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MIRV技术漫谈

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kktt 发表于 2009-4-18 17:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

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导弹研制的决策和指导思想来源于对威胁的分析。50年代后期,苏联导弹技术突飞猛进,打破了美国在远程轰炸机上对苏联的优势,促使美国也大力发展导弹技术以巩固自己的核打击力量优势地位。为了尽快提高第一次核打击的能力和节省装备费用(主要是运载器和地下井的费用),美国人首先提出了多弹头(MRV)技术,在一枚导弹上装载尽可能多的核弹头。这一思路和装备大型远程轰炸机以求一次轰炸尽量多携弹是一样。 不同的是,导弹要比轰炸机难拦截的多,最开始导弹几乎就是不可拦截的。而随着第一代反导系统的服役,弹道几乎一样的MRV在核反导弹头的攻击下将几乎无一幸免。在突破反导的战术要求和已取得技术突破(核弹头小型化和空间飞行器姿控技术)的背景下,美国于1962年提出了分导式多弹头(MIRV)的概念。与MRV不同,MIRV的多个弹头飞行弹道不同,可打击横向和纵向范围内几十到上百公里的多个目标,使敌方的反导能力大大下降。MIRV立刻得到了军方的青睐。1964-1968年,美国开展了MIRV的探索性研制, 并在关键技术获得成果的基础上进入工程研制阶段。1970年6月,在民兵III导弹上首批部署了分导式多弹头MK12。1971年3月, 又将MK3分导式多弹头装备在海神C3导弹上。1979年,改进型MK12A服役。
美国在取得MIRV技术突破后为了限制对方的发展和减轻自己的负担, 与苏联开展了军控谈判。1972年5月, 双方达成《关于限制进攻性战略武器的某些措施的临时协定》,将战略导弹的总限额定为美1710枚、苏2358枚, 但没有限制弹头数目。
苏联从来都是“美国有的苏联也一定要有”,以取得战略平衡。1973年苏联开始试验第一批MIRV, 1975年开始装备部队, 比美国晚了五年。部署的导弹有SS-17,带4个子弹头;SS-18, 带8个子弹头;SS-19, 带6个子弹头。
随着美苏在导弹上装的子弹头越来越多,军备竞赛再次升级, 迫使双方不得不再坐下来谈判限制核弹头的数目。1991年达成的《第一阶段削减进攻性战略武器条约》(START I)对运载器、总投掷当量、第1次打击能力和战略核弹头总数的限制都作了规定,其中限定美国的核弹头总数不超过10395个、俄罗斯不超过8084个。1993年1月双方又签署了《第二阶段削减进攻性战略武器条约》(START II)条约 (未批准)。条约规定,在2003年1月1日之前(后来延至2007年12月31日),美俄部署在进攻性战略武器上的核弹头总数将分别削减至3000—3500枚,销毁所有陆基MIRV洲际弹道导弹。美国的和平保卫者MX和俄罗斯的SS-24因此于2005年全部退役。
美国现役的MIRV导弹包括部分陆基民兵III导弹,每枚装备3枚MK12A,和海基的三叉戟I C-4和三叉戟 II D-5导弹,每枚分别装备4-6枚MK4/A和MK5。美国目前没有新的MIRV导弹研制计划。
俄罗斯现役的MIRV导弹包括陆基的SS-18和SS-19,每枚分别装备10和6枚MIRV;海基的SS-N-18和SS-N-23,每枚分别装备3和4枚MIRV。俄罗斯正在发展新型MIRV洲际导弹RS-24,一般认为其改进自SS-27(白杨-M),计划于今年开始装备。海基的Bulava计划装备至少4枚MIRV,原计划今年装备,可能会推迟。
法国是第三个发展MIRV技术的国家。其第一种装备MIRV的M4导弹于1976年开始研制,1980年首次飞行试验成功,1985年服役,带6个子弹头。与美苏在第一次核打击力量上装备MIRV不同,法国的MIRV装备在作为第二次核打击(核反击)力量的潜射导弹上。这是为了在有限的核潜艇和潜射导弹上实现尽可能多的核打击力量。法国现役的MIRV导弹为装备4-6个TN75弹头的海基M45导弹。法国正在发展装备6个TN75弹头(未来使用TNO弹头)的M51导弹,计划于2010年服役。
英国没有发展自己的MIRV技术,其装备的三叉戟导弹是从美国购买的。

美国在60年代发展MIRV是在相关技术取得突破的背景下进行的。发展MIRV技术所需要的主要技术有:
1,小型化弹头技术,包括核装置的小型化和再入飞行器的小型化。我国的二代核弹头解决了小型化技术。
2,空间飞行器姿控技术,包括空间定位和弹头分离姿态控制技术。
MIRV装配在末助推级(PBV,又称弹头母舱)上,PBV由轨姿控系统(包括一个主发动机和若干个轨姿控小推力发动机)、仪器舱及弹头支承/释放平台构成。MX导弹的PBV结构参见下图:

