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刺向苍穹—东风五号洲际导弹

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东风五号导弹是我国第一种具备洲际射程的弹道导弹,自服役以来是我国核打击力量的中坚。其衍生型东风五甲、东风五乙均面向新时期的作战要求进行改良,性能上有了明显提升。在可见的将来,创造多个“中国第一”的东风五系列还将继续承担核威慑任务。

东风5洲际弹道导弹是中国第一种真正意义上的洲际导弹,是威力最强大的中国武器。

核武器问世之后,投射手段日益受到重视。洲际弹道导弹拥有全球覆盖的打击能力,在某些方面较空中投射方式有明显优势,战后很快即成为军事大国所谋求的目标。1957年8月21日,前苏联第一型洲际弹道导弹R-7(北约代号SS-6,绰号Sapwood警棍)远程发射试验成功,并于1959年入役。紧随其后,美国第一型洲际弹道导弹SM-65(Atlas宇宙神)在1958年11月28日完成全程试验,同样在1959年入役。60年代我国掌握核武器技术之后,洲际弹道导弹也被提上了日程。1965年3月,负责规划两弹一星的中央专委决定研制洲际导弹,编号命名为“东风五号”(DF-5,后来北约代号CSS-4),并下达了主要战术技术指标,要求1971年首飞,1973年定型。根据当时的技术水平背景,东风五号的定位是一种发射井基,二级、液体推进的洲际弹道导弹。该弹由中国国防部五院(现航天一院,中国运载火箭技术研究院, China Academy of Launch Vehicle Technology, CALT)设计开发。

前苏联第一型洲际弹道导弹R-7

更早之前的东风4型导弹射程仅有4000公里,射程偏短不能覆盖美国本土。

1965年8月,一院副院长屠守锷主持进行了洲际导弹方案论证。火箭发动机的推进剂选用了偏二甲肼(UDMH, Dimethylhydrazine)作为燃料,四氧化二氮(N2O4, Nitrogen Tetroxide)作为氧化剂。发动机的基础是北京万源的YF-20B。 导弹第一级发动机称之为YF-21B,又名DaFY6-2发动机,由4台独立工作的YF-20B发动机通过机架并联组成,航向控制采用泵前摇摆方案(单机沿弹体切向摇摆,摆角±10度);第二级采用一台主发动机YF-22B和4台游动发动机YF-23B组成,YF-22B和YF-23B又称DaFY20-1和DaFY21-1发动机。从技术源头而言,YF-22B/DaFY20-1就是YF20B发动机的高空版。为了提高精度,导弹还采用了单组元无水肼弹头姿控发动机。制导系统选用平台-计算机方案,采用三轴稳定平台,静压气浮陀螺,先进弹载计算机(中国首台集成电路空间计算机)。液体推进剂的贮箱采用高强度铝铜合金(LD-10),减重30%,可以有效提高射程。其他的研发重点还包括碳/石英端头防热材料,高硅氧布斜缠热压成型工艺制造等。

1966年5月,东风五号开始总体方案的设计。到1969年6月14日,第一级发动机YF-21B试制成功。导弹的技术设计完成于1970年6月。此后导弹投入小批量生产并开始测试,总共生产01批次东风五6枚。

1971年3月,第一枚东风五号遥测弹各种试验和总装工作完成。根据《世界航天发展史》一书:同年9月10日,中国第一枚洲际导弹在酒泉发射场进行飞行试验,获得基本成功。上午11时,DF-5首发遥测弹发射,进行低弹道方案考核试验。导弹第一级情况正常,顺利分离。但由于计算机软件设计问题,未能适应低弹道,207秒时Ⅱ级发动机提前30秒关机,姿态控制系统出现短时间的振荡,导弹落点偏远565千米。未能模拟全程弹头再入过程,防热结构和引爆系统也没有得到考验。

东风五号最初选用的发动机以北京万源的YF-20B为基础。

随后10月份,一院总体设计部总结教训,针对可靠性和作战使用性能,对东风五号的总体方案提出了10项幅度较大的改动。此后3年时间,主要进行基本设计的改进工作, 但导弹的两次发射试验均未成功。

研发受挫之后,东风五号的试验工作暂时搁置,重点工作转向基本设计的修改。1973年10月,经周恩来批准,洲际导弹的研制、试验计划推迟。

谈到第一批次其他东风五导弹的去向,就不能不提起一个巧合。同样是研制国第一款洲际弹道导弹,东风五号和R-7、SM-65还有一个惊人的相似之处:都成功地衍生出了繁盛的商业火箭家族。苏俄的卫星、东方、联盟和闪电等火箭均以R-7为蓝本,而SM-65摇身一变成为著名的阿特拉斯火箭家族。东风五号则是与风暴一号和长征二/三/四号火箭密切相关。风暴一号运载火箭是1969年8月国家下达任务,由上海航天局负责研制的两级液体火箭,同样采用N2O4和UDMH推进剂, 结构与东风五相似,主要用来发射低轨道卫星。1972年8月首次进行遥测试验火箭发射,取得了基本成功。1975年7月发射了中国第一颗质量超过1吨的卫星。1977年7月用风暴一号进行了低弹道第一次飞行试验。而长征2号家族的初始型号则是从东风五号01批次改装过来的。1974年11月5日,01批3号弹被改为CZ-2火箭,用于发射返回式遥感卫星(FSW-0-0),该卫星重量达1800千克。因速率陀螺回路断线,导致控制系统失灵,火箭失稳自毁,因而将我国首款发射1吨以上卫星的火箭头衔拱手让给了风暴一号。此后我国在长征2号基础上继续开发长征二号丙(CZ-2C)等改进型号。正由于这个巧合,在后面对于保密的东风推测性能的过程中,风暴和长征家族将起到很大的参考作用。

俄罗斯闪空,该火箭在R-7洲际弹道导弹(8K71)基础上研制。

2006年4月20日,一枚“阿特拉斯-5”型运载火箭发射升空。
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