DF-61洲际导弹
前段时间刚结束的9.3大阅兵上,公开了我国最新型的DF-61洲际导弹。让人非常出乎意料。按说这次公开的应该是东风51洲际导弹。但是却突然跳过了DF-51,公开了DF-61洲际导弹。DF-61洲际导弹看上去外观和东风41几乎没有什么变化。很多军迷大呼看不懂。那么这个DF-61洲际导弹是什么来头?DF-51洲际导弹又去了哪里?对于这些疑问,官方并没有详细的解释。我们能沿着技术逻辑进行分析推测。
DF41洲际导弹
首先DF-61洲际导弹的发射车和DF-41是一样的,而且DF-61的发射筒外观及尺寸和DF-41相比也没有太大的变化。我们知道我国在1996年已经停止了核试验,核弹头技术短时间不会有革命性的变化。技术改进主要集中在爆炸当量的调整和制导技术的改进。最多只是爆炸当量和命中精度的提高,或者弹头数量的调整。那么从DF-61这个编号来看,会有哪些技术突破需要给一个全新的编号呢?特别是还要跳过DF-51这个编号呢?
DF31洲际导弹
从已经公开的信息来看,DF-61可能在固体火箭发动机推进剂和发动机壳体材料方面有了比较大的改进。这里我们简单回顾一下我国洲际导弹固体火箭发动机燃料的技术发展情况。早在DF-31洲际导弹上我们还在使用HTPB推进剂。据哈尔滨出版社出版的《战争》一书的刊载。“东风31号(DF31)洲际地地战略导弹是中国研制的第二代洲际地地战略导弹。1995年5月29日试射成功。导弹全长13.4米,弹径2.2米,起飞重量17吨,采用三级固体燃料火箭发动机,公路机动发射和发射井发射,最大射程8000公里。可携带一枚700公斤的威力为100万吨TNT当量的热核弹头或3枚威力为9万吨TNT当量分导热核弹头,命中精度300-500米。”
美国“和平卫士”MX洲际导弹
我们知道我国的DF31洲际导弹使用的还是比较落后的HTPB推进剂。HTPB推进剂就是端羟基聚丁二烯推进剂。在DF31研制时期我国还没有研制成功更先进的NEPE推进剂。NEPE推进剂是西方发达国家在上个世纪七十年代研制的固体火箭发动机推进剂。于上个世纪八十年代装备于美国的和平卫士MX洲际导弹、三叉戟Ⅱ等洲际导弹发动机上。NEPE推进剂理论比冲达2685牛·秒/千克(274秒)。而HTPB推进剂的理论比冲是2579牛·秒/千克。当然实际应用时的实测比冲要比理论值更低一些。典型的NEPE类推进剂N15B的实测海平面比冲是252秒。
美国三叉戟ⅡD5潜射洲际导弹
NEPE推进剂中的主要含能材料是HMX也就是奥古托金。所谓含能材料是炸药、推进剂、发射药、云爆剂、起爆药、传爆药、烟火剂的统称。这些都是含有高能量的化学物质,所以统称为含能材料。奥古托金不仅可以作为推进剂,其本身也是炸药。其实大部分固体火箭燃料的主要成分都是各种炸药。只是加入了各种添加剂,控制了燃烧速度就变成了推进剂。基于NEPE类推进剂先进的性能,我国的科技工作者也展开了科研攻关。据中国科学家博物馆的文章《星河滚烫,追光而行!他为中国火箭插上“固体翅膀”》介绍。1991年6月17日,国防科工委正式批准成立有航天、兵器、北京理工大学以及中科院、化工部五个系统、多家单位参加的NEPE高能固体推进剂联合攻关组。
DF-31A洲际导弹
经过七年的不懈努力,1998年1月,国防科工委批复同意《NEPE高能推进剂全尺寸发动机先期技术演示验证任务书》。6月30日,先期技术演示验证试验发动机试车圆满成功。演示验证鉴定确认:推进剂的能量特征和燃速压强指数达到国际先进水平,使我国成为继美国之后掌握NEPE高性能推进剂的国家。这一技术可能被用在了我国DF-41和DF31A、DF31AG等型号洲际导弹上。DF-41洲际战略核导弹,速度25马赫 ,长16.5米,重60多吨。采用高性能惯性制导系统、信息化发射平台。最大射程约1.4万千米,攻击目标偏差小于100米,可以携带6到10枚分导式弹头。
