术,发展机动弹头和隐身技术,增大突防能力;改善发射和测控系统,缩短发射时间。潜地巡航导弹发展方向是:提高射程、速度、制导精度和目标识别能力。中国于1982年10月和1988年9月,由潜艇从水下发射运载火箭成功,标志着中国潜地导弹已进入实用阶段。

核试验通常分为原理性试验、科学性试验、改进和定型核试验、库存安全性和可靠性鉴定核试验等。一些国家当前进行的核试验基本上是地下进行的。地下核试验是把设计的核装置经过多种复杂的环境考验后,放到一定深度的地下进行核爆炸,以验证所试验的核装置是否满足要求,验证理论计算和工程设计是否正确,以改进设计和为生产提供科学依据等。截止到1998年5月底为止,全世界总共进行了2058次核试验,其中美国进行了1032次,苏联进行715次,法国进行了210次,英国进行了45次,中国45次,印度5次,巴基斯坦6次。从潜艇发射攻击地面目标的导弹。它和导弹潜艇构成潜地导弹武器系统。潜地导弹具有机动性大、隐蔽性好、生存能力强、随时可实施攻击的优点。每艘潜艇可携带多枚导弹在水下潜航两个多月,多数潜艇携带16~24枚导弹。潜地导弹是战略核武器库的一个重要组成部分。

潜地导弹于20世纪50年代获得发展。早期的潜地导弹采用液体火箭发动机,只能从水面发射,射程近,精度差。60年代出现水下发射的、采用固体火箭发动机的潜地导弹。此后导弹的射程不断增大,精度迅速提高。苏联有SS-N-4、SS-N-5、SS-N-6,美国有“北极星“A-1、A-2、A-3等型号的潜地导弹。70年代出现了能携带分导式多弹头的潜地导弹,后又研制出潜射巡航导弹。继苏联和美国之后,英国、法国和中国也都有自己的潜地导弹武器系统。研发历程

中国潜地导弹研制工作从六十年代中期开始,经历了方案论证、技术攻关和台、筒、艇试验3个阶段。

根据中央专委的决定,一九六五年八月,七机部四院组建了第四设计部,开始了固体战略导弹总体设计的准备工作。固体导弹的研制工作是从设计近程、单级固体导弹开始的。但起步不久,科技人员便对研制这种固体导弹的必要性提出了不同的意见。一九六七年一月,在国防科委听取近程、单级团体导弹方案汇报时,有人认为近程单级固体导弹的战术技术指标难以满足使用部队的要求,主张立即开始研制中程潜地固体导弹。这个意见引起了领导机关的重视。随后,在四院组织深入调查,国防科委提出报告后,经周恩来主持的中央专委会议研究确定,为了与导弹核潜艇研制取得同步,应提前完成中程固体导弹的研制。

一九六七年三月,国防科委正式下达了中程潜地固体导弹的研制任务。跨越近程单级的阶段;直接研制两级中程固体导弹,面临起点高,技术难度大,既无资料、图纸,又无仿制样品,缺乏预先研究等许多困难。这样艰巨的任务,对于四院刚组建起来的年轻的固体导弹研制队伍是一个严峻的考验。潜地导弹方案论证中遇到了诸如潜艇空间有限。导弹外型尺寸有严格限制,弹头核装置、装弹仪器设备必须轻型化、小型化;水下发射方案及水下运动规律;在潜艇运动和海水浪、涌、流的作用下,导弹点火时的大姿态稳定;导弹水下严重受力引起的载荷、强度设计计算;导弹气密、水密性保证;油雾、盐雾、霉菌等恶劣环境下的防护等一系列复杂的技术问题。

在总体万案论证与设计中,遇到的第一个问题是如何选择导弹水下机动发射技术的试验途径。四部的设计人员分析研究了国内外研制固体潜地导弹的经验和教训,从中国国情出发,选择了一条新的途径,即先用缩比导弹模型在水池内进行发射试验和水筒试验,然后再研制一种能回收的全尺寸模型弹,直接在水下运动的潜艇上进行发射试验。

第二个问题是选择何种发射方式。要将一个10几吨重的导弹从水下几十米深处弹射出水,使导弹具有一定的出水速度和较小的出水姿态角,并保持弹体初始姿态的稳定,除在导弹外型设计上采取广定的技术措施外,还要选定一种动力源,使导弹在发射简内就能获得足够大的出水速度。承担发射装二研制的七院十三所的设计人员经过反复分析论证,选定了燃气动力、导弹水下冷发射方式。

第三个问题是选定导弹的试验程序。鉴于国外潜地导弹试验程序复杂,周期很长,使用的导弹数量过多,耗资巨大,中国不能这样办。四部科技人员经反复论证,决定采用经陆上发射台、陆上发射筒发射试验考核后,直接进行潜艇水下发射,提出了中国独创的“台、筒、艇”三步试验程序。

