又是推送的标签话题#中国洲际导弹的实力究竟如何#。本来是微头条内容的,但为了回顾、纪念和展望,咱们详细说说,还是知其然知其所以然为好。
如果要谈中国洲际导弹实力,若只是泛泛地说“射程一万五千公里、全球覆盖”,那只不过是表层宣传甚至是很多初级军迷的臆想而已。真正要剖析,我们就得分三个层面来看:武器本身、兵力部署与生存力、以及战略与产业链的支撑。只有把这三者合在一起,才能回答这个问题:今天的中国洲际导弹,究竟到了什么高度——不过这就成论文了,咱们就说几个小的方面,当聊闲天吧。
首先,我们得很坦然的认识到,当年我们的弹道弹道技术当初的起点其实并不高,从东风-1到东风-2本质上都是模仿前苏联的产品的拙略仿制品,远远没有人家当年的原装货性能好。而且,我们当年搞弹道导弹的原因也很意外——新中国当年百废待兴,航空技术、制造业基础很差根本造不出符合当年时代标准的轰炸机,而采用了一个捷径,研发“一次性使用”的弹道导弹。但没成想竟然在这条看似简单却实则复杂的路上走出了中国特色。
早期的东风系列包括液体燃料的DF-4、DF-5等,结构庞大、维护复杂、发射准备时间长,但也正是这些“笨重的”设计,给了我们早期核威慑的物理基础。那是资源受限下的务实之举,带着强烈的“补短板”性质。
进入冷战后期与后冷战时代,世界导弹技术发生了两次重大范式转移:一是固体推进的成熟带来快速机动发射的可能;二是分导与多弹头(MIRV)与末段机动技术的发展,使得单枚导弹的战术价值跃升。
中国在这两个方向上的追赶并非一蹴而就,而是分阶段、分领域同步推进:从推进剂配方到制导传感器,从轻质高强材料到复合热防护层,每一项工艺的进步都需要多学科长期积累。
例如,我们完全自主研发的固体火箭发动机系统,W君就是这个专业的,所以我们可以先说一下。很多人理解固体火箭发动机的时候往往都会觉得是一个药柱燃烧提供燃气动力。但是这个事情的理解就很粗略了。
就像我们说汽油标号一样,通常汽油标号(辛烷值)是由异辛烷(抗爆震能力極強,辛烷值為100)和正庚烷(易爆震,辛烷值為0)的混合比例來表示。一桶汽油的抗爆震性能等同于测试混合物的比例——例如92号汽油相当于92%异辛烷混合8%正庚烷的抗爆震性。
而很多人就会武断的理解98号汽油优于95号汽油也优于92号汽油。单看标号看性能其实并不准,如果这种东西真做的数的话,汽车的油箱里面就早灌甲苯做燃料了,毕竟,甲苯的辛烷值是120!
为什么我们不用甲苯做燃料?提供更好的性能之余还便宜,今天进口甲苯的价格才5400元/吨,而今天天津加一升95号汽油要7.51元人民币,折合9387.5元/吨。更何况甲苯本身比汽油燃烧值更高一些。不用这么便宜的燃料是由综合性能决定的,别单独的看一个两个数值的优劣。
说回固体火箭发动机的研发,理论上看图谁都会看:
关键部分药柱(Grain)的设计则包括了材料设计和形状设计两个大的部分。
但是问题点在于试验是试验、实操是实操,固体燃料的一个很大特性是我们并没有办法使用单一几何放大的方式来复制实验室经验。例如我们做一枚小的实验室药柱,这个药柱可以在3秒内完全燃烧,但是如果我们做一个同样材料结构放大的药柱让它能燃烧3分钟,这时候就不得不考虑燃烧加热的问题,有可能只烧了一分半,整个药柱就被燃烧室内的高温加热到燃点,这时候我们面临的就不是端面燃烧了,而是药柱爆炸这就从试验转变成事故了。
同时,随着几何尺寸的增大,原来在实验室中不构成问题的任何微小的不均匀都会在长时间燃烧或者高热高压条件下放大成为致命故障。这就要求真正使用的药柱材料在抗裂、抗高温、提高稳定性的方向上要做出成分改进,改进后的性能其实就和实验室的性能不同了,在这里就需要反复迭代和均衡;整体测试成功后到生产环节这东西到底能不能依靠我们的技术批量生产出来,这又是一轮从头到尾的迭代过程。
最终,固体火箭发动机的推进剂配方要兼顾能量密度与抗裂性,颗粒的粒径分布影响燃烧均匀性,粘结剂的流变性决定灌装阶段的完整性。把这些因素控制到作战级别,意味着需要严格的质量控制、恒温恒湿的生产线和成熟的无损检测手段……这些就不仅仅是单一的科研试验可以解决的问题了。
再看推力曲线的设计逻辑:固体发动机不像液体发动机能用阀门实时调节流量,它的推力时间历史由燃面面积如何随燃烧演化决定。工程上通过改变药柱的横截形状(例如空心、星形、分段组合等),来人为“编排”燃面增长或衰减,从而实现起飞阶段高推力、爬升段平稳推进、或中段点火策略的复合需求。这看似“几何学的小技巧”,实则涵盖流体燃烧学、热传导与结构稳定性等多重约束;药柱的选择不只是满足推力曲线,更须与结构应力、热胀冷缩和再入体的耐热设计联合考虑。
