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文/张雪松
卧薪尝胆的“巨浪一号”
核武器是大国安全和国际战略平衡的基石。中国不首先使用核武器的核政策固然降低了被核大国借机讹诈的 战略风险,赢得了很多爱好和平国家的欢迎,但也意味着自己的核力量必须具备足够的生存能力和有效的打击能力,可以做到后发制人。
无论是冷战时期美苏两强的核讹诈,还是目前美国对核打击中国核力量的野心,都迫使中国必须改变陆基导弹核武器一条腿走路的局面,大力发展海基核力量,做到海陆“二位一体”的布局,增强中国的核反击能力,巨浪系列潜射弹道导弹,就是中国发展海基核力量的产物。如果从1965年开始论证研制“巨浪一号”导弹开始,到现在已经过了将近半个世纪的时光,经历了重重磨难,中国的导弹核潜艇作战体系已经具备了可靠的水下二次反击能力,承担起战略值班的重任。
基于国内薄弱的固体弹道导弹基础,中国最初计划研制一种射程数百千米的单级固体潜射弹道导弹,但综合实际威胁等因素,最终调整为二级固体弹道导弹。1967年3月,国防科委正式下达了研制中程二级潜射固体弹道导弹的研制任务,导弹最初命名“巨龙一号”,后正式命名为“巨浪一号”导弹。
“巨浪一号”导弹的研制,需要直接跨越单级近程固体弹道导弹阶段,直接研制二级中程导弹,面临起点髙、难度大,既没有预先要求也无法得到任何国外技术援助与交流等诸多困难。面对这样艰巨的任务,七机部四院1965年刚刚组建的固体导弹总体设计部毅然开始了潜射固体弹道导弹的总体设计工作,总设计师为“两弹一星”元勋黄纬禄。“巨浪一号”潜射固体弹道导弹的方案论证中,要面对导弹外形尺寸严格限制的问题,无论是导弹核弹头还是弹载仪器都要求轻型化尤其是小型化,1967年10月海军最终确定了导弹核潜艇和潜射导弹的总体方案和战术指标。对于一种潜射固体弹道导弹的研制,总体设计确定后,分系统技术的难题就要提上日程,而潜射导弹技术上最关键的难点还是导弹的固体火箭发动机技术和水下发射技术。
虽然中国已经研制并发射了“东风 一号”和“东风二号”弹道导弹,但它们都是使用液体推进剂的导弹,不仅存在导弹体积大、维护复杂的问题,而且发射准备时间长,而固体弹道导弹体积小反应速度快,中国从一开始就确定研 制潜射固体弹道导弹。从零星信息得到美国研制“北极星”潜射固体弹道导弹的消息,也为中国研制“巨浪一号”导弹指明了方向。固体火箭发动机的一个大问题在于燃烧温度高,壳体尤其是喷管要面临3000°C左右的高温,加上固体推进剂的燃烧不稳定现象,对最初连试车台都没有的中国科技人员来说,研制大型固体火箭发动机的难度是可想而知的。
幸运的是,中国在仿制苏联C-75/SA-2防空导弹的过程中,通过“红旗一号”防空导弹固体助推器的研制,初步 了解了固体火箭发动机的设计和研制。“红旗一号”防空导弹助推器的固体火箭发动机编号为FG-01,意为发(动机)固(体)01号,它堪称中国固体火箭发动机的开山鼻祖。
FG-01发动机仿制负责人之一的邢球痕,正是日后中国固体火前发动机的奠基人之一。1961年,在钱学森的建议下,固体研究院即第四研究院正式成立,为中国固体弹道导弹的发展奠定了基础,成功完成“红旗一号”导弹固体 助推器的试验后,中国固体火箭发动机演职人员再接再厉,在极端艰苦的条件下土法上马,先后攻关完成了FG-02、FG-03和FG-04发动机的研制,1979 年FG-05二级固体发动机也连续试车成功,奠定了“巨浪一号”导弹的基础。1980年,导弹综合实验中还发现和解决了第一级发动机喷管抖动的问题,为 “巨浪一号”导弹的成功消除了隐患。
突破水下发射技术
