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公路机动战略导弹的技术难点在哪儿?

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公路机动战略导弹主要在公路或无路或泥泞、松软土壤及沙漠等地区活动,在预定或非预定地点发射。公路机动发射具有诸多优点:一是发射车的灵活性大、操纵性强、反应时间短;二是车体的外形尺寸小(相对铁路发射车),便于隐蔽待机;三是受交通状况限制少,训练、隐蔽、待机较容易。通常导弹发射车系统包括,汽车底盘(完成机动运输功能)、发射筒和弹射动力装置(或平台发射装置)、液压和控制系统(调平和起竖导弹)、电源系统(给车上各系统供电)、定位定向系统(给导弹提供位置参数和射向)、测发控系统(测试、发射控制导弹)、温湿度保障系统(给导弹提供合适的温湿度环境)及伪装系统(伪装、隐身)等,这些繁杂的系统必须集成在尽可能少的车辆上,以利于隐蔽待机和在狭小场地实施快速发射。

苏联为了避免第一和第二代导弹系统辅助车辆多、发射准备繁琐、发射程序多的问题,其作为第三代导弹代表的SS-20公路机动导弹简化了发射辅助设备,优化了发射流程。SS-20采用了运输-起竖-发射一体的三用车,而SS-4等第一、二代导弹系统,这三项功能分别由三辆车来保障。即使与同为第三代导弹的SS-X-16相比,SS-20也减少了准备和发射用辅助车,一般情况下,其只需三用车和指挥车即能完成发射任务。这种技术也用在了SS-25“白杨”和SS-27“白杨-M”导弹的设计中。

无依托发射技术

无依托发射是指发射场不需要预先准备,发射车在机动过程中可随时停车发射。这需要解决系统的定位、定向和方位瞄准以及发射场坪承载问题。这里的所谓瞄准是在发射前通过专门设备的操作,使导弹的制导系统惯性坐标系、弹体坐标系相对于发射坐标系各轴进行精确定向,保证导弹具有正确的初始射向和初始姿态。

其中,快速、准确地测定发射场地的地理坐标和目标射击方向是导弹机动发射瞄准的一个重要环节,尤其是纯惯性制导导弹对定位精度要求更高。采用惯性定位技术的系统一般由惯性平台、计算机、控制显示器和车载电源组成。系统启动后,将从一个已知的坐标出发,每隔一定时间停车进行零修正,到达待测点后,1分钟即可获得该点的坐标。美国“潘兴”2导弹采用自动定位系统和自动程序装置后,发射准备时间较“潘兴”1导弹缩短了一半。但这种方式的不足之处是系统误差随时间增加而增大,周期性停车不方便,且由于高精度惯性平台加工工艺要求高,导致价格也比较昂贵。因此,俄罗斯采用了惯导和地面机动自适应技术相结合来解决无依托发射的定位定向问题。其从SS-21导弹开始就发展了地面机动自适应系统,其发射装置以BAZ-5921型6×6战车为平台。发射装置配置了数字式惯导系统,安装在稳定且有减震功能的平台上,在任何时候都可保持当前的位置信息。因为基于车轮转动计算的导航系统(类似汽车里程表的计算装置)会因为轮胎快速转动(如在林地和粗糙地形中穿行时)而引入较大误差,所以发射车还装有飞机用的多普勒导航系统。该系统即使当发射车通过铁路运输时也始终处于工作状态。有了这种系统,发射装置不需任何相关的目标瞄准或指挥控制装置。战车可以全速开行,在停车后5分钟就可发射导弹。在这5分钟时间内,当该系统自动地执行导弹自检指令程序的同时,花2分钟就可降低支撑架,并将数据输入发射装置计算机,随后起竖导弹,依据多普勒导航系统提供的距离和方向角偏移,重新修订瞄准数据,即可发射。

此外,在瞄准技术方面也有较大变化。过去公路机动导弹与固定发射导弹类似,大多采用垂直瞄准的方式。所谓垂直瞄准就是在导弹垂直状态下,沿着导弹垂直方向传递射击方位信息的一种瞄准方法,一般由光电同步装置发射机与接收机、光电信号控制仪、陀螺罗盘等构成垂直瞄准系统。使用时,发射机发出的光束射向陀螺罗盘,经调制后光束向上传递给接收机,再经光电转换、放大和控制,并自动跟踪发射机,这样接收机上的光电准直管的光电轴就处于射面之内,再通过自动瞄准回路,使弹上直接棱镜主截面的射面平行,从而实现导弹的方位瞄准。这一方式源于固定垂直发射,而公路机动发射需要起竖后很快发射,上述繁琐过程无疑会暴露导弹发射位置和意图,因此其不适于公路机动发射方式。目前许多公路机动导弹都是在水平状态时进行瞄准和检测、通电加温、启动等准备工作,导弹起竖后即可发射。水平瞄准的优点是暴露时间短(因为垂直状态导弹惯性系统位置较高,与地面瞄准设备距离长,导致误差较大,需要较长时间校准),适于快速机动。苏联从55-20导弹开始广泛采用水平瞄准。导弹发射时,先将容器前端盖在水平状态下打开,再对水平放置的导弹进行测试和瞄准定向,这一技术还被以后的S5-25导弹所采用。