不过万幸的是,经过半个多世纪的研制、积累、迭代和发展,现在我们可以说中国有世界上最好的固体火箭发动机技术。
这句话不是虚荣,W君绝对不会像很多无脑自媒体一样吹牛逼,而是尽量会在工程的基础上告诉大家一些无伤大雅的信息。固体发动机的优劣,不是“哪个配方更猛”这种厨房里面炒火箭的逻辑,而是“在百秒量级稳定燃烧里,推力曲线是否如设计书要求那样演化;在全寿命期内,推进剂是否不发生脆化与脱粘;在极端温度贮存后,点火压力峰值是否仍处在可控窗口”。真正难的是“稳定性”“重复性”“可批产性”。这三件事中国在过去三十年里扎下了根:推进剂配方与颗粒度分布实现了工艺窗口的可控,壳体复材缠绕与热防护层达到了工程化标准,药柱几何的多型谱“编排”可以对不同任务剖面快速适配。工程界看的是“过程能力指数”和“批量良率”,不是单次的“漂亮试射”。
去年我们射了一枚东风-31AG,有人问过这货比美国的民兵怎么样?当时很多自媒体都在吹,所以W君就没参合这件事。现在风头过去了,咱们可以说说了。用民兵导弹和东风-31AG来比较,本身就是对东风-31AG的侮辱!哪怕脑子里有这个比较的念头也是对中国军工的侮辱。这两种东西不是一个等级的产品!
理由很简单,民兵是固定井基导弹,美国的核战略依赖“数量压倒性+三位一体”保障,其任务是和俄国战略力量对峙,不在乎单枚导弹能否机动生存。说个最简单易懂的区别,民兵III导弹从进入战备执勤开始就会稳稳的放入环境指标极其稳定的发射井中蓄势待发。
发射井是永久工事:恒温恒湿、抗震抗冲击,外加完整的电源、通信和安全维护系统。导弹一旦进入执勤,就像被“温室”里,几十年不动。
而我们的东风-31AG是要拉出来跑的,虽然从掩体到发射场的路是规划过的,但也不是像阅兵时长安街上那么高等级的公路。坑坑洼洼在所难免。这样的路,你别说是拉一枚42吨的导弹,就是拉一根10吨重的水泥电线杆子,你都不能确保这跟电线杆子开过几公里不会裂掉。
我们的要求是拉到发射场,起竖-发射。别的W君不提,就我们导弹上的固体火箭发动机来说,敢说第二,世界上也就真没人能说第一了。可以想象一下:几十公里的野外行驶、反复的湿热与低温循环、车载振动、是否有防潮封装、推进剂在这种循环下的力学响应、连接件的松动与密封的老化——这些都不是去年文宣图里能反映的细节。
这是民兵3从库房向发射场运输过程中的运输车,对比一下,体会体会其中的差别。
当然了,导弹不仅仅是一个固体火箭发动机或者液体火箭发动机就决定性能的。但问题是,其他部分我们依然不差啊。
制导和弹道设计的部分其实前两天刚说过,
不过这篇文章基本上不是粉丝看不到,所以,这里就简单的说一下:
洲际弹道导弹制导现在的基本原则是把之前的大概率的“到达”变成精准的“命中”。
制导并不是把弹道“画”对那么简单,真正的问题在于如何在极端环境和敌方主动干扰下,把弹头的误差持续压缩并在末段完成修正。
惯性测量单元(IMU)仍然是制导系统的基石,但单靠IMU无法解决航时累积误差的问题;现代可用解法是多源融合和层级冗余——GNSS(卫星)为精修正提供便利,但必须假定它会被敌方压制;星光导航、天体导航、地形匹配和末段光学/雷达识别等作为备份,是把“无外部信号时也能打中”的工程手段。关键不在于某一项传感器多厉害,而在于系统在传感器部分受损或失效时的自适应修正能力,以及这些能力在硬件与软件上的工程实现。你要的是在复杂电磁环境中仍有可验证的命中概率,而不是论文里的最优值。
不过,我国弹道导弹现在吃到的红利恰恰就在IMU上。原因在于技术的发展。传统的依靠惯性制导的陀螺仪主要的依据原理叫做“角动量守恒”。
一个高速旋转的转子,导弹在飞行中一旦姿态有变化,转子与壳体之间的相对运动就能被检测出来,从而测出角速度。虽然经过了快100年发展,这个玩意达到了极致,但其本质导致了很明显的缺点——有机械摩擦,存在寿命和漂移;体积大,抗振性差,维护麻烦。对于长期贮存、机动颠簸和高过载环境来说,可靠性有限。
现在的红利就在于已经研究出了利用萨格纳克效应激光陀螺仪和光纤陀螺仪。
所谓的“萨格纳克效应”是指光在封闭环形路径中传播,顺时针和逆时针的光程会因为旋转而产生微小差异。
通过干涉测量,就能把角速度读出来。
这种陀螺仪的优点是没有机械转子不会存在摩擦等陀螺失真等问题,可靠性和寿命大幅提升,灵敏度高,抗振性好。但要求高精度制造,且封装复杂——不过,对于制造狂魔这样的我们其实还真不叫事。
对比其他国家,类似于民兵III还是在用这玩意:
美国想改吗?当然想,但是改这一点够吗?远远不够!至于大俄,不提也罢是吧?