如果说固体发动机还能因陋就简的话,水下发射技术的困难就更多了,而且更无法得到外界技术和经验的支援。海上发射环境和条件十分恶劣,美国苏联等国家为了攻克水下发射技术,都耗费巨资建立了大型陆上水池进行发射模拟试验,美国还妍制了海上试验舰和水下发射试验平台,美苏法还都曾使用试验潜艇进行发射验证。通过大量的发射试验,它们积累了大呈的水下环境和出水瞬间的数据,也试验了导弹发射筒技术,最终突破掌握了水下发射技术。不过对中国来说,要在国家财力极为薄弱的条件下掌握水下发射技术,研制道路上亦步亦趋的代价是难以承受的。面对这种现实,以黄纬禄为首的研制人员们从中国国情出发,开创性的提出了“台、筒、艇”三步发射试验程序,即遥测弹在进行陆上发射台、陆上发射筒 发射试验后,直接上潜艇进行水下发射,不过为了稳妥起见,遥测弹将首 先使用031型试验潜艇进行发射,最 后才使用导弹核潜艇进行水下发射。通过独创的发射试验程序,“巨浪一号” 导弹的研制过程中避开了修建耗资巨大的试验水池的问题,为国家节省了上亿开支。
水池不建了,但导弹的水下试验仍然要做,黄纬禄和同事们认真研究后,提出一个大胆的方案:在南京长江大桥上做弹体落水实验。1970年的导弹落水冲击试验中,得到了不同姿态下的弹体载荷和入水深度,为后续试验潜艇进行水下全尺寸模型弹的弹射实验做好 了准备,随后几年里使用试验潜艇进行了多次模型弹弹射和发射试验成功。1977年经中央军委批准,“巨浪一号”潜射导弹成为当时的国家三项重点任务之一(另外两项是试验通信卫星和东风五号远程导弹)。
经过数次成功的陆台和陆筒发射试验后,1982年10月1日新华社发表公告,中国将于10月7日到26日向北纬28 度13分、东经123度53分为中心,半径35海里的圆形海域范围内的公海上发射运载火箭。10月7日首枚“巨浪一号” 导弹的发射正常,但点火后不久导弹失控反转在空中自毁,经过仔细检查,10月12日第二枚导弹的发射试验获得成功,使中国成为世界上第五个掌握水下发射弹道导弹技术的国家,是中国水下战略核力量即将建立的标志。中国即将成为世界上第五个具备水下反击力量的核大国,这是任何潜在敌人都不得不认真考虑的事实。
不过1982年的试验毕竟是从031型试验常规潜艇上进行的发射,而实际使用“巨浪一号”导弹的是导弹核潜艇。1982年的试验成功后,导弹核潜艇开始进行最后的“艇弹合一”发射试验。导弹核潜艇首先仍然使用模型弹进行水下发射,接连成功后开始发射遥测弹,但1985年“巨浪一号”的遥 测弹连续发射失败,导弹不是翻滚自毁就是出水后爆炸。经过3年的卧薪尝胆,1988年9月15日和9月27日,“巨浪一号”导弹两次水下发射试验都获得圆满成功,完成了中国第一种潜射弹道导弹的定型试验。此时距离国防科委要求研制潜射弹道导弹已经过去20多年了,真可谓二十年磨一剑!
从挫折中奋起的“巨浪二号”
20世纪60年代“巨浪一号”导弹的研制刚刚开始,中国就开始考虑论证它的下一代导弹。其实这并不奇怪,“巨浪一号”导弹的射程仅有2000千米,虽然世界各国研制的第一代潜射导弹大多在这个射程范围,但当时。苏等强国在研制装备第一代潜射弹导弹之后,很快就研制装备了射程更远的第二代潜射弹道导弹,到了上世 纪80年代,美苏的第三代潜射弹道导弹也等上历史舞台,射程更远,可以更灵活更精确的打击更大范围的目标。另一方面,由于地理位置的原因,“巨浪一号”导弹只能威胁到苏联的远东地区,对苏联其它部分更不要说美国鞭长莫及,相比可以在北极附近水域 活动的美苏导弹核潜艇,中国的水下核力量要具备一样的威慑能力,对潜射弹道导弹的射程要求更高。
进入20世纪70年代,随着“巨浪一号”导弹研制的顺利进行。下一代潜射导弹的研制也正式提上日程。1976年,中央军委就批准了“巨浪二号”潜射导 弹的研制任务,但研制单位对于导弹的财程等关键指标却一直举棋不定,如果 按照美苏法的发展路线图,应该进一步发展射程较远的中程导弹,一步步过渡 到远程导弹,如美国在“北极星”A1导 弹后进一步研制了增程的“北极星”A2 和A3导弹,其中北极星A3导弹射程提髙到4600千米而且具备了多弹头攻 击能力。不过对于中国而言,显然没有那么充裕的资源,也没有先进的技术来升级核潜,无法将“巨浪一号”导弹改进到“北极星”A3导弹的水平。根据中国的实际情况,最稳妥也是最省钱的方案,还是研制一种陆海通用的体积质量更大的导弹。
