設萬維讀者為首頁 廣告服務 聯繫我們 關於萬維
簡體 繁體 手機版
分類廣告
版主:白夫長
萬維讀者網 > 軍事天地 > 帖子
巨浪3潛射彈道導彈全解
送交者: 嵐少爺 2025年09月17日18:43:03 於 [軍事天地] 發送悄悄話

圖片

巨浪3的首次公開展示,向世界宣告了中國水下戰略威懾力量的質的飛躍。巨浪-3是基於中國固體燃料火箭技術和核彈頭小型化技術巨大進步的產物,其設計目標是為新一代096型戰略核潛艇提供射程更遠、突防能力更強、打擊精度更高、生存能力更優的戰略打擊手段。

圖片

海基核力量因其隱蔽性強、生存性高、二次打擊能力穩定,被公認為“最可靠的核威懾手段”。即使在全面核交換情境下,海基核力量的生存概率仍高達85%以上,遠高於陸基井射導彈的10%、公路機動無依託發射的25-30%與空基平台的30%。因此,潛射彈道導彈(SLBM)不僅是核大國“二次打擊能力”的核心載體,更是戰略穩定器與危機制衡槓桿。在當代大國競爭回歸、核軍控體系鬆動的背景下,潛射彈道導彈的技術演進直接關繫到全球戰略平衡的走向。

中國海基核力量起步較晚,作為中國潛射彈道導彈的代號,“巨浪”原名“巨龍”,但在毛主席的親自過問下,改為“巨浪”。1960年6月20日,美國海軍首次成功發射人類歷史上第一枚潛射導彈“北極星”,蘇聯、英國、法國也隨後跟進。遭受帝國主義封鎖與核訛詐的中國,只能靠自己的力量發展核反擊能力。

1965年春,周恩來總理宣布擱淺3年的核潛艇研製項目重新上馬。隨後,配套的重點項目巨浪1潛射導彈項目也啟動了。


圖片


1970年,著名火箭與導彈控制技術專家黃煒祿就任型號總設計師。當時研製條件頗為簡陋,比如模型彈入水深度試驗就是直接在當時剛落成的南京長江大橋上往下扔。1975年才完成水下發射系統設計定型。經過17年的臥薪嘗膽,巨浪1終於在1982年10月7日迎來最關鍵的“上艇測試”。


圖片


但首次試射,導彈出水僅幾十秒後便意外發生爆炸,所有研發人員的心頓時被澆了一盆冷水。最終發現問題竟然出在一個根本想不到的地方:導彈內部某控制系統裡一個分離插頭鬆動了,導致信號傳輸受阻。5天之後,巨浪1全程遙測彈由031型潛艇“長城200號”執行潛射成功。


圖片


1984年,巨浪1在國慶35周年大閱兵上正式對外公布。不過直到1988年,在092型406號彈道導彈核潛艇上發射成功才意味着型號研製的結束。由於當時薄弱的技術儲備,巨浪1的總體技術水平和當時國際標準相比是很低的,先後在陸上和水下試驗發射了多達65枚模型彈和遙測彈才得以艱難推進。巨浪1採用兩級固體推進劑,發射方式為燃氣彈射的冷發射。單彈頭的巨浪1僅具備1700多km射程,且搭載於092型核潛艇,根本不具備實戰威懾能力。


圖片


雖然早在1988年3月,海軍就召開了巨浪-2技戰術指標、使用要求及技術攻關論證會。但由於技術難度較大等原因,該型號被長期擱置,連長期承擔潛射彈道導彈實驗任務的“長城200號”潛艇也“刀槍入庫”,被封存達8年之久。這段時間,幸好第二炮兵部隊需要一種東風3的固體火箭換代型號,於是國內唯一的固體燃料導彈巨浪1實現了“巨浪上岸”。後來,海軍又提出利用研製中的增程型東風21甲的技術改進巨浪1,最終射程為巨浪1兩倍有餘的巨浪1A於90年代後期研製成功,又實現了“東風下海”。今天看來這一決策至關重要,在大裁軍的背景下,保留了人才隊伍和科研生產單位。


