论文部分内容阅读
印度“烈火”5导弹发射出筒点火瞬间
2018年1月18日,印度宣称当天在其东北部海岸惠勒岛的昌迪普尔综合发射场成功进行了其首型“烈火”5洲际弹道导弹的发射试验,从而成为世界上第6个能研发洲际弹道导弹的国家。其在稍后的声明中甚至称,该导弹是“世界上同射程级别中最精准的战略弹道导弹。”这让外界在惊叹印度如此热衷于导弹武器的同时也对其吹嘘嗤之以鼻。那么,印度此次试射的“烈火”5是什么样的导弹?其性能又究竟如何?其远程导弹未来发展又是怎样的呢?
“烈火”5试验发射情况
崎岖发展的“烈火”导弹 “烈火”系列弹道导弹是印度制定的“一体化精确制导计划”的重要研发项目。印度国防研究与发展局(DRDO)最早从德国和法国引进航天技术发展了SLV-3运载火箭,在此基础上先以“烈火”TD来验证固体火箭发动机、惯性制导系统和战斗部的再入载具等技术。“烈火”-TD一级采用SLV-3的主体技术,第二级由于固体火箭发动机研制进度的缓慢,使用了部分“大地”导弹的技术,这样“烈火”-TD成为固液混合的弹道导弹。随着印度的固体火箭发动机研制成功,“烈火”-TD换装了固体第二级后,“烈火”2导弹定型,并在1999年4月首次试射成功。由于大部分技术都是拼接而成的,因此“烈火”2导弹的集成度不高,两级发动机间是开放式的杆系连接,大长径比的细长外形总体布局存在先天缺陷。为此,印度开始了全新布局设计的“烈火”3导弹发展,经过几次试验后,最终在2012年完成定型,此后印度加速了“烈火”5的研制工作。从外观看,“烈火”5与“烈火”3有着技术延续性,或者说前者就是在后者基礎上增加了第三级设计而成的,但由于总体设计和射程发生较大变化,而且采用了新型发射系统,“烈火”5的发展并不一帆风顺。
屡射蹉跎的“烈火”5 “烈火”系列后续的“烈火”5作为印度射程最远的弹道导弹长期处于测试状态。总的来看,该型号导弹目前已进行了5次试射。
第一次:首次工程试验。2012年4月19日8:05,印度从惠勒岛的第4号发射台上使用铁路机动发射车发射了1枚“烈火”5,导弹飞行20分钟后,第3级将弹头送入100千米高度大气层内,弹头击中距离发射点大约5000千米外的印度洋靶点。印度官员称误差只有数米。
第二次:全系统工程验证。2013年9月15日8:50,印度再次从惠勒岛的第4号发射台上使用铁路机动发射车发射了1枚“烈火”5导弹,导弹飞行20多分钟后,击中印度洋上的预定瞄准点,误差只有数米。
第三次:新型发射系统测试。2015年1月31日,印度从惠勒岛上使用搭载在泰托拉重型卡车底盘上的密封发射筒发射了1枚“烈火”5。印方称“接收到的雷达和所有网络系统测试数据正常”。这是“烈火”5首次以陆基车载方式发射。
第四次:全系统实战化验证。2016年12月26日1 1:05,印度再次从惠勒岛的第4号发射台上使用铁路机动发射车发射了1枚“烈火”5导弹,这是第二次使用密封发射筒发射,印官方宣称这是按照战略部队司令部要求进行的全系统实战化验证。有权审核印度核武库生产的印度战略部队司令部监察委员会规定,在“烈火”5导弹进入批量化生产之前必须起码进行2次实用化试验。第四次试射后印方没有在第一时间公布视频,后来给出的消息仅称,依据收集的雷达信息判定试射获得成功。
第五次:全系统定型试验。2018年1月18日,印度在惠勒岛的昌迪普尔综合发射场成功进行第五次“烈火”5的试射。导弹于当天上午9时53分从奥迪沙沿海惠勒岛上的公路机动发射筒发射,导弹沿抛物线轨道迅速升至超过600千米的高度,不到19分钟后,导弹在约4 900千米外下降并坠入印度洋。按照印度此前宣布的试验计划,此次试验意味着导弹测试工作全面结束,已经完成了型号定型,具备交付部队使用的条件。
“烈火”5的系统构成
“烈火”5导弹与先前的“烈火”3系统构成接近,但是在导弹和发射系统方面有了较大改进。
导弹 “烈火”5沿用了“烈火”3的铅笔头型布局设计,采用三级固体火箭推进。该型导弹弹体重约50吨,长17.5米,弹径约2米。由于是在“烈火”3基础上增加第三级发展起来的,因此总长度从15.5米延长到了17.5米。在2012年的试验中,“烈火”5导弹总飞行时长1130秒,其中第一级发动机工作时间90秒,这比一般的同级别固体燃料火箭发动机要长。总的来看,“烈火”5通过集成设计缩短了弹体总长,使得其外观看起来与两级的“烈火”3差别不大,很容易混淆。