1982年,二院四部开始进行新一代潜射导弹的总体方案分析,与此同时,中国同时还开展了陆基机动型固 体远程弹道导弹的总体方案论证。中国新型固体发动机研制开展得更早,1979年第二代大型固体发动机的预 先研制正式展开,1983年四院的两米直径大型固体发动机FG-06和FG-07先后完成地面热试车,并获得圆满成 功。固体发动机技术的重大突破,为中国第二代固体战略导弹的立项奠定了坚实的技术基础。二院经过几年的论 证分析,排除了继续使用“巨浪一号”导弹1.4米直径固体发动机的方案,最终确定了研制三级远程导弹的方案, 初步决定第一级和第二级使用两米直 径发动机,第二级使用一米直径发动机的基本设计,并提出“陆海兼顾,技术通用”的总体方案。1986年“巨浪二号”导弹启动预研工作,不过根据当年 调整的分工,二院负责“巨浪一号”的研制定型和“东风”-21号导弹的增程,“巨浪二号”和“东风-31号导弹的研 制工作转交给一院。
“巨浪二号”的预研工作于1986年启动,正式研制工作于1990年展开。基于陆海兼顾的设计原则,“巨浪二号”和“东风”-31号”有很大的相似之处,而陆基的“东风”-31号导弹研制难度较低,中国核力量对它的需求也更迫切,研制的优先级也更高一些。新型大型固体三级弹道导弹的研制难度狼高,经过十几年的艰苦努力,1999年8月2日,“东风”-31号导弹才首次发射成功。“东风”-31号试射成功后,同年“巨浪 二号”潜射远程固体弹道导弹正式立项研制。
“巨浪二号”导弹正式立项虽然很晚,但经过20世纪90年代总体设计的反复斟酌和筛选,以及“东风”-31号导弹对一二级大型固体发动机的验证,它的研制最初还是比较顺利的,进入21世纪以后,“巨浪二号”导弹很快顺利进行了陆上发射试验,考核了导弹发动机的性能和表现。根据2004年1月《中国航天报》对侯晓总师的报道,2003年8月,“巨浪二号”导弹首飞试 验成功,这应该是一次陆上发射台的发射试验,而根据文末“前不久,一项飞行试验成功”的报道判断,2003年 末“巨浪二号”导弹很可能又进行了一次成功发射。
“巨浪二号”导弹第一阶段的基础 飞行试验相对顺利,而后期飞行试验却由于水下发射技术问题屡遭波折, 水下发射技术成了“巨浪二号”研制的主要障碍之一。“巨浪二号”水下发射 遭遇重重困难,其实并不意外,潜射导弹从二院转移到一院的结果,也让“巨 浪一号”导弹的水下发射研制经验几 乎付之东流。不过即使二院继续研制 “巨浪二号”导弹,效果恐怕也不会多好。“巨浪二号”导弹直径达到了两米,而且为了兼顾水下水动和空中气动,使用了类似苏联SS-N-20的双头罩设计,钝头的“巨浪二号”和尖头的“巨 浪一号”水下特征有巨大的区别,而中 国在“巨浪一号”研制时使用“台、筒、艇”的独创程序,虽然节约了研制试验费用,但也导致中国缺少必要的试验设施,对潜射导弹复杂的水动力环境不甚了解,也对导弹水下发射技术掌握不充分,加上双头罩设计的复杂性,出现问题实属正常。
水动力环境,无论是水下运动还是出水时的冲击,即使有充分的数据也很难完全用计算机模拟代替,即使是按部就班做了大量试验的美国,在“三叉戟”D5大型潜射弹 道导弹试验时期都遇到出水溃灭压力过大的问题,中国的“巨浪二号”导弹 一方面从2000千米射程一步跨越到 8000千米,导弹本身跨度极大,另一方面缺乏水下试验数据和模拟能力,开始实际的水下发射试验后,自然问题多多,连续的失败曾对航天科技一院造成了极大的压力。
根据中国军网等官方媒体对“水下发射试验先锋艇”的报道,1999年10 月中央军委赋予031型200号潜艇实验 发射某新型导弹也就是“巨浪二号”导弹的试验发射任务,车永哲受命出任 艇长,那时的200号潜艇不仅老旧已经历经了4次改装,而且早已封存多年,连艇员也是自7个不同的单位抽调组成的,而且没有一个人执行过实弹发射任务。类似“巨浪一号”导弹,“巨浪二号”导弹同样研制了模型弹用于弹射发射试验,公开报道显示2001年8月200号艇进行了新型导弹首次水下发射试验,而从正常流程上说,这次试验应该 是“巨浪二号”的模型弹,此前可能还进行过模型弹的水上弹射试验。此后几年中,200号艇的模型弹水下发射试验续获得成功,加上遥测弹的陆上发射试验成功,遥测弹的水下试验发射也提上日程。