                               
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PBV工作时,姿控发动机精确调整速度和姿态并逐个投放多弹头和诱饵对多个目标实施打击。参见下面的示意图:

                               
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空间飞行器姿控技术是一种典型的军民两用技术。MIRV和发射多颗不同轨道的多星发射技术有很多相通的地方。一点也不奇怪的是,我国在DF-5B上掌握了MIRV技术后于2008年用CZ-2C/SMA火箭发射了HJ-1A、B双星。《中国航天报》报道说:“长征火箭虽然曾多次执行一箭多星发射任务,但卫星都是处于同一轨道。在本次发射任务中,长二丙SMA火箭把环境与灾害监测预报小卫星A、B星准确送入不同的轨道,实现了我国发射技术的重大突破。实现这一技术突破的关键是对火箭上面级的精准控制。(火箭总指挥)郑全宝用“跳芭蕾舞”来比喻火箭上面级在太空中的17项精彩表演:滑行、调姿、变轨、减速、末修、释放A星……释放B星、回落,那种精彩似乎只有训练有素的舞蹈家才能声情并茂、姿态优美地展示出来。”
未来的北斗二号也将采用CZ-3B火箭进行一箭双星发射。

从一些公开报道看,我国很早就有发展MIRV的计划。据说80年代计划中的DF-41就是一种MIRV导弹,用于取代DF-5。相关的技术也一直在发展,发射铱星的CZ-2C/SD火箭就可以看做是一个初步发展阶段。DF-5B于2001年立项研制时,相关技术都已突破。那么我国为什么要在地井部署的DF-5B而不是机动导弹DF-31和DF-31A上装备MIRV呢?我认为这是由战略和技术多方面因素决定的。
我国拥有的少量核武器是用来遏止它国对我发动核进攻,是作为核反击力量使用的。我国的陆基核力量分为地井部署的DF-5系列和公路机动的DF-31系列导弹。面对美国的导弹防御系统,必须保证导弹(弹头)的突防能力。对于我国DF-5系列导弹来说,发射阵地的隐蔽性是生存的前提,一旦阵地暴露就只能放弃(敌人用常规武器就可以进行打击)。由于我国强调地井的隐蔽性,可选择的地点并不多,不可能大量部署DF-5系列。而单弹头的DF-5A突防能力有限,即使使用诱饵,其体型巨大的弹头也较容易被敌雷达跟踪和识别。而若改用MIRV,突防概率就大大增加了。另一方面,作为一个已经非常成熟的平台,DF-5A导弹拥有较大的投掷能力,因此改装为MIRV型号是技术上可行且风险较低的选择。DF-5B的研制成功,实现了花费尽量少的时间和经费显著提高了现有武器装备的性能。
再来看DF-31系列导弹。在总弹头数不变的前提下,公路机动的DF-31系列导弹为了增大突防概率可有两种选择:采用MIRV或增加单弹头导弹数量。公路机动对导弹的起飞质量和运载能力有很强的限制。对二、三级公路、汽-20桥梁,导弹起飞质量的上限为约48吨(差不多就是白杨-M的重量)。携带单弹头的导弹可采用较多的突防措施, 而携带多弹头导弹的有效载荷的质量绝大部分被几个弹头所占去,所能用于突防的质量必然会比单头导弹的少许多,分摊到掩护每1个弹头的突防质量就会更少。因此, 多头导弹的每1个弹头中段和再入段突防概率下降。在助推段相同的拦截条件下,单头导弹每拦截下1枚导弹只会损失1个核弹头, 而多头导弹会损失更多的核弹头。综上所述,对有限的核弹头来说, 多枚单头导弹齐射的突防概率更高,所以公路机动的DF-31系列导弹采用了单弹头部署(白杨-M也是类似的考虑)。预计我国未来更先进的公路机动导弹也将采用单弹头部署方式,研制类似于美国“侏儒”导弹那样的小型化高机动、高抗打击、高突防能力洲际导弹。而类似于SS-24的装备MIRV的铁路机动重型洲际导弹也是一个可考虑的选择。
类似于法国的思路,我国的JL-2也很可能装备MIRV。潜射导弹要求长度尽量短,因此结构非常紧凑,常把MIRV弹头安置在末级发动机的周围,参见下图中C-4的头部结构。

                               
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  • · 1|主题: 1, 订阅: 0
liudao 发表于 2009-4-18 19:58 | 显示全部楼层
顶K版的原创!
有一个问题:不知道五角大楼是否正式承认,中国是有MIRV的国家?(截止2008年底)
 楼主| kktt 发表于 2009-4-18 20:03 | 显示全部楼层
五角大楼是否承认,这很重要吗?
liudao 发表于 2009-4-18 20:14 | 显示全部楼层
世上本来无事,可这个世界就是这么奇怪,相信五角大楼的人,比相信中国政府的人要多得多.