弹头 “烈火”5导弹采用锥角较小的圆锥形弹头设计,弹头锥部分长度达到了5.5米。一般认为,从“烈火”3发展到“烈火”5后,弹头锥部分有约1.5~2米长部分舱段为火箭第三级,这才使其外观变化不大。而尽可能保持外观不变的主要原因可能与正在发展的标准发射筒或未未改进潜射方式有关。从弹头外形来看,再入壳体可能采用了新型碳基复合材料,尤其是头锥端头帽部分,标准的圆锥形弹头设计使其可以在再入过程中严格控制精度,也使得再入烧蚀情况更加严峻。
发射筒 “烈火”5导弹从2015年的发射试验开始就使用了车载发射筒发射,这种发射采用了冷弹射技术,即在发射筒底部设计有火药蓄压器,发射时点燃火药产生高压气体将导弹弹射出筒,然后在20~50米高度点火起飞。印度宣称,在发射50吨“烈火”5导弹的时候,发射筒内部需要承受300~400吨的压力,因此发射筒使用了马氏钢等特殊材料。从印度公布的有限发射筒照片来看,发射简直径约2.4米,长度约20米。与以前“裸弹”运载发射的“烈火”3相比,“烈火”5使用专门的密封发射筒,使导弹可以适应印度所处南亚次大陆从温湿的滨海环境到严寒干燥的高原气候。印度国防研究与发展局官员称:“由于该导弹在封装入发射筒之前已配备核弹头,这将大大减少实施报复性打击的响应时间或反应时间……输入经过授权的电子密码就能解锁并进行发射准备。” 发射车 印度透露“烈火”5导弹发射车为7轴拖车,30米长,总载重140吨,由3轴的沃尔沃卡车车头牵引。从外观看,该拖车实际与平板车类似,只是分为前后两部分,前半部分为4轴,后半部分为3轴,每轴左右各两轮,但所有轴均为简单的负重轴,无驱动和自主转向能力。为保持发射起竖后的平衡,发射车设计有平衡千斤项,中部4台,尾部2台。发射起竖系统位于拖车中后部,起竖托架采用两对液压起竖支撑臂,这在同类起竖系统中不太多见。发射车牵引采用了3轴动力车,长约10米,第一轴为主动力轴,承载驾驶室和电站,后两轴平板上载起竖液压控制装置。总体看,该发射车技术较为初级,与一般的工业用转载车技术相当,与现在通常采用的整体底盘发射车不在一个技术水平。特别是拖车的行走部分只具备承重功能,不具备独立或部分驱动和转向功能,加之整体非转向部分达到20米长,转弯半径估计20米以上,大大限制了“烈火”5的公路机动能力,加之整车重量较大,没有平衡系统,因此也基本不具备越野能力。
印度公布的“烈火”5发射筒图片,其拖车承重系统较为简陋
具备公路机动能力,但越野发射水平不高 虽然“烈火”5已连续3次采用公路机动发射车搭载新型发射筒发射,但是其仍采用了结构严重失衡的拖挂式发射车设计,还停留在工业级水平,仅满足于初步的公路机动,而军用的运输一起竖一发射车的技术难度颇高,印度此前并没有积累。采用民用卡车底盘发射需要液压千斤顶支撑,而且对发射场坪的强度要求高,只能在混凝土平整地面上进行。而目前世界各国弹道导弹的发射装置能在非预定地点发射,甚至在行进中发射,可快速定位、定向和方位瞄准,发射准备时间短。“烈火”5与这种全地形越野底盘发射车相比差距极为明显。“烈火”5加上发射筒及配套设备后重达80~90吨,更何况印度糟糕的公路、铁路建设。这种情况下,“烈火”5无法体现固体燃料导弹的高度机动性和发射准备时间短的优势。
弹头载荷较大,但再入能力待检验 “烈火”5的弹头载荷达到1.5吨,头锥部分长5米左右,无论是空间还是载荷都满足部署3颗分导式子弹头的需要,但其弹头再入能力受到外界质疑。弹道导弹高速再入大气层时,由于绝热压缩空气的阻力,飞行器表面的温度非常高。例如,美国“阿波罗”飞船再入时表面的最高温度达2740℃。洲际导弹再入时的温度甚至要高于此。“烈火”5的尖锥形弹头设计通常用于射程1000千米以内再入烧蚀不严重且精确度要求较高的导弹弹头,对于射程5000千米级的远程导弹,弹头要么采用钝头多级锥形,要么采用钝球头抗烧蚀外形,利用特殊外形或损失自身材料散发烧蚀热量,保证载荷内处于不高的温度环境,而印度这种尖锐锥形弹头只能依靠先进的耐热材料硬抗烧蚀,这对材料要求较高,而且无法提供射程进一步提高后的抗烧蚀要求。此外,由于印度目前只有1998年几次原子弹试验的数据,而利用计算机发展核武器需要实爆检验,在高速再入环境和抗烧蚀技术并不完备的情况下,载荷内核装置是否可靠只有依靠遥测数据检验。但据称印度没有一次完成全射程的有效遥测,外界甚至怀疑印度没办法进行全射程的有效控制,可见“烈火”5的弹头再入能力仍需进一步检验。
“烈火”5发射筒在厂房内起竖测试
“烈火”5弹头与第三级分离模拟图