圖片


1999年5月8日,美國悍然空襲中國駐南斯拉夫大使館。經歷“9958”恥辱之後,中央軍委立刻指示巨浪2恢復研製,同年094型核潛艇首艇開工,已經封存8年的“長城200號”潛艇也重整旗鼓。作為“新東風下海”的產物,同為三級固體洲際彈道導彈的巨浪2的發展和幾乎同時研製的東風31A關係密切。通過在彈體上採用芳綸材料和使用比沖值更高的NEPE推進劑等先進技術,巨浪2彈頭重量和最大射程均不輸於東風31A,技術已接近國外先進水平,相對巨浪1更是無比巨大的跨越。


圖片


2013年12月22日,094型核潛艇首艇執行巨浪2水下發射試驗成功,標誌巨浪-2完成戰備值班前的最後一步。不過其射程才8000km,僅初步形成“南海堡壘區”內的對美國西海岸威懾能力,無法覆蓋美國本土核心區域,而094型彈道導彈核潛艇前出南太平洋無疑是風險很高的冒險。巨浪2也僅能搭載3-6枚分導彈頭,齊射能力與突防性能有限,難以滿足“確保摧毀”的核威懾標準。


圖片


2012年隨着東風41定型,中央軍委再次同步啟動“新東風下海”工程,目標為射程>12,000km,搭載10枚分導彈頭、具備深海齊射能力。並提出南極彈道突防選項,以繞過美國陸基中段防禦系統扇面。巨浪3自2016年正式開始研製,得益於在巨浪2研製過程中得到紮實技術和豐富經驗,2018年就使用032型試驗潛艇進行了首次試射。


圖片


根據美國海軍情報局2023年報告,巨浪3已於2022年完成水下實彈試射,並於2023年具備初始作戰能力(IOC),最佳搭載平台為096型核潛艇。其包含發射筒頭罩的全長約13.5m,彈體直徑約2.2m,發射筒外徑約2.4m,起飛重量50–60噸。其在尺寸上已逼近當今世界潛射導彈的物理上限,卻仍通過技術進步把射程推到12000km量級,無需再增加艇體直徑即可裝入現役094型和096型核潛艇的發射筒。


圖片


該導彈的服役,標誌着中國首次具備“從南海打擊華盛頓”的海基核威懾能力,實現了從“區域威懾”向“全球威懾”的歷史性跨越。


圖片


基於西方智庫報告、國內技術專利和論文等技術情報和開源情報的整合,我們將從彈體結構、推進系統、發射機制、深海齊射性能、減阻設計、多彈頭能力這六大維度,對巨浪3進行系統性技術解構,並與美、俄、法三國現役SLBM進行逐項對比分析,以求解構其戰略意義與未來發展路徑。


圖片


彈體結構方面,巨浪3延續了三段式固體火箭的典型布局。三級殼體推測全部採用了一體化纏繞成型的第四代M40J級高模量碳纖維複合材料,比巨浪2和俄羅斯布拉瓦導彈的芳綸殼體大為進步。而三叉戟2D5導彈在第一級和第二級殼體採用了IM7碳纖維/環氧複合材料,第三級殼體則為“凱夫拉49”纖維/環氧複合材料。法國M51導彈採用了T800級別的聚丙烯晴基碳纖維。巨浪2殼體碳纖維的單層拉伸強度為5,800MPa,彈性模量為392GPa,密度1.6g/cm³,殼體質量比從巨浪2的38%降至22%,殼體減重達40%以上。推測額外釋放1.2噸載荷空間,用於增加推進劑或分導彈頭。前後裙環、接口環採用鈦合金預埋件,與複合材料共固化。


圖片


潛射導彈出水後,殼體表面溫度在10秒內升至1,200°C以上,巨浪3推測採用了柔性陶瓷基複合材料,性能優於巨浪2和三叉戟2D5的傳統EPDM三元乙丙橡膠隔熱層。耐燒蝕時間>180秒,熱防護性能提升5倍,支持更高速度、更長射程。