中国要和世界打交道,再不会闭关锁国,怎么消除世界的猜测,甚至疑虑?
 楼主| kktt 发表于 2009-4-18 22:00 | 显示全部楼层
要消除猜测就公开承认啊。比如在国防白皮书中写一下嘛。
speed 发表于 2009-4-18 22:07 | 显示全部楼层
美国人是否承认中国拥有MIRV技术,这并不重要,重要的是我们要加快洲际导弹研制和部署的步伐。
liudao 发表于 2009-5-16 21:49 | 显示全部楼层
99年阅兵首现DF31,官方报道携3个弹头,每个9万吨
是集束弹头,还是真正的MIRV?kktt你手头有资料么?
 楼主| kktt 发表于 2009-5-16 22:09 | 显示全部楼层
DF-31是单弹头的,几十万吨当量。公路机动导弹不宜搞多弹头的,原因我上面解释过了。
liudao 发表于 2009-5-16 22:16 | 显示全部楼层
DF-31是单弹头的,几十万吨当量。公路机动导弹不宜搞多弹头的,原因我上面解释过了。
kktt 发表于 2009-5-16 22:09


单弹头我不否认,这是当然.
但官方报道也能携带3个弹头,每个9万吨当量.它们是不是真正的MIRV ?
 楼主| kktt 发表于 2009-5-16 23:46 | 显示全部楼层
官方报道?不会是MK800吧
liudao 发表于 2009-5-17 01:43 | 显示全部楼层
官方报道?不会是MK800吧
kktt 发表于 2009-5-16 23:46


CNR(中央人民广播电台)报道过,播音员只念"我国新型远程战略地地导弹,......可携带3个弹头,每个相当于9万吨TNT......".时间是阅兵后某天晚上的整点新闻,99年的国庆长假是中国第一个七天长假,CNR每晚报道各行各业的50年成就什么的.当时我在寝室里听广播,对"3个","9万吨"的印象很深.

不是新华社那次报道,那次是99年8月,是官方媒体首次报道.当然更不是MK800,那时MK800还穿着开档裤也不一定.
 楼主| kktt 发表于 2009-5-17 01:55 | 显示全部楼层
我没听到过这样的报道。不过官媒有时候也会战略欺骗的。
liudao 发表于 2009-5-17 01:56 | 显示全部楼层
这种事情,新华社总是最先报道,但很简短,有时甚至只一句话,这是政治决定的.
我相信自己的耳朵,我还是坚持认为,当时中国不具备真正的MIRV.
东方红 发表于 2009-5-17 08:28 | 显示全部楼层
1999年的东风31是单弹头远程导弹,我国实际部署分导式多弹头洲际弹道导弹是近几年的事情。
mir-2 发表于 2009-5-21 13:48 | 显示全部楼层
多弹头技术更适用于核突袭,若用于核反击,导弹本身的生存能力是问题的关键。结合目前中国战略核力量主要还是固定部署,若不提高发射系统本身的生存概率,用多弹头和单弹头没太大差别
kwah 发表于 2009-8-17 22:09 | 显示全部楼层
df-5b,这么好的消息,看到的太晚了。
pbs 发表于 2009-10-6 01:56 | 显示全部楼层
要消除猜测就公开承认啊。比如在国防白皮书中写一下嘛。
kktt 发表于 2009-4-18 22:00



                               
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這是一支「奉獻」的隊伍。2008年是工程組的大喜之年,組里有三位同志將爲人父母,但爲了保障型號任務的順利進展,他們劫只能把喜悅珍藏心底。「准媽媽」加班加點與同事們幷肩戰鬥到預産期前兩天,「准爸爸」在妻子臨産之際,劫遠在千里外執行「神七」發射任務。面對家人,他們有掩不去的歉意;但面對工作,他們也有掩不去的欣喜。
這是一支「學習」的隊伍。創新是進步的靈魂,學習是提高的途徑。爲了促進成員的共同進步,提升專業技術能力,組內組織了各類學習交流。大家集思廣益,博采衆家之長,既利于開拓思路,相互借鑒有創意的合理設計思想;也促進大家多思多想,舉一反三臻于盡善盡美。
展望未來,任重而道遠。這支隊伍肩負著第一個「金牌火箭」稱號的榮譽,承擔著第一枚多彈頭分導式戰略導彈的光榮使命,追尋著載人航天Y1-Y7的光輝足跡,十二所四室CZ-2系列工程組將以扎實創新的專業功底,勇于攻關的團隊精神,嚴謹負責的工作態度,去創造新的輝煌。

http://www.takungpao.com/news/09/01/20/junshi03-1021363.htm
sped 发表于 2009-10-7 22:58 | 显示全部楼层
多弹头洲际导弹能机动部署吗?
snowtiger 发表于 2009-10-8 13:00 | 显示全部楼层
理论上可以,就看是否需要了。
lih 发表于 2009-10-8 13:58 | 显示全部楼层
16# kwah
真的有DF-5B吗?不是说只有A的吗?那应该是类似下马的DF-6环球导弹了!
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