第四个问题是选择恰当的导弹弹体、两级动力装置和制导系统等问题的解决方案。导弹外形除头部与尾罩两级均为圆柱体。弹头因受长度尺寸和安装核装置的限制,选择了组合锥形。为了承受导弹发射时高温高压燃气的作用力,导弹尾端设计了外形为椭球形的尾罩。考虑到导弹长度受限制和气密、水密要求,两级之间采用封闭式热分离方案等。两级动力装置为固体发动机,采用新研制的复合推进剂和低合金高强度钢壳体。在固体发动机研制中,首次采用了较先进的摆动喷管和液体二次喷射的推力向量控制方式。为了提高导弹的命中精度,准确控制二级发动机按指令关机,在二级发动机前封头上设置了3个反向喷管,以实现推力终止,并提供头体分离的反向惟力。

制导系统研制经广泛调查,从系统性能、精度、体积重量等方面比较分析,并考虑到满足潜地导弹特殊需要和将来的发展,决定采用陈德仁主持研究的平台———计算机方案;导弹瞄准系统,既要适应潜艇方位的不断变化,又要满足发射多发导弹的作战需要,经论证,采用了长春光机所唐九华提出,王家理等研制的补偿艇体变形的全光路瞄准仪方案。此外,还对控制、遥测、安全、弹体结构和地面设备等分系统方案作了大量论证工作,于一九六八年确定了备份系统的方案,并作了相应的设计和试验。

一九六七年三月,国防科委明确了导弹核潜艇武器系统研制任务的分工,并要求研制单位按期完成总体及各分系统的方案设计工作。

同年十月,海军审定了潜艇和导弹的总体方案,确定了主要战术技术指标。一九六八年,总体单位向各分系统提出了技术设计要求,导弹研制工作进入了技术攻关和分系统研制试验阶段。

一九七0年一月一日,周恩来批准将四院四部迁到北京,划归七机部一院建制。一院抽调了几十名技术干部到四部,并任命控制系统专家黄纬禄为潜地导弹总设计师,加强了潜地导弹的研制力量。担负潜地导弹研制任务的科技人员从分析导弹的水下运动特点人手,进行了大量的理论分析和计算、试验工作。他们从水下流体动力、水下弹道和水下载荷等不同的试验目的出发,充分利用现有的水筒、风洞等试验设施,确定缩比模型试验方案;利用六机部七院二所的试验水池,进行了缩比模型弹射等试验,为洛地导弹的研制提供了设计依据,为分析水下发射技术问题积累了宝贵的资料;对首批导弹缩比模型进行了数百次研究性试验和发射试验,模拟了一定水深、航速和出筒速度等干扰因素,测得了大量数据,从而形成了水下弹道研究的一套比较完整的方法。为研究潜地导弹水下运动状态,需要测量水下弹道。然而,要对从活动潜艇发射出来,在海水中高速运动的导弹进行拍摄和测量,技术难度很大。

一九八四年,辽南潜地导弹试验场翟序春等提出应用微光电视技术进行水下弹道测量的方案。在公安部的支持下,经研制小组的努力,于一九八五年组合成一套试验用的水下微光电视系统,解决了水下发射导弹的测量问题,并为外弹道水下测量打下了基础。

与此同时,四部开展了水下载荷环境的试验研究,经过3种不同的缩比模型的试验,进行了水下发射试验时各种载荷的测量,找到了导弹的最大受力情况,获得了水下发射导弹载荷环境的参数,为全弹结构设计提供了强度计算依据。此外,华北导弹试验基地刘怀忠等对测速器进行多次改进,使测量导弹出筒口速度等参数的成功率由10%提高到100%,并保证了测量精度,为考核发射动力系统设计方案的正确性提供了依据。为了研究真实条件下的水下发射技术,四部和五院五0八所、一院二一0厂、一0一站、上海锅炉厂协同完成了能回收的全尺寸模型弹的设计和生产任务。

为了摸清模型弹壳体从几十米高空落到海面的结构强度和是否可能影响艇的安全问题,黄纬禄在现场组织七机部的试验人员利用刚刚建成的南京长江大桥,把模型弹从桥面上扔下去,进行落水冲击试验。弹壁在阳光暴晒下,温度升到60摄氏度左右,在弹舱中安装仪器,调试设备,清洗污物,干不多时便浑身汗水。但他们不怕苦,不怕累,于一九七0年八月,圆满完成了导弹的落水冲击试验,测到了不同投放姿态下的弹体载荷、入水深度等参数,获得了宝贵的资料。

一九七二年十月,海军试验基地在辽南海域组织进行了模型弹首次真实海情下的潜艇水下弹射试验。试验前夕,有人鉴于曾有潜艇在用火药燃气作水柜排水试验中,因二次燃烧发生过爆炸事故,对这次担任水下发射任务的潜艇的安全表示担心。为了做到万无一失,确定由七机部四院杨南主负责,组织有关人员参加的专题小组进行研究。经辽南潜地导弹试验场方世武等研究分析,认为发射动力系统点燃工作时,发射筒内会产生二次燃烧现象,但产生的能量不会对发射装置产生威胁性的破坏力,消除了参试人员的疑虑。