圖片


推進系統方面,潛射導彈因艇體空間受限,無法像陸基導彈那樣通過“加長彈體”提升射程,因此推進劑能量密度成為主要突破口。三叉戟2D5導彈,僅僅用13.41m的長度,就能帶8個彈頭打擊1.2萬公里外的目標。而同時期的蘇聯導彈要帶同樣的彈頭,導彈彈體很難短於15米。


圖片


巨浪1採用的是第一代DB雙基推進劑,能量低、煙大。巨浪2早期批次採用HTPB粘結劑、AP高氯酸銨、鋁粉和硝酸酯增塑劑的複合推進劑,後期型首次引入NEPE系列N-15推進劑,其能量密度已接近NEPE體系理論極限。


圖片


巨浪-3推測採用了全球首款實戰化CL-20/NEPE複合推進劑。其中的CL-20化學名:六硝基六氮雜異伍茲烷,是目前能量最高的實用化含能化合物,被譽為“超級炸藥之王”。理論比沖由巨浪2的274秒提升到320-325秒,超越美國三叉戟D5的274s與法國M51的274s,能量密度由5.8MJ/kg提升到7.1MJ/kg。顯然,中國已經克服了CL-20的感度高、熱穩定性差、與HTPB粘結劑相容性差的問題,領先美國至少5年。CL-20雖能量高,但仍屬碳氫氮氧體系,理論比衝上限為330s。若要突破400s,必須引入全氮化合物。其被譽為“終極高能推進劑”,能量密度達8.5 MJ/kg,射程可再提升30%以上,中國預期在2030年前完成型號應用。未來如果裝備於巨浪4,將實現400s級比沖,射程突破18,000km。


圖片


發射機制方面,我們知道,現役潛射彈道導彈最大發射深度通常為水下30m左右,水下30m的那10秒,決定了12000km之外的成敗。


圖片


其發射機制與某些戰術導彈的浮筒式發射完全不同。浮筒式發射是將彈、筒一體化的浮筒整體彈射出發射筒,浮筒頭部出水後,頭罩分離器起爆,筒蓋實現安全分離,然後再通過燃氣彈射導彈。浮筒所需要的彈射出筒速度比潛射彈道導彈小很多,不過浮筒本身是死重,難以滿足體積大、自重大的潛射彈道導彈的快速齊射要求。


圖片


巨浪3以及現役所有潛射彈道導彈都採用冷發射系統。比如,美軍三叉戟2D5的每一具MK-21發射筒尾部自帶一台45kg雙基藥燃氣發生器。其中燃氣發生器是冷發射系統的“心臟”。它要在幾百毫秒內,以300mm/s高燃速,造出數百公斤、10MPa級(相當於1000倍大氣壓)的、瞬間溫度3000K的高壓燃氣,把幾十噸重的導彈從筒里“吹”出去,出筒載荷約30G,卻不能讓導彈、潛艇或冷卻器被高溫燒壞。


圖片


發射筒內的冷卻器通過周向噴水孔高速噴射水霧,0.1s內把發射筒內溫度3000K降到473K,以免導彈、發射筒等被高溫燒壞。


圖片


潛射導彈在慣性作用下克服流體阻力,向上穿行於水中。而海水密度是空氣密度的800倍,任何微小的側向力都會放大成巨大力矩,所以水中彈道具有非線性和大離散的特點。


圖片


此外,大潛深發射固然有利於隱蔽,但由於流體阻力與導彈的速度平方成正比,所以深水位導彈運動速度損失急劇增加,那就需要大幅提高出筒速度,加大筒中過載。另外,隨着發射深度的增加,靜水壓線性增加,導彈的軸向和徑向載荷也隨之增大。以2m左右直徑導彈為例,80m水深下,導彈頭部軸向載荷可達到200多噸。因此,基於平衡設計,潛射導彈發射深度很難超過50m。


圖片


在水中發射,由於潛艇的牽連運動和水動力作用,導彈姿態必然會有所發散。出筒姿態誤差1°,空中段就需5° 以上糾偏,並直接損失150–200km射程。我們知道,也是因為海水密度是空氣密度的800倍,潛射彈道導彈是無法採用任何氣動控制面的,也無法採用矢量噴管。加之導彈從水中衝出海面時,處於一個極其危險的“跨介質過渡階段”,從水的高阻抗突然進入低阻抗空氣,加速度突變,極易失控,氣動控制面可能導致操縱反效。