DF-31AG洲际导弹
但是我国科技工作者的步伐并没停止前进。早已开始研制更先进的固体火箭发动机燃料。目前更先进的固体火箭发动机燃料已经从以奥古托金为主转向了CL-20为主。CL-20的能量密度比HMX高8%到10%,燃速是其2倍。我国先于美国在2016年左右实现CL-20的大批量工业化生产。其成本在一千元每公斤左右,只是比HMX略高而已。比美国的一千美元每公斤便宜多了。
高性能固体推进剂的发展技术路线
目前,我国已形成了多代高能固体推进剂体系,技术路线包括以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为黏合剂、硝酸酯为增塑剂、在含能添加剂中引入CL-20、HMX、在金属燃料中引入储氢材料AlH3等。这些技术路线使推进剂实测标准比冲从 255 s 提高至 265 s,进一步引入二硝酰胺铵(ADN)、铝锂合金等材料,比冲可超过 270 s。目前美弟的洲际弹道导弹固体火箭发动机燃料实际装备的还是NEPE类燃料。因为一些重要的新型号还没研制出来,比如‘哨兵’LGM-35A 洲际弹道导弹的研发又延期了,预计要到2030年才能装备。主要原因是去工业化严重,几十年都没有研制新的洲际弹道导弹,人才已经断档了。
诺斯罗普格鲁曼公司创新生产基地发生了大爆炸
今年四月份,负责研制哨兵洲际导弹的诺斯罗普格鲁曼下属创新系统公司还发生了巨大爆炸。该公司是美国大多数固体火箭发动机燃料的供应商,其产能占全美产能的90%。目前老旧的民兵III洲际导弹要延期服役到2050年。要知道这可是上个世纪70年代服役的老古董了。其实最初民兵III只打算服役十年左右的,实际的发动机设计寿命是25年,目前早就过期了。但退役计划多次延宕,此前的计划是要延期到2036年退役的,现在又要推迟到2050年了。其固体火箭发动机的可靠性已经有严重问题了。不得不隔段时间拿出来打一两发来检验可靠性,即便如此也非常艰难,因为维护和零部件供应都跟不上了。
碳纤维生产线
另外DF-61的主要技术改进可能还包括发动机壳体材料的升级换代。比如采用了更先进的碳纤维复合材料壳体,其中核心的材料是碳纤维。我国在2017到2018年左右已经批量生产了T800到T1000级别的碳纤维。到目前为止国外大批量生产的碳纤维最高级别也只是T1100级别的碳纤维,我国去年也将T1100碳纤维投入批量生产了。国外虽然也有发布更高级别的碳纤维,但都是实验室产品,没有真正投入大批量生产。更高等级的碳纤维可以让火箭发动机外壳获得更高的强度,可以大大减轻发动机壳体的重量。让洲际导弹的射程更远载荷更大。
DF-61洲际导弹
综上所述,从各方面的信息来分析,我国的DF-61洲际导弹比较大的可能性是采用了新的以CL-20为主的新型固体推进剂。同时发动机壳体材料也升级了更高性能的T1000级别的碳纤维复合材料。可以获得更远的射程和更大的有效载荷。估计可以携带10-12枚分导式核弹头。射程可能也会有所提高,估计会在15000-16000公里左右,只要在国内发射就可以覆盖全球任何地点。而消失的DF-51估计还是采用NEPE燃料,其性能相比DF-61落后比较多,所以有可能已经下马或者改做其他用途了。
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