试验潜艇按预定时间驶向试验海区,在水下测试完毕后,发射装置的动力系统点燃,经过冷却后的燃气、蒸气混合气体充入发射筒底部。在强大气压作用下,弹被推出发射筒,穿过海水,飞上天空。模型弹首次水下发射试验成功,对研制潜地导弹有着十分重要的意义。这项试验结构简单可靠,试验中无需地面支援,且不受时间、地点和海情的限制,在技术上有所创新,荣获国家科技进步一等奖。二院四部戴进泉等在这次试验中作出了贡献。

弹头是导弹运载的有效载荷。潜地导弹的弹头装有能毁伤敌人战略目标的核装置,是导弹组成的一个重要的独立系统。导弹弹头的研制工作是在李绪锷副总师的主恃下进行的,根据潜地面体导弹的特殊要求,在七机部核武器研究设计院的积极配合下,七机部一院十四所突破了外形选择、结构与防热设计以及参数测量等方面的技术关,研制成功中国第一个轻小型弹头,在导弹弹头设计技术方面达到了新的水平。

实现制导系统平台一计算机方案的关键是三轴液浮陀螺稳定平台与弹上计算机。七一七厂于一九七一年组装出第一个模型平台。通过试验,证明原理正确,但主要技术指标都未达到预定的技术要求,难于在大的过载、冲击、振动和大姿态条件下可靠地工作。丁衡高、钟万登等又组织进行不大量的改进试验和理论分析,找出了提高产品性能的主要关键和途径,于一九七六年底研制出质量较好、外形小巧的4套初样平台系统。

弹上计算机,由七七一所从一九六八年十月开始研制。沈绪榜等提出并采用当时在国内还处于研制初期的小规模PMOS集成电路,于一九七0年底研制出中国第一台弹上用MOS型计算机,显示出有高集成度、低功耗等优点。后来又采用更先进的中小规模CMOS集成电路,扩大了计算机的功能。

固体发动机的研制也是一个技术难度较大的课题。摆动喷管是潜地导弹一级发动机的关键部件。一九六七年,七机部四院开始研制时,连续多次试车失败。经科技人员反复试验研究,确定了摇摆喷管球面的密封间隙量,改进了设计和加工工艺,终于在一九七九年九月突破了这一技术难关。

发动机所用材料涉及化工、冶金、轻工、机械、兵器、石油等工业部门的55个单位。每种材料几乎都有特殊的性能要求。其中发动机壳体材料由冶金部组织有关厂、所经过多年的奋斗才研制成功。其他如装药与壳体界面脱粘等计术问题,由杨南生、崔国良、邢球等组织科技人员努力攻关,也获得了突破性进展。

导弹弹体结构先后由二一一厂、三0七厂负责研制。设计人员和工人对整体化铣加筋网格型式的弹体结构进行了反复研究和试制,经过两年多的实践,在张德全等的精心操作下,达到了质量要求;导弹弹体上的对接口、大小口盖和连接件之间的密封,虽通过试验,选定了“O”型密封圈的方案,但如何保证密封面加工精度,一直没有解决。三0七厂发动研制人员人人出谋献策,不分昼夜地苦干了一年零四个月,终于研制出了以球模为主的一套结构简单、调整方便、能保证密封性能的加工设备,解决了在仪器舱圆锥表面上加工空间曲率多变的大型密封口盖的技术难题。

中国巨浪-1潜射弹道导弹

巨浪-1潜射弹道导弹是中国第一种使用固体燃料的弹道导弹,装备于夏级战略核潜艇。1969年开始研制,1982年10月由高尔夫级传统动力弹道导弹潜艇水下发射成功,1988年9月核潜艇水下发射成功,射程二千七百公里。

巨浪-1潜射弹道导弹,长度:10.7米;直径:1.34米;射程:1700千米;发射重量:14700千克;有效载荷:600千克;制导:贯性;推进:二级固体发动机;弹头:1枚20万至100万当量核弹头;偏差半径:300~400米。研发背景“巨浪”潜射弹道导弹是我国在一穷二白的基础上卧薪尝胆20余年努力的结果,是广大科研设计人员智慧和心血的结晶。根据中央军委的决定,七机部于1965年8月组建了第四设计部,开始固体战略导弹总体设计的准备工作。中国潜射弹道导弹的发展从此拉开了序幕。1967年3月,国防科委正式下达了中程潜地固体导弹的研制任务。设计过程