圖片


所以在水下段通常是在彈體頭部或尾部安裝小型燃氣側噴裝置來調整導彈姿態。導彈出筒後,彈上慣性儀器根據彈道方向判斷導彈的姿態是否滿足要求。如果方向偏轉過大,則點燃側噴裝置,產生修正彈道方向的側向推力,進行姿態修正。抵消艇速帶來的橫向水動力偏差,減小導彈出筒過程的橫向載荷。


圖片


深海齊射性能方面,在遭受核打擊後,潛艇必須搶在敵方反潛力量鎖定自身位置前,將全部或大部分導彈發射出去,以確保報復的有效性。


圖片


潛射彈道導彈一旦發射,美軍的最新一代天基紅外預警衛星最快在30s內可完成導彈探測和定位。戰區附近的戰備值班的攻擊核潛艇可迅速通過發射噪聲來定位戰略導彈核潛艇,並可在50km外發射Mk 48重型魚雷。而戰備值班的P-8A反潛巡邏機響應速度更快,並可在10000米巡航高度投射空中滑翔的Mk 54魚雷,攻擊射程可增至64km。因此,潛射導彈的齊射能力(Salvo Launch Capability)是海基核力量實戰價值的核心體現,特別是巨浪3要面對最嚴峻的美國及其盟友的反潛包圍圈。據外媒公布的2022年11月南海巨浪3的4發連射監測數據,發射間隔僅17s,與三叉戟2D5的15s相當。


圖片


有很多因素限制了潛射導彈齊射速度,每發射一枚導彈會產生巨大的反衝力和力矩,從而造成艇體3–4 °橫滾。潛艇的穩性設計和舵機系統必須能快速補償這些擾動,為下一次發射提供穩定的平台。同時通過交錯發射時序,左舷-右舷-左舷交替發射,以抵消橫滾。火力控制系統還應該能夠快速解算發射諸元,並近乎同步地控制多枚導彈的發射流程。導彈出水尾流對後續導彈會有干擾,導彈的姿態控制能夠進行有效糾偏。


圖片


減阻方面,我們知道,潛射導彈必須採用短粗鈍頭體。尖頭體在水中運動時,肩空泡(shoulder cavitation)產生位置靠後,空泡閉合點在彈體中段,導致壓心劇烈後移,與重心距離拉大,從而造成靜穩定度為負,俯仰力矩發散,出水角速度可>5°/s。


圖片


而鈍頭體高速運動時,曲率半徑大,低壓區寬廣,更容易包裹彈體形成超空泡。當肩空泡尺寸延伸至彈體重心以下時,彈體85%與水隔絕,水中阻力下降60%。而且鈍頭體使肩空泡前移至鼻部,閉合點位於重心之前,形成自糾正力矩,靜穩定度>5%。由肩空泡產生的擾動力矩轉變成糾偏力矩,無需控制面就能起到限制導彈水中運動姿態發散的作用。


圖片


巨浪2的短粗鈍頭體研製十分不易,2006年開始試驗水下發射模型彈失敗,出現出水後姿態失控或點火失敗,還多次出現水下高速運動時的附體空泡出水潰滅壓力損壞彈體的問題,為查明原因幾乎動員了所有航天科研院所及全國相關高校。


圖片


除了解決這些基礎問題,巨浪3還推測和M51一樣,採用了主動肩空泡技術。在導彈頭罩內預裝15L高壓空氣。導彈出筒後,通過彈體頭部或肩部預設的噴管將高壓空氣注入肩空泡內,增強肩空泡內部壓力,拉長空泡長度可達18m,大幅度延遲肩空泡潰滅,實現減小導彈運動載荷和限制導彈運動姿態發散的目的,出水姿態誤差小於0.3°。