根据《中国航天报》2014年底《激浪扬波震海天》一文中对杨波总指挥的报道,“巨浪二号”导弹的第一次全程实验以失败告终,结合该报道的内容,这 次试验可能是2004到2005年的事情, 一年后该型号的第二次全程飞行试验 获得圆满成功。结合200号试验先锋艇 的报道,这次试验应该是陆上或是200 号艇的水面发射试验,200号试验艇的 报道还提到2008年夏有一次水下发射 试验喜获成功,考虑时间因素这应该是“巨浪二号”遥测弹的水下发射试验。遥测弹的陆上和水下全程试验先后成功后,“巨浪二号”导弹的研制一时曙光在 前,但不久,研制队伍遭遇了水下发射连续失败的挫折。
无论是今年航天报对杨波的报道,还是更早的航天报对林崧、董利强等人的报道,甚至对200号艇的报道, 都提到了“巨浪二号”导弹水下发射阶段的失败。对杨波总师的报道提到,失败接连来袭,幸好遇到了一个技术方 面的世界难题。面对这样的难题,杨波等人迎难而上,面对原有设计分析验证被证明行不通的事实,没有因为最初几次试验的成功心怀侥幸,而是坚持使用新的技术方案,最终走出低谷迎来了试验的成功。对林崧总师的报道提到,2009年定型前的最后一次试验中,本来看来稳操胜券的试验却直接失败,还为研制队伍带来前所未有的信任危机。对董利强总师的报道提到,他带领队伍完成了在某型号中首次应用主动先进技术,并完成了弹体结构的设计改进,弹体结构承载能力得到提高。最后试验成功后报道200号试验先锋艇时,也提到“那一次试验某型导弹,弹体突发不明故障,导弹发 射出水不久,突然像一块巨大的陨石 坠落下”,而考虑200号试验先锋艇的任务,这个新型导弹只可能是“巨浪二 号”,这个报道指出“巨浪二号”导弹曾出现导弹出水后未能点火的故障。
简而言之,“巨浪二号”潜射导弹 在2009年前后曾遭遇空前的危机,结合公开论文分析,很可能是弹体结构不足,对大型潜射导弹出水的溃灭压力考虑不够,导致导弹发动机和弹体部分损坏,出现发动机无法点火甚至爆炸的故障。“巨浪二号”研制团队的设计师们积极进取,通过弹体结构补强以及某先进主动技术(主动空泡)的使用,降低了出水溃灭压力冲击的影响,为后来导弹试验发射的成功奠定了基础。此外针对中国水下发射试验 设施的不足,为了满足中国潜射导弹试验的需求,中国也在补建试验设施,据2010年8月20日中国航天报讯,8月11日航天科技集团一院702所的模态试验厂房举行了开工仪式,模态试验系统是2010年初立项批复的项目,该项目将为特种环境下的考核验证提供可靠的实验手段,进一步满足型号研制的迫切需求,提高型号的环境试验性和发射可靠性。
经过一年多的研讨、改进和测试,“巨浪二号”的试验再次启动。2010年 6月23日,《中国航天报》专门刊登了梁小虹、徐国静合写的《赢在顽强》一诗,献给为中国战略安全作出贡献的人们。诗中提到了十年来的失败归零的挫折痛苦,和忍耐坚强之后的成功。2010年8月1日,中央军委授予200号试验艇“水下发射试验先锋艇”的荣誉 称号,据此判断2010年上半年航天一院的“巨浪二号”试验成功。不过按照常理推断,采用新技术增强弹体强度后,首次试验可能是使用模型弹进行的,主要是验证新方案的可行性。2010年12月27日,200号艇“巨浪二号”导弹水下发射试验获得成功,此后2011年初,《解放军报》等媒体大篇幅报道了200号水下试验先锋艇的事迹。
2011年7月,“巨浪二号”导弹进行了一次成功的水下发射试验,试验成功后航天一院召开表彰大会,2011年底,“巨浪二号”再次发射成功,《中国航天报》还对此进行了报道。2012年1月初,长岛县渔民还捞到了一个大型圆柱状物体,不明物体长度约4米,直径约2米,顶端有电缆线路,物体上还印有“2”字样,驻岛部队鉴定该物体为导弹发射助推器,随后对该物体进行了回购。对比时间看,这可能就是2011年底“巨浪二号”导弹试验的产物。2012年和2013年,“巨浪二号”导弹继续进行了试验,根据美国《中国军力和防务发展报告书》最近两年的描述,中国已经完成了“巨浪二号”导弹的研制,094导弹核潜艇将于2014年具备巡逻作战能力,这是中国海军首次具备可靠的海基核威慑能力。至此,“巨浪二号”和094 导弹核潜艇经历将近30年的努力,终于历经坎坷后投入使用。