要跨越近程单级阶段直接研制两级中程固体导弹,意味着将面临起点高、技术难度大、既无资料和图纸又无仿制样品、缺乏预先研究等许多困难。这对于中国年轻的固体导弹研制队伍来说无疑是严峻的考验。在总体方案论证与设计中,设计人员先后遇到四大难题,包括如何选择导弹水下机动发射技术的试验途径、选择何种发射方式、选定导弹的试验程序和选择弹体、两级动力装置和制导系统等问题的解决方案。

对第一个难题,设计人员分析研究了国外研制固体潜地导弹的经验和教训,从中国国情出发选择了一条新的途径,即先用缩比导弹模型在水池内进行发射试验和水筒试验,然后再研制一种能回收的全尺寸模型弹,直接在水下运动的潜艇上进行发射试验。对第二个难题,设计人员经过反复分析论证,选定了燃气动力、导弹水下冷发射方式。对第三个难题,设计人员决定采用经陆上发射台、陆上发射筒发射试验考核后,直接进行潜艇水下发射的方法,独创出台、筒、艇三步试验程序。

对第四个难题,设计人员提出导弹外形除头部与尾罩两级外均为圆柱体,弹头因受长度尺寸和安装核装置的限制选择组合锥形。为承受导弹发射时高温高压燃气的作用力,导弹尾端设计了外形为椭球形的尾罩。考虑到导弹长度受限和气密、水密要求,两级之间采用封闭式热分离方案等。两级固体发动机采用新研制的复合推进剂和低合金高强度钢壳体。

完成总体方案论证后,国防科委在1967年3月明确了导弹核潜艇武器系统研制任务的分工,并要求研制单位按期完成总体及各分系统的方案设计工作。同年10月,海军审定了潜艇和导弹的总体方案,确定了主要战术技术指标。1968年,总体单位向各分系统提出了技术设计要求,导弹研制工作进入了技术攻关和分系统研制试验阶段。技术攻关

进入技术攻关阶段后,科技人员从分析导弹的水下运动特点入手,进行了大量的理论分析、计算和试验工作。

他们从水下流体动力、水下弹道和水下载荷等不同的试验目的出发,充分利用现有的水筒、风洞等试验设施,确定缩比模型试验方案;利用试验水池进行缩比模型弹发射等试验,为潜地导弹的研制提供了设计依据,为分析水下发射技术问题积累了宝贵的资料;对首批导弹缩比模型进行了数百次研究性试验和发射试验,模拟了一定水深、航速和出筒速度等干扰因素,测得了大量数据,从而形成了水下弹道研究的一套比较完整的方法。

为了摸清模型弹壳体从几十米高空落到海面的结构强度和是否可能影响艇的安全问题,试验人员利用刚刚建成的南京长江大桥,把模型弹从桥面上扔下去进行落水冲击试验。

到1980年3月,控制系统及弹上设备的试样生产全部完成。导弹各分系统试样产品出厂后,有关部门分别进行了验收性综合试验。首次控制系统验收性综合试验发现并排除了产生一级发动机喷管抖动的干扰源,为飞行试验消除了一大隐患。在控制、遥测与安全等系统综合试验合格后,1980年5月又组织了导弹各系统正式试样产品全部参加的陆上发射台和陆上发射筒状态的匹配试验。从1981年底到1982年1月,又成功地进行了弹上系统和潜艇装艇设备之间的匹配联试,为即将进行的导弹飞行试验做好了准备。测试飞行

导弹研制出来后就等着测试和飞行试验了。陆台状态遥测弹于1981年6月17日在华北某导弹试验基地发射成功,这次飞行试验的成功是中国固体战略导弹发展进程中的一个重要阶段。在陆台飞行试验成功的基础上,1982年1月7日和4月22日,在华北导弹试验基地进行的两次陆筒发射遥测弹的飞行试验也相继获得成功。在完成了陆上发射台和陆上发射筒的飞行试验后,“巨浪”-1型潜射弹道导弹便进入了在潜艇上进行水下发射的飞行试验阶段,以进行最严格的考核。导弹水下发射试验按照三步走的方案进行,包括在常规动力潜艇上进行发射试验、在导弹核潜艇上进行发射试验和在导弹核潜艇上进行定型试验。

1982年10月7日15时14分,031型潜艇从水下发射了第一枚潜地导弹,导弹发射正常,但点火不久后便失控翻转,最后在空中自毁。导弹总设计师黄纬禄组织有关技术人员,研究分析了导弹空中自毁的原因,并对第二枚导弹采取了相应措施。10月12日15时,第二枚导弹从海底破水而出,发射试验取得成功。