圖片


美國三叉戟2D5導彈則採用了均壓排氣技術。對發射筒、導彈儀器艙、級間段同步充入氮氣,使筒內與等深度的舷外海水保持相同壓力。導彈出筒後,內部高壓氮氣沿彈體表面連續排出,在彈體上形成包裹性優異的空泡氣膜,也能夠改善肩部空泡位置隨機的問題,大幅度減少彈體與海水的接觸面積。出水段空泡潰滅延遲,從而使得衝擊載荷下降35%,姿態離散度小於0.3°。


圖片


在導彈被燃氣彈射出筒時,彈射燃氣貼附在導彈尾部空間,形成尾空泡,也起到了降低尾部阻力的作用。但是在大深度發射環境下,受到尾部擾動流體的沖刷,尾氣泡會逐漸潰滅,喪失減阻的作用。


圖片


尾空泡補償技術與主動肩空泡技術類似,在導彈尾部空腔內注入高壓氣體。導彈出筒後,氣體依靠空腔內外壓差向下排出,補充到燃氣尾氣泡中,確保尾空泡壓力穩定、形態完整,起到減小尾部阻力的作用。


圖片


潛射出水後,在空泡潰散後點火。一般採用76GHz調頻連續毫米波液面高度計檢測高度,並在檢測到空泡潰散壓力脈衝後0.15s點火,實際點火高度約為12–18m。


圖片


鈍頭體是水下潛射導彈的“穩定錨”,但也是空中的“阻力源”。鈍頭體在空氣中波阻將增加約50%,射程損失300km,而且熱通量集中,彈頭需厚重防熱層。


圖片


巨浪2開始採用的是複雜的雙整流罩,水下發射段採用類似魚雷的水滴型,出了水在空氣中飛行,水滴型整流罩被拋掉。整流罩變成了類似子彈的圓錐型,離開大氣層後再拋掉圓錐型整流罩,這樣帶來問題是設計過於複雜、整流罩占用空間多、可靠度較低。研製隊伍用了3年修改,但2009年再次發射失敗。在加強彈體結構和研製降低了出水時氣泡潰滅壓力的空泡補氣增強系統後,在2011-2012年間,由094型彈道核潛艇三次發射才得以成功。


圖片


巨浪3推測是採用了與三叉戟2D5類似的可伸縮減阻杆(Blunt with spike)的設計。減阻杆在導彈突破1Ma之前,0.6s內完全伸出,其長度約3.3m,約為彈徑的1.5倍。杆體極為輕量化,採用覆蓋陶瓷基防熱層的碳纖維,通過鎳鈦諾形狀記憶合金受熱驅動展開。


圖片


頭部帽是約9cm的碳化硅陶瓷基複合材料的半球,抗1600 °C燒蝕。減阻杆整體質量推測小於8kg,對全導彈質心偏移貢獻<0.3 %,無需額外配平。


圖片


減阻杆把強弓形激波變成弱斜激波,阻力係數下降28%,熱通量分散,頭部熱負荷下降30–40%,可實現380km的射程增益。而三叉戟2D5的減阻杆則採用鈦合金和液壓驅動,展開時間1s,全重約12kg,抗1200 °C燒蝕,射程增益為300–350km。


圖片


多彈頭能力方面,巨浪3投擲質量推測約為1800kg,可攜帶10枚分導彈頭和多個誘餌彈,顯而易見大幅度提高了突防的成功率。


圖片


而且分導式多彈頭技術還提高了效費比。500萬噸到2000萬噸彈頭的嚴重殺傷半徑在15公里到25公里之間,而且越到邊緣殺傷力下降很快。而分導彈頭的爆炸威力只有30萬噸到50萬噸之間,6個加起來也不到300萬噸的總當量,但是其綜合殺傷效果比1000萬噸級的單彈頭還強。


圖片


多彈頭對制導能力要求更高。巨浪3採用了外號“背心院士”高伯龍研製的激光陀螺儀作為慣導,採用北斗和星光導航作為輔助,推測圓概率誤差約100米。


圖片


導彈的最後一級助推器燃燒結束後,多彈頭獨立制導再入載具MIRV就會開始工作。制導系統在最短的時間內完成彈頭姿態和軌道的調整,並根據不同的打擊目標和打擊策略逐步釋放對應的彈頭和誘餌。爆炸螺栓定向起爆來釋放彈頭,釋放後的分導彈頭相互距離最遠時有幾百公里。