至于美国下一代陆基战略导弹——LGM-35“哨兵”,本来是要在2020年代中后期接替民兵III,作为未来几十年的战略支柱。但现实情况是,这个项目从立项开始就伴随着预算超支、工期拖延和产业链断档。北方诺斯罗普主导的研制虽然在台面上不断释放“阶段性成果”,例如发动机测试、数字模型匹配,但关键的整弹飞行试验一再推后,部署时间节点更是模糊不清。换句话说,它还停留在“计划里”的状态,离真正能取代民兵III形成稳定战备,至少还隔着十年以上的周期。
更要命的是,哨兵并不是简单的导弹更替,而是一整套涉及数百个发射井、指挥控制系统和后勤保障设施的“大改造”。任何一个环节出问题,都会导致整体延宕。美国审计总署的报告直言,哨兵项目已经陷入成本与进度的恶性循环,预计总开支将突破千亿美元,而空军又不得不为民兵III延寿,确保在2030年代前不会出现“核空窗”。在这种情况下,说它“遥遥无期”,并不是夸张的修辞,而是对当前现实的精准描述:至少在未来一二十年里,美国都要靠半个世纪前的民兵III硬撑,而不是靠着哨兵。
反观我们,其实又不一小心走了一条正确的路子,当年两强在冷战驱动下大规模挖井盖坑、建造永久发射井,确实是一种“规模与工事”型的战略选择:把核力量固化在坚固的基建里,用数量和防护来换取生存。但对我们而言,早期的那些井位在第一击场景下并不安全——几枚甚至几十枚的固定井在情报与精确打击面前非常脆弱。由此而生的选择是:不要把所有筹码都放在“井”里,而把导弹做成能动起来的“存在”。推进车载固体化、道路/铁路机动发射,实际上是把生存性从被动的基建依赖,转向主动的空间与时间不确定性——对手在对标时不仅要处理更多目标,还要面对情报搜寻与实时打击的巨大成本上升。
进一步来看,这条路子还有一个深远的系统性优势:当导弹体系本身趋于机动化与模块化时,外围的固定资产需求被大幅压缩,战略部署的柔性和恢复力随之增强。我们不再需要为每枚导弹配套庞大的井位工程与长期维护链条,而是用更灵活的后勤、分散的基地和冗余的指挥链来换取整体的韧性——这既降低了单点被歼的风险,也把对手的计算复杂度提高到不可承受的程度。当然,机动化带来新的考验:通信、态势感知与野战保障必须跟上,但这正是我们近年同步推进的方向。总体上看,这种策略从战术层面到战略层面都是一次“以小博大”的制度性选择,也是中国当前导弹部署逻辑的核心要义。
不过前面说的这些其实只是我们洲际弹道导弹的两个小方面而已。其实如果挨个写,得搞出几万字的态势分析论文了,最近我们的“车—弹转移对准”、“在动对准”、“隔振与基准基线优化”、“星敏传感器”、“黑障前更新”、“末段热—结构—控一体化”等……都有显著的进步,不过这些东西大多都和之前的固体火箭技术和导航技术类似,就是基础材料设计和传感器升级的路数,所以咱们今天就说两个就得了,也没太大必要多说太多。
所以嘛,窥一斑而见全豹。可以负责的说,咱们的洲际弹道导弹目前只有一块短板,其他基本上都是世界一流了。但这块短板并不是技术问题而是策略问题。
1964年10月16日美国东部时间13:10分,美国时任总统林登·B·约翰逊对我们成功的实验了第一枚原子弹爆炸装置发表声明,声明中称:
This explosion comes as no surprise to the United States Government. It has been fully taken into account in planning our own defense program and our own nuclear capability. Its military significance should not be overestimated. Many years and great efforts separate the testing of a first nuclear device from having a stockpile of reliable weapons with effective delivery systems.
翻译过来就是“这次爆炸对美国政府来说并不意外。我们在制定自己的防御计划和核能力时,已经充分将其考虑在内。它的军事意义不应被高估。从试验第一枚核装置到拥有一批可靠的武器并配备有效的投送系统,还隔着许多年和大量的努力。”
这句话当时被翻译为美国总统嘲讽我们有弹但没有枪。现在我们枪真的很好很棒了,但回头一看弹似乎有那么一点少——这就是我们洲际弹道导弹的唯一短板!
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