接下来就是直接用“夏”级弹道导弹核潜艇进行发射试验,目的是考察导弹核潜艇满足发射条件的操纵性、潜艇导弹发射系统实时工作的正确性、协调性和可靠性以及发射时核动力装置系统工作的稳定性和可靠性。在实弹试射之前,首先进行了一系列常规动力潜艇水下发射模型弹的试验。这些试验由海军试验基地组织实施,参试单位20多个,动用各类舰船49艘次,直升机3架次,试验从1984年3月8日开始到4月28日结束,在渤海海域共发射了4枚模型弹。结果表明,发射系统设计方案正确,能完成发射任务;潜艇的操纵性能较好,可以满足发射条件;指挥准确,操作熟练。据此,1985年5月,国防科工委和海军遵照中共中央、国务院、中央军委的决定,向有关单位下达了导弹核潜艇实施潜地导弹水下实弹发射试验的要求。

1985年9月28日,“夏”级导弹核潜艇首次实施了水下发射,导弹出水后飞行爬高,但不久便在空中翻滚自毁。随后又进行了两枚导弹的发射试验,均未取得成功。这些试验虽未获成功,但证明核潜艇总体和发射动力系统工作正常,并获得了比较完整的数据和资料,对于进一步研究导弹的水下力学环境具有极重要的价值。试验结束后,国防科工委、海军、航天工业部、中国船舶工业总巨浪-1潜射弹道导弹公司、电子工业部等有关单位召开了一系列故障分析会和专题研讨会。航天工业部还结合分析工作,安排了复现试验任务中出现故障现象的模拟试验、弹上仪器力学环境承受力摸底试验、仪器仓振动试验、尾罩水下分离缩比试验等,基本统一了对故障原因的认识,并对下次定型试验采取了有效的综合治理措施。

尽管笼罩着导弹核潜艇首次发射试验失利的阴影,但导弹的定型试验仍如期进行,这是在吸取前次试验经验并采取了综合治理措施后进行的,是第一次试验的继续和补充。1987年底,国防科工委和海军联合召开了试验工作会议,对这次试验任务作了部署。试验按预先准备、直接准备、发射实施三个阶段以及技术阵地、发射阵地、测控系统及海空勤务保障四条主要战线全面展开。

1988年9月15日,天气晴朗,核潜艇备航备潜完毕等待启锚;在试验指挥所里,各级指挥员已经就位。上午9时整,核潜艇起锚离港,与核潜艇同时编队航渡的还有4艘试验艇。包括担负防险救生、观测水文气象、摄影录像、护航、拖带和打捞任务的30艘舰艇以核潜艇为核心,向试验海域开进。12时30分,“夏”级核潜艇开始下潜,通信浮筏缓缓地在海面飘移。14时整,一枚“巨浪”-1型潜地导弹从核潜艇的发射筒腾起,穿过海水冲出海面,带着桔红色的火焰直插云宵。安全控制中心大厅内的电视屏幕上,出现了导弹从海面跃出和飞行的图像。各显示板上显示出表明导弹飞行轨迹和姿态、预示每时每刻的导弹落点和是否在安全控制范围内飞行的各种曲线。“发现目标!”在弹着点海域等候已久的远洋测量船“远望l号”和“远望2号”上的雷达操作手同时向指挥所报告。刹时间,只见一团火球钻出云层,弹头像流星一般急泻而下,准确地溅落在预定海域,试验获得圆满成功。9月27日,“夏”级导弹核潜艇在水下第二次发射“巨浪”-1型导弹,试验又获得成功。至此,中国首型潜射弹道导弹的定型试验全部结束。研发意义

中国从1958年决定开展核潜艇的研究工作,到1988年核潜艇水下发射“巨浪”-1型潜地导弹飞行试验成功,历时整整30年。如果仅仅计算潜射弹道导弹的研制时间,从1965年开始到1988年试射成功也有23年之多,真可谓“20年磨一剑,宝剑锋从磨砺出”。“巨浪”-1型潜射弹道导弹飞行试验获得圆满成功,标志着中国完全掌握了导弹核潜艇水下发射技术,使中国成为了世界上第五个拥有导弹核潜艇的国家。中国海军“夏”级战略导弹核潜艇在1988年9月15日水下发射“巨浪”-1型导弹获得圆满成功,意味着中国的战略导弹可以在任何海域、任何时刻打到世界的任何角落,这再次引起了世界的震惊。中国核潜艇和潜射弹道导弹横空出世,为中国走向国际舞台及奠定大国地位发挥了重要的推动作用。核潜艇和潜射弹道导弹的开发成功,标志着中国海军的水下核力量正稳步向前发展,将为共和国筑起新的牢不可破的“水下万里长城”。外界评价

中国“巨浪”-1型潜射弹道导弹的发射成功引起举世关注。当“巨浪”-1型导弹于1982年10月12日首次从031型常规动力弹道导弹潜艇水下发射试验成功后,美国《海军学会会报》就评论说,“当中国宣布她从潜艇上发射弹道导弹试验成功时,事情已经变得十分清楚,中华人民共和国即将成为世界上第五个拥有一支以海洋为基地、具有威慑力量的核大国。”

英国《每日电讯》则评论指出,“中国水下发射战略导弹成功,意味着中国将拥有一支以潜艇为基地的核打击力量,这是任何潜在的袭击者都必须考虑的。”