圖片


誘餌可以是大量的金屬條,或者外表塗上金屬反射塗層的氣球,具備和真彈頭類似的雷達特徵,在外太空會一直伴隨着真假彈頭飛行。而另外一種假彈頭更是以假亂真,重量和外觀與真彈頭幾乎完全一樣,雷達和紅外特徵很難分辨真假。


圖片


普通的分導彈頭釋放後不需要中途再制導,靠慣性飛行數千公里,並通過微型發動機的短暫推動下開始轉動,藉此穩定自身的彈道,直到再入大氣層擊中目標。


圖片


MIRV釋放完所有彈頭後,還可以飛行在特定的彈道上,作為一個誘餌再入大氣層,掩護分導彈頭的突防。有的分導彈頭還能進行末端機動,不過現役洲際導彈的分導彈頭沒有採用雙錐體或乘波體彈頭這樣的氣動舵面進行大範圍末端機動。


圖片


只有巨浪3據外媒推測可以換載2枚質量650kg級HGV高超滑翔彈頭,因此導彈彈道大為降低而導致射程損失15%,但敵方對導彈預警時間小於6分鐘,導彈突防概率大於95%。巨浪3還可以選擇“南極走廊”,完全繞過美國GMD防禦扇面,美軍最多只有一次末端攔截機會。


圖片


集中進行對比,當今世界性能最穩定、可靠性最高、部署數量最多的UGM-133A三叉戟II D5/D5 LE是美國海基核力量的絕對支柱,搭載於“俄亥俄”級戰略導彈核潛艇。D5 LE型最大射程超過12000公里,可攜帶8個47.5萬噸當量W88彈頭,具有極高的打擊精度,圓概率誤差號稱只有約90m。自1989年以來已成功試射190餘次,創造了無故障的驚人記錄,其成熟度和可靠性無與倫比。


圖片


而俄羅斯RSM-56布拉瓦導彈歷時20年令人沮喪的研發過程讓俄羅斯幾乎顏面喪盡,好在歷盡艱辛之後終於修成正果。其射程約9300公里,可攜帶6-10個分導彈頭,裝備於“北風之神”級戰略核潛艇。


圖片


法國M51技術成熟度很高,搭載於“凱旋”級戰略核潛艇,射程約11000公里,可攜帶6-8個TN75/TNO分導彈頭。


圖片


巨浪3則是中國國防科技工業數十年厚積薄發的結晶,是其固體燃料火箭、材料科學、微電子技術、水動力學和系統工程管理達到世界頂尖水平的綜合體現。通過對彈體、推進劑、減阻杆、深水發射和齊射速度等關鍵技術的突破,巨浪3成功躋身全球最先進的潛射洲際彈道導彈行列。儘管在實戰經驗、可靠性記錄和部署規模上,巨浪3與三叉戟II D5尚有差距,但在射程、載荷、齊射速度、命中精度等關鍵性能參數上已實現對標,並在突防技術上融入了後發優勢。


圖片


當前,中國仍處於“最低限度威懾”邊緣,對美二次打擊無法構成大於GDP的10%的“不可接受損失”。隨着未來幾年不少於4艘096服役,疊加陸基機動和空基洲際導彈後,中國二次打擊可摧毀美國120座重要城市/基地,占GDP約12%,將首次跨越“不可接受閾值”。


圖片


巨浪3的意義超越了技術層面。它標誌着中國擁有了真正意義上、可靠且有效的海基核威懾力量,徹底夯實了“三位一體”核力量的最後一塊基石。首次使中國海基核力量具備與美俄“同量級”的二次打擊可信度,並打開南極彈道缺口,重塑太平洋核平衡規則,這必將對21世紀的全球戰略穩定格局產生深遠而持久的影響。

0%(0)
0%(0)
標 題 (必選項):
內 容 (選填項):
實用資訊
回國機票$360起 | 商務艙省$200 | 全球最佳航空公司出爐:海航獲五星
海外華人福利!在線看陳建斌《三叉戟》熱血歸回 豪情築夢 高清免費看 無地區限制