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中國新版“鎮國神器”巨浪-3可能會長什么樣?

2019年10月25日來源:中國冶金裝備網閱讀數:分享到:

在今年國慶閱兵式上,由12輛受閱導彈車組成的巨浪-2導彈方隊震撼亮相,這也是我國第二代潛射彈道導彈巨浪-2的首次對外曝光。就在巨浪-2露面后不久,中國運載火箭技術研究院新聞中心在10月12日刊發了一篇《胡振興:為飛行器戴上“王冠”》的報道,疑似透露我國第三代潛射彈道導彈巨浪-3的研制情況。那這篇報道透露了什么,巨浪-3又會用上哪些新技術

研制潛射導彈最大的難點之一,在于處理導彈在海水和大氣兩種不同介質中的阻力的問題,因為應對海水阻力最理想的整流罩造型是卵形,而應對空氣阻力最理想的整流罩造型卻是尖拱形。一般潛射導彈會在這兩者之間擇其一,例如我國的第一代潛射導彈巨浪-1就采用了尖拱形整流罩。而到了巨浪-2時,則創新性地采用了雙頭罩設計,實現了在水下和空中兩種介質環境下的最佳外形。

雖然采用雙頭罩設計可以同時降低海水阻力和空氣阻力,但這種設計也有其缺點。因為巨浪-2導彈出水點火后,位于最外部的卵形整流罩會先被拋掉,然后在內的尖拱形整流罩漏出,導彈開始在大氣中飛行。這種設計導致導彈在出水點火后,增加了一個低空拋掉整流罩的動作,會增加發射過程復雜性,同時也不利于導彈在結構上的簡化。因此有不少潛射導彈更喜歡采用降阻桿的設計。

美國最早于上世紀70年代首次在三叉戟C4潛射彈道導彈上引入降阻桿。根據有關資料,三叉戟C4上的降阻桿共分為6節,處于收縮狀態時一般長約35厘米,可納入整流罩中,完全展開后則長達約1.2米。三叉戟C4潛射導彈的降阻桿于1978年開始產品可靠性試驗,一年后裝備著降阻桿的三叉戟C4開始正式在美國海軍服役,而沿用其降阻桿設計的三叉戟D5則于1990年入役。

在火箭院《胡振興:為飛行器戴上“王冠”》的報道中,火箭院總體設計部3室設計師胡振興負責的就是某高速飛行器“頭頂”減阻裝置的研制,該減阻裝置在試驗中曾出現“各節間隙有些大,展開后有點兒晃,動頻率不滿足要求”的問題,從文中可以看出,該減阻裝置分為數節,并可以“展開”,以助飛行器應對空氣阻力。據此不難推測,其描述的就是我國新一代潛射導彈的降阻桿。

一般來說,降阻桿的主要作用就跟其名字一樣,是幫助采用卵型整流罩的潛射導彈來降低空氣阻力的。因為它能在激波與整流罩之間形成分離區,相當于增加了導彈的有效長細比,將弓形激波轉化為斜激波,從而降低阻力。根據美國人的測算,降阻桿設計使得三叉戟D5導彈在主動段的高超聲速飛行中,最大阻力降低約52%,也就是從18噸減到9噸,間接使得其射程延長了近500公里。

不過也并非所有采用卵形整流罩的潛射導彈都會采用降阻桿,例如東北亞某國的北極星-3就沒有采用。這一方面可能與他們在降阻桿技術方面的不成熟有關,因為即使我國也要耗費10年光陰才搞成,另一方面可能也跟他們更看重潛射導彈的水下減阻和出水穩定有關(因為還采用了類似巨浪-2的主動空泡技術),而射程和空氣阻力則被放在了次要位置,所以才沒有搞降阻桿的設計。

當然三叉戟D5導彈使用降阻桿,也有其被迫的成分在。因為該型號與三叉戟C4使用的是一種發射筒,設計長度一開始就受限,因此第三級被做成了彈頭環繞發動機和彈頭母艙PBV的形式,這造成三叉戟D5頂部非常“平”,難以選擇尖拱形整流罩,因此只能采用降阻桿,以降低卵形整流罩所造成的空氣阻力。換句話說,用降阻桿也可被視為是潛射導彈采用彈頭環繞布置的對應特征。

三叉戟D5的彈頭母艙PBV使用的是固體燃料,雖然我國的陸基洲際導彈更常用液體燃料PBV,并且我國在液體燃料PBV方面技術積累更深,但也不排除巨浪-3會改用固體燃料的PBV。因為使用固體燃料的PBV,雖然其提供的速度增量和分導范圍相對有限(使用液體燃料的PBV則具有多次點火的優勢),但勝在體積小、重量輕、結構緊湊。以三叉戟D5為例,如果其采用液體燃料PBV,那8個W88核彈頭的總投擲質量可能就達到了3噸,長期受困于潛射導彈射程不足的我軍,估計也很難接受液體燃料PBV的設計方案。

雖然網上有不少消息稱巨浪-3是在東風-41的基礎上演變而來,但事實上由于巨浪-3立項時間更晚(甚至是在032潛艇下水之后),其固體火箭發動機要比東風-41更先進,而且兩者直徑也不同。而與巨浪-2相比,巨浪-3在裝備降阻桿之余,也改用了自適應無尾罩布局設計,甚至還可能取消了主動空泡設計。這可能也表明,巨浪-3的點火是在發射管出口處的水中實現的,而非像巨浪-2那樣出水后再點火。

據外媒報道,中國曾在2018年11月24日前后,以一艘032型常規彈道導彈潛艇作為實驗平臺,在渤海灣首次試射了一枚巨浪-3潛射彈道導彈,之后在今年6月又再次試射。據悉通過采用降阻桿等技術,巨浪-3導彈的射程比之前的巨浪-2改進型多出了約4000千米,達到了13000千米以上,可以同時搭載6枚分導式核彈頭,能突破任何導彈攔截系統。

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