美联社评论说,“中国核潜艇水下发射运载火箭成功,表明中国海军起了质的变化,已经拥有发动海上进攻的能力。”法新社援引一位军事观察家的评论说,“中国已成为世界上第五个拥有核潜艇水下发射战略导弹能力的国家,中国海军已不再是一支只能在近海巡逻的海岸警备队。中国的军事实力有了明显的加强。”型号特点

作为中国海军第一代潜射弹道导弹的“巨浪”-1型为两级固体燃料推进导弹,其陆基型号是“东风”-21型中程弹道导弹,因此也被称为“岸上巨浪”。“巨浪”-1型导弹全长10.7米,弹径1.4米,弹重14700千克,采用惯性制导,最大射程2000千米,改进后的射程增至2700千米以上。与中国其它的战略导弹不同,“巨浪”-1/“东风”-21导弹使用的是固体推进剂,但只能携带一枚核弹头,爆炸威力为200万到300万吨当量。不足之处“巨浪”-1型导弹的不足之处是射程太小,加之当时的“夏”级核潜艇的噪音较大,隐蔽性能较差,所以“巨浪”-1型导弹难以完成全球目标的打击任务。而且这种导弹所携带的弹头数量少,能够打击的目标有限,作战威力不大。

美国北极星潜地战略导弹

“北极星A-1”式导弹是美国海军研制的第一代潜射中程弹道导弹,该弹既可供水面舰只使用,也可由潜艇水下发射。1957年研制,1960年导弹潜射试验成功,1961年装备美国海军核潜艇,成为当时美国核战略的一个重要组成部分。该弹1965年全部退役,为更新型的“北极星A-2”式导弹所取代。“北极星A-1”导弹

美国海军上将阿雷夫·伯克在1955年夏天晋升为海军作战部长后,不久就在海军军械局成立了一个特种科研处,挑选海军少将威廉姆·F·雷伯恩领导这个机构。它的任务是研制从海上发射洲际弹道导弹的装置。舰基火箭能够形成一种潜在威慑力量,它比舰载机的威慑力更迅捷,更有效。雷伯恩的班子用陆军研制的“朱庇特”中程弹道导弹进行小心翼翼的试验。然而,作为一种舰载的作战武器,“朱庇特”所存在的难题是令人惊讶的。它的重量达55吨,竖立起来有一座六层楼高。它的液态氧燃料箱是一个可怕的火灾策源地。幸运的是,1956年有些试验表明了固体火箭燃料的可用性。此后不久,原子能委员会就大大地缩减了核弹头的体积和重量。海军立刻着手将新的弹头和固体燃料火箭结合在一起,生产出了“北极星”导弹,这种中程弹道导弹长32英尺,重15吨。为了将这种导弹装备到新的核动力大型潜艇上去,美军将其改装为“北极星A-1”式导弹。

1957年10月4日,苏联向宇宙空间发射了世界上第一颗重84千克的人造地球卫星,从卫星上发往地球的无线电信号,送到了每个国家无线电收听者耳中。当晚,美国五角大楼里灯火通明,政界、军界要员一边看着美国战略防御能力布置图,一边在低声讨论着什么。经过讨论,他们认为,苏联第一颗人造地球卫星发射成功表明,苏联已拥有或即将拥有足够大功率的导弹发动机和足够精确的导弹飞行制导系统,美国几乎所有的城市都将成为苏联未来核武器的打击对象。为此,美国政府和军界领导人感到应立即建立起本国的战略核打击力量。讨论期间,他们想起了已在研制中的“北极星”导弹计划和第一艘“北极星”导弹潜艇的研制工作,并决定将第一艘导弹核潜艇的研制时间由5年缩短为2年。

为了尽早建造出与苏联抗衡的导弹核潜艇,核潜艇的研制者们提出利用正在船台上建造的“鲣鱼”级“蝎子”号潜艇进行改装的设想,这一设想得到了批准。“鲣鱼”级潜艇全长77米,艇壳直径9.7米。尽管其容积比常规潜艇大,但布置“北极星”导弹发射装置仍很困难,为此,研制人员决定从指挥台围壳尾切面将“蝎子”号艇体分成两段,在两段之间加接一段长为39.6米、直径与原来相同的圆柱形耐压壳体。其中大约长12米—14米用来布置导弹发射指挥仪及其辅助导航设备,23米用来布置两排共16枚导弹垂直发射装置,其余3米—4米用来布置发射装置的辅助设备。建成后整个艇长达116.6米,命名为“乔治·华盛顿”号,它就是人类史上的第一艘弹道导弹核潜艇。