“巨浪二号”的性能
“巨浪二号”潜射导弹的研制经历了两代人的时光,除了中国有一段时间以经济建设为中心,国防建设要暂时忍耐带来的拖延外,更重要的是“巨浪二 号”导弹性能的高指标,性能和技术上的大跃进对本来就缺乏经验的研制队伍带来了巨大的压力,也不可避免的一再出现问题甚至失败,使研制进度尤其是定型服役时间一拖再拖。
综合目前国内外的各方面资料分析,“巨浪二号”导弹使用了双头罩设计,钝头整流罩优化了水下的水动力外形,出水后应该使用了类似“巨浪一号”的尖头罩,此外从模糊的图片看导弹的尾部仍然使用了防水尾罩设计,这都是未来有待改进提高的地方。“巨浪二号”导弹使用尖头罩,但从研制背景和初衷看,它肯定使用了多头分导技术,可以携带释放多个核弹头。其实两者并不矛盾,美国的“北极星”A3导弹的尖头整流罩内就有多个核弹头。“巨浪二号”导弹的性能要比“北极星”A3导弹强得多,它第一级和第二级发动机为两米直径的大推力发动机,导弹发射质量 也远高于“北极星”A3导弹,如果同样 携带3枚核弹头的话,射程也要比“北极星”A3导弹远得多。“北极星”A3导弹 的最大射程为4600千米,而美国《中国 军力和防务发展报告书》中称“巨浪二号”导弹的射程大于4000海里,考虑到大于4000海里只是一个模糊的声明“巨浪二号”导弹的实际射程应该要略大于此,对比早期研制的要求,它的设计射程可能是8000千米左右。如果只使用单弹头,最大射程可能进一步提高到10000千米左右。
对比美国现役的“三叉戟”D5,法国的M51和俄罗斯的RSM-56“圆锤”潜射弹道导弹,“巨浪二号”导弹的性能恐怕只能垫底,但它使中国第一次拥有实际的海基核威慑能力,而且可以从中国近海打击俄罗斯全境甚至美国的部分地区。作为中国目前现役技术最先进、性能最强大的潜射弹道导弹,“巨浪二号”导弹承担起支撑中国海基核威慑能力的重任。从公开的新一代导弹核潜艇照片看,每艘核潜艇可携带12枚“巨浪二号”潜射弹道导 弹。虽然其携带导弹数量远远比不上美国的“俄亥俄”级导弹核潜艇,但其排水量也要小得多,而且“巨浪二号”导弹长期没能定型,产能也并不充裕,加上中国核弹头数量有限,太多的导 弹携带量也没有什么必要。
“巨浪二号”导弹带来的战略威慑能力,使中国核力量摆脱了对单一陆基核导弹的依赖,大大提高了中国二次核反击的能力和可信性,对中国国防建设具有极为重要的意义。
展望未来
“巨浪二号”导弹的成功,使中国开始建立可靠的海基核威慑能力,二次核打击能力建设也有了长足的进步。不过“巨浪二号”导弹毕竟是20多年前开始研制的产物,而当时中国的火箭导弹技术还相对落后,它的性能并不能让人满意。
根据公开报道,“巨浪二号”导弹历尽挫折终获成功后,在研制过程中锤炼 出来的专业研制队伍,为型号未来发展夯实了基础。可以预见,未来应用新技术后,“巨浪二号”导弹的性能还将有小的提高,在未来很多年里承担中国核威慑主力的重任。
不过话说回来,虽然“巨浪二号”导 弹还有很大的改进空间,但中国地理位 置的劣势,对潜射弹道导弹的射程要求比美苏法等国家更高,而中国并没有类似美国W76、法国TNO那样的小型核弹头,这对潜射弹道导弹的投掷能力提出了更高的要求。从部分公开论文看,中国正在论证直径更大的潜射导弹发射装置,而新一代的“东风”系列陆基洲际弹道导弹的研制,也为新一代潜射弹道导弹的研制提供了经验和基础。如果未来中国研制出直径更大、质量更重和投掷能力更强的下一代潜射弹道导弹,其性能达到甚至超越美国“三叉戟”D5这样的巅峰之作,恐怕也是不足为奇的。(作者署名:现代舰船)
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