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新版镇国神器巨浪-3会长啥样?

1/13 在今年国庆阅兵式上,由12辆受阅导弹车组成的巨浪-2导弹方队震撼亮相,这也是我国第二代潜射弹道导弹巨浪-2的首次对外曝光。就在巨浪-2露面后不久,中国运载火箭技术研究院新闻中心在10月12日刊发了一篇《胡振兴:为飞行器戴上“王冠”》的报道,疑似透露我国第三代潜射弹道导弹巨浪-3的研制情况。那这篇报道透露了什么,巨浪-3又会用上哪些新技术,本期《出鞘》就来谈巨浪-3。

2/13 研制潜射导弹最大的难点之一,在于处理导弹在海水和大气两种不同介质中的阻力的问题,因为应对海水阻力最理想的整流罩造型是卵形,而应对空气阻力最理想的整流罩造型却是尖拱形。一般潜射导弹会在这两者之间择其一,例如我国的第一代潜射导弹巨浪-1就采用了尖拱形整流罩。而到了巨浪-2时,则创新性地采用了双头罩设计,实现了在水下和空中两种介质环境下的最佳外形。

3/13 虽然采用双头罩设计可以同时降低海水阻力和空气阻力,但这种设计也有其缺点。因为巨浪-2导弹出水点火后,位于最外部的卵形整流罩会先被抛掉,然后在内的尖拱形整流罩漏出,导弹开始在大气中飞行。这种设计导致导弹在出水点火后,增加了一个低空抛掉整流罩的动作,会增加发射过程复杂性,同时也不利于导弹在结构上的简化。因此有不少潜射导弹更喜欢采用降阻杆的设计。

4/13 美国最早于上世纪70年代首次在三叉戟C4潜射弹道导弹上引入降阻杆。根据有关资料,三叉戟C4上的降阻杆共分为6节,处于收缩状态时一般长约35厘米,可纳入整流罩中,完全展开后则长达约1.2米。三叉戟C4潜射导弹的降阻杆于1978年开始产品可靠性试验,一年后装备着降阻杆的三叉戟C4开始正式在美国海军服役,而沿用其降阻杆设计的三叉戟D5则于1990年入役。

5/13 在火箭院《胡振兴:为飞行器戴上“王冠”》的报道中,火箭院总体设计部3室设计师胡振兴负责的就是某高速飞行器“头顶”减阻装置的研制,该减阻装置在试验中曾出现“各节间隙有些大,展开后有点儿晃,动频率不满足要求”的问题,从文中可以看出,该减阻装置分为数节,并可以“展开”,以助飞行器应对空气阻力。据此不难推测,其描述的就是我国新一代潜射导弹的降阻杆。

6/13 一般来说,降阻杆的主要作用就跟其名字一样,是帮助采用卵型整流罩的潜射导弹来降低空气阻力的。因为它能在激波与整流罩之间形成分离区,相当于增加了导弹的有效长细比,将弓形激波转化为斜激波,从而降低阻力。根据美国人的测算,降阻杆设计使得三叉戟D5导弹在主动段的高超声速飞行中,最大阻力降低约52%,也就是从18吨减到9吨,间接使得其射程延长了近500公里。

7/13 不过也并非所有采用卵形整流罩的潜射导弹都会采用降阻杆,例如东北亚某国的北极星-3就没有采用。这一方面可能与他们在降阻杆技术方面的不成熟有关,因为即使我国也要耗费10年光阴才搞成,另一方面可能也跟他们更看重潜射导弹的水下减阻和出水稳定有关(因为还采用了类似巨浪-2的主动空泡技术),而射程和空气阻力则被放在了次要位置,所以才没有搞降阻杆的设计。

8/13 当然三叉戟D5导弹使用降阻杆,也有其被迫的成分在。因为该型号与三叉戟C4使用的是一种发射筒,设计长度一开始就受限,因此第三级被做成了弹头环绕发动机和弹头母舱PBV的形式,这造成三叉戟D5顶部非常“平”,难以选择尖拱形整流罩,因此只能采用降阻杆,以降低卵形整流罩所造成的空气阻力。换句话说,用降阻杆也可被视为是潜射导弹采用弹头环绕布置的对应特征。

9/13 三叉戟D5的弹头母舱PBV使用的是固体燃料,虽然我国的陆基洲际导弹更常用液体燃料PBV,并且我国在液体燃料PBV方面技术积累更深,但也不排除巨浪-3会改用固体燃料的PBV。因为使用固体燃料的PBV,虽然其提供的速度增量和分导范围相对有限(使用液体燃料的PBV则具有多次点火的优势),但胜在体积小、重量轻、结构紧凑。以三叉戟D5为例,如果其采用液体燃料PBV,那8个W88核弹头的总投掷质量可能就达到了3吨,长期受困于潜射导弹射程不足的我军,估计也很难接受液体燃料PBV的设计方案。

10/13 虽然网上有不少消息称巨浪-3是在东风-41的基础上演变而来,但事实上由于巨浪-3立项时间更晚(甚至是在032潜艇下水之后),其固体火箭发动机要比东风-41更先进,而且两者直径也不同。而与巨浪-2相比,巨浪-3在装备降阻杆之余,也改用了自适应无尾罩布局设计,甚至还可能取消了主动空泡设计。这可能也表明,巨浪-3的点火是在发射管出口处的水中实现的,而非像巨浪-2那样出水后再点火。

11/13 据外媒报道,中国曾在2018年11月24日前后,以一艘032型常规弹道导弹潜艇作为实验平台,在渤海湾首次试射了一枚巨浪-3潜射弹道导弹,之后在今年6月又再次试射。据悉通过采用降阻杆等技术,巨浪-3导弹的射程比之前的巨浪-2改进型多出了约4000千米,达到了13000千米以上,可以同时搭载6枚分导式核弹头,能突破任何导弹拦截系统。

12/13 巨浪-3是中国首次应用展开式降阻杆技术的潜射弹道导弹,虽然目前可能尚处于测试阶段,但随着《胡振兴:为飞行器戴上“王冠”》等新闻的官曝,相信其入役的时间已经不远。巨浪-3入役一方面能使中国水下核反击力量具备在中国近海发射核导弹,就可以覆盖美欧全境的能力,另一方面其MLRV多弹头技术,也增强了我国核反击力量突破敌国反导系统的能力。那本期《出鞘》就到这里,我们下期再见。

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