弹道导弹核潜艇的出现,不但是潜艇发展史上的又一突破,也是战略核力量的又一次转移。在各种侦察手段十分先进的今天,陆基洲际导弹发射井很容易被敌方发现,弹道导弹核潜艇则以其高度的隐蔽性和机动性成为一个难以捉摸的水下导弹发射场。1959年“乔治·华盛顿”号建成后,美国一连建造了5艘性能相近的同型艇。1960年7月20日,“乔治·华盛顿号”核潜艇驶向海上靶场,进行“北极星”导弹水下发射试验。结果“北极星”导弹不负众望,第一发就命中1800公里处的预定目标。同年“北极星A-1”式导弹随同美国海军第一支弹道导弹舰队成军。紧接着,美国又研制成功了“艾伦”级弹道导弹核潜艇。1961年8月服役的“伊桑·艾伦”号是美国建造的第一艘专门用来携带“北极星A—1”导弹的潜艇,水下排水量7900吨,艇长125米,水下最高速度30节,艏部装有6具鱼雷发射管,导弹舱携带16枚“北极星A—1”导弹。“伊桑·艾伦”号和这个舰级的其他潜艇后来都被改装以携带体积和射程都有所增加的“北极星”导弹。“北极星A-1”导弹有3000多家承包商,主承包商是洛克希德导弹与空间公司。每枚导弹的价格为75万美元,从开始研制到1960年6月共耗资27.5亿美元。

在第一艘核动力潜艇鹦鹉螺号完成处女航的五年后,1960年北极星A-1导弹随同第一支美国海军弹道导弹舰队成军。1962年,首次潜射试验完全成功,同年射程更远并具有较长的第二节推进器的北极星A-2导弹服役。

北极星A1战术技术性能数据:全长:8.69米;直径:1.37米;最大射程:2200公里;起飞重量:12.9吨;动力装置:两级固体火箭发动机;命中精度:1850米;制导系统:通用电气公司的MK-1全惯性制导系统;核弹头重:339公斤;核当量:60万吨;发射方式:潜艇水下发射。“北极星A-2”导弹

北极星A-2弹道导弹,代号VGM-27B,为A-1导弹的后继型。1961年10月首枚导弹投入飞行试验,1962年后分别部署于5艘艾伦级和8艘拉菲特级核潜艇上,每艇16座导弹发射筒,水下垂直发射,利用燃气-蒸汽将导弹弹射出水面。当时共生产配备208枚A-2导弹,当年售价每枚122万美元。1964年停产,1974年起逐步被A-3导弹所取代,1976年全部退役。

战术技术性能数据:全长:9.4米;直径:1.37米;最大射程:2800公里;起飞重量:13.6吨;制导方式:惯性制导;动力装置:两级固体火箭发动机;投掷重量:454公斤;核弹当量:80万吨;命中精度:927米;发射方式:核潜艇水下机动。“北极星A-3”导弹“北极星A-3”是美国潜对地中远程弹道导弹,A-2的后继型。导弹代号UGM-27C。1960年美国决定发展4600千米射程的“北极星A-3”导弹,以提高海基战略导弹武器系统的攻击能力、突防能力和生存能力。总的研制前提是在总体尺寸变化不大的情况下使射程增至4600千米。这就要求尽可能采用先进的设计和工艺,最大限度地减轻结构重量和提高性能。

A-3导弹于1960年9月开始研制,主承包商是洛克希德导弹与空间公司。1962年8月进行首次研制性飞行试验,1964年9月至1982年2月服役,先后装备5艘598级、5艘608级和18艘616级导弹核潜艇,每艘潜艇装备16枚A-3导弹。此外,还装备4艘英国核潜艇共64枚。每枚“北极星A-3”导弹的价格是198万美元,每艘潜艇的造价为0.97至1.6亿美元。

北极星A-3导弹藉由利用可用空间、较轻的结构和更佳的推进器使得导弹的射程增加了60%。这型导弹服役至1964年为新的海神导弹所汰换,目前只有英国皇家海军4艘果断级潜艇继续使用本款导弹。

战术技术性能数据:全长:9.85米;直径:1.37米;最大射程:4600公里;起飞重量:16.4吨;投掷重量:0.5吨;制导方式:惯性制导;动力装置:两级固体火箭发动机;弹头:集束式多弹头;命中精度:927米;发射方式:潜艇水下机动。“北极星A-3”是美国潜对地中远程弹道导弹,A-2的后继型。导弹代号UGM-27C。1960年美国决定发展4600千米射程的“北极星A-3”导弹,以提高海基战略导弹武器系统的攻击能力、突防能力和生存能力。总的研制前提是在总体尺寸变化不大的情况下使射程增至4600千米。这就要求尽可能采用先进的设计和工艺,最大限度地减轻结构重量和提高性能。

A-3导弹于1960年9月开始研制,主承包商是洛克希德导弹与空间公司。1962年8月进行首次研制性飞行试验,1964年9月至1982年2月服役,先后装备5艘598级、5艘608级和18艘616级导弹核潜艇,每艘潜艇装备16枚A-3导弹。此外,还装备4艘英国核潜艇共64枚。每枚“北极星A-3”导弹的价格是198万美元,每艘潜艇的造价为0.97至1.6亿美元。