俄罗斯战略导弹重定目标的能力比以前第一、二代导弹有了明显提高。例如SS-20中程导弹,如果新目标在其原发射方位周围1度至2度内,可在几秒钟内做出改变,瞄准新目标。如果新目标偏离原发射方位的角度较大,则需20-30分钟方能重新瞄准目标。

俄罗斯上世纪70年代服役的SS-20和80年代服役的S5-25导弹,美国在上世纪80年代开发的“侏儒”导弹均可无依托发射。与俄罗斯不同,“侏儒”的发射车采用又圆又低的三角型剖面。美国预设的导弹机动场地都是荒芜平原戈壁,而苏联公路机动导弹大多是在森林和灌木中的道路机动,要求越野能力较高,因此不能过于低矮。“侏儒”发射车装有锚定器、密封围裙和穿地桩等,可将发射车降低固定在地面上并同地面密封。车身降低后,地面与车底盘之间几乎没有缝隙,冲击波无法在车辆底盘下形成压力,因此发射车可抵御较高的核爆冲击波,稳定性很高,可实现任意点发射。

在无准备阵地发射时,地面承压能力较低,一般为0.3兆帕-0.5兆帕,而通常导弹发射车在起竖和发射状态下对地面的载荷高达几十至几百吨,压强为几兆帕。如不采取措施,发射车可能会因地面下陷而倾斜失稳。为此美俄开发了针对发射车每个主要部位的自动调平技术。此外,由于战略导弹多用冷发射方式,导弹被弹出瞬间对地面的负荷很大,高达几十至几百吨,需要发射车和发射台部署在承压强度非常高的发射场坪上。冷发射的后坐力通常作用在发射筒底座上,其底面积有限,而且这一过程时间是一瞬间。而采用热发射的战略导弹其排焰是通过导流槽散布开的,而且是一个逐步作用于地面的过程,因此无论是压强还是冲击力都较小。对公路机动型战术弹道导弹来讲,由于导弹和发射装置较轻,一般采用将发射筒落到地面上,使发射后坐力直接作用于地面,战略导弹则采用可延伸底部技术满足发射要求。可延伸底部的主要目的是将发射后坐力直接传递到地面,其主要由固定筒和延伸筒组成,固定筒与发射筒相连,延伸筒套在固定筒上。起竖后通过机构将延伸筒放到地面,或利用燃气作用将延伸筒推至地面,发射后坐力便通过延伸筒传到地面,使发射车不承受或承受很小一部分后坐力。同时延伸筒能随地面的下陷而向下延伸,保证后坐力不影响导弹发射。采用此技术后,虽然SS-20导弹出筒速度达到15米/秒~20米/秒,对地面的压力也仅为40吨/米~50吨/米,一般汽车可通行的路面即可承受,有利于实现无依托快速发射。

机动战备勤务技术

核弹头的储存有“装在导弹上储存”和“与弹体分开储存”两种。美俄为了提高导弹的反应能力和戒备能力,通常把弹头与弹体安装好,以减少战时头体对接时间。该方式对总装、安全保卫和环境条件等提出了更高要求。其它国家多为“弹头与弹体分开储存”。这是由于弹体和弹头要求的储存环境不同,而且涉核的弹头和不涉核的弹体的技术安全与安全保卫要求级别也不同,因此核弹头通常单独储存,其有专用的弹头车,车上有专用的固定、保温、缓冲、减震及保卫系统。分离部署后,体积较大的头体结合体被分散为两个部分,无论是重量还是体积都相对较小。由于弹头有专门的保温和减震装置,其对公路的要求也会降低,也不会存在头体结合后整个弹体结合刚性降低的问题,因此机动性得到提高,且目前头体对接的时间已大为缩短。美俄大部分公路机动导弹都采用了发射箱技术,虽然俄罗斯的发射箱更复杂,但都可以整体储存、转运、转载和发射,提高了机动战备勤务能力。

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