美国海神C—3潜射弹道导弹

“海神C—3”导弹是美国用来取代“北极星”系列导弹的第二代中程潜射弹道导弹,研制费用40亿美元。它是一种固体燃料的两级导弹,射程与“北极星A—3”导弹相同,但采用“MIRV”型分导式多弹头,一个母弹头内有14个子弹头,其中4个子弹头装有诱饵和干扰机,干扰机发生强大功率的干扰信号,使探测防御雷达无法发现其它子弹头,并能同时攻击多个目标,因此比“北极星”具有更强的破坏威力和穿越敌力陆基导弹防御区的能力。1970年,“海神”导弹试射成功;1971年3月31日这型导弹被正式部署在“詹姆斯·麦德逊”号潜艇上。该型导弹共计生产了619枚,1979年起退役,被更先进的“三叉戟Ⅰ”型导弹所取代。技术性能“海神C—3”导弹,弹长:10.36米;弹径:1.88米;射程:4600公里;发射重量:29500公斤;投掷方式:二节推进;固态燃料;导引系统:惯性制导。弹头:通常装载10枚当量各4万吨的W-68三型独立多重重返大气层载具弹头,并加上辅助穿透装置。最大载弹量是14枚当量10万吨的W-76独立多重重返大气层载具弹头。命中精度:518米。发射平台“海神C—3”导弹主要装备美国“拉菲特”级核潜艇。由于在外形尺寸上,“海神”要比“北极星”大,故潜艇的发射筒需要改装。1970年,“海神”导弹在首批改装的两艘“拉菲特”级核潜艇上发射成功;到70年代中期,已有31艘“拉菲特”级核潜艇装备这型导弹。这次改装工程历时8年,耗资33亿美元,至少40枚导弹在潜艇完成战斗巡弋后被搬下船试射,其结果令人十分满意。

1978年~1982年,“拉菲特”级艇中的12艘又被美国海军改装为发射“三叉戟Ⅰ”型弹道导弹。该导弹射程进一步增至7400千米,且有8个10万吨TNT当量的分导弹头。除美国海军“拉菲特”级核潜艇外,“海神C3”型导弹还出口法国装备“富兰克林”级核潜艇。作战使用“拉菲特”级和“富兰克林”级核潜艇每艇装备16枚“海神C—3”导弹,弹头总数达到160枚,在水深15—30米处发射,间隔15秒。鉴于“海神“导弹弹头的当量及其命中精度,该型导弹多被用来攻击软目标,如机场、基地、指挥通信系统、工业中心与城市。

美国三叉戟I潜射弹道导弹

“三叉戟I”型C-4导弹是美国洛克希德·马丁公司研发用来替代“海神C—3”导弹的第三代潜射远程弹道导弹,编号UGM—96A。该弹1971年开始研制,1976年12月投产,1977年1月进行首次飞行试验,1979年正式装备美国海军,2005年全部退役。由于采用了高效能推进系统、额外的第三节推进火箭和更先进的制导技术,导弹最大射程达到了7400千米,命中精度也提高到230至500米。导弹采用8至10个分导式子弹头,每个子弹头威力为10万吨TNT当量,可分别攻击8至10个目标,从而大大增加了导弹毁伤目标的能力。“三叉戟I”型C-4共生产630枚,其中150枚用于其服役期间的各种测试。英国政府原先计划将其所属的北极星A-3导弹换装为本型导弹,后来又决定改为换装性能更先进的“三叉戟II”型导弹。技术性能“三叉戟I”型C-4导弹,弹长:10.36米;弹径:1.88米;最大射程:7400公里;发射重量:29954公斤;投掷重量:1361公斤;发射方式:三节推进,固态燃料;导引系统:星光惯性;战斗部:8至10枚当量各为10万吨TNT的W—76四型分导式子弹头;命中精度230—500米。发射平台“三叉戟”I型C-4导弹主要用来装备部分经过改装的“拉菲特”级核潜艇和最新的“俄亥俄”级核潜艇。在美国军方于70年代初期展开“三叉戟Ⅰ”型潜射弹道导弹计划的同时,就开始着手发展一种新型的弹道导弹潜艇以供三叉戟导弹使用。最初的计划是建造一种“拉菲特”级的改良型潜艇,并使用相同的西屋S5-ⅡW核子反应炉,而后为了降低新潜艇的噪音,决定采用自然循环核子反应炉。基于经济效益,导弹数量由16枚增至24枚。

由于这项计划的造价过于庞大,最初曾遭国会的反对,不过在苏联在“三角洲”级潜艇上配置了射程长达6935公里的SS-N-8潜射弹道导弹之后,国会终于批准了这项计划。虽然已获得国会的批准,

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