□ 張保慶
國外戰術導彈固體動力發展動向
□ 張保慶

固體動力技術是戰術導彈的核心技術之一,其性能直接影響著戰術導彈武器系統的作戰能力。美國和歐洲等近年來加大了對固體動力技術研發的支持力度,持續推進固體動力技術的發展。隨著固體動力技術的不斷發展和突破,未來戰術導彈武器系統的作戰性能將獲得極大提升。
美國高度重視固體動力技術發展,不斷推進先進含能材料、環境友好型固體推進劑、新型低特征信號及鈍感技術固體火箭發動機等技術研發,尤為重視固體姿軌控推力系統技術研究,推動了固體動力技術在導彈與航天領域的廣泛應用,繼續保持了其在先進固體動力技術領域的領先地位。歐美相關固體動力技術與裝備研制與生產廠商兼并或重組,進一步增強企業競爭力。

金剛級神盾艦垂直發射標準-3導彈

“三叉戟”D5導彈

“侏儒”小型地對地洲際彈道導彈
美國陸軍開展新型低成本增程防空導彈固體動力技術研究。新型低成本增程防空導彈固體動力技術將用于低成本、中低空、中遠程的新型防空導彈,對付無人機、巡航導彈、大口徑火箭彈和近程導彈以及空對地導彈。海軍發展防御反艦導彈的“標準”艦空導彈的固體火箭發動機,主要研究包括用于該導彈的雙脈沖固體火箭發動機、一體化推力矢量控制技術及風險降低方案。
防空導彈用變推力固體火箭發動機技術,有助于增強防空導彈的機動性能,在空空導彈上應用較多。美國在成功研制變流量固體沖壓(VFDR)發動機后,又進行了“變流量火箭沖壓發動機-飛行器概念”(VFDR-FVC)項目研究,旨在對已成功的VFDR項目作進一步研究,使導彈適應F-22戰機的內掛要求。此外,該項目的另一個目的是對雙射程/雙任務導彈用沖壓發動機進行設計概念研究。歐洲“流星”空空導彈采用“可變流量整體式固體火箭沖壓發動機”,通過彈上傳感器和彈上飛行管理計算機專用軟件的控制,關閉和打開火箭沖壓發動機進氣道閥門,可使“流星”導彈的速度在2馬赫~4馬赫之間變化。該導彈成功進行了飛行試驗,使得可變流量整體式固體火箭沖壓發動機技術在空空導彈的應用取得了實質性進展。
與液體姿軌控發動機相比,固體姿軌控發動機具有結構簡單、安全性高、性能好、體積小、貯存周期長、維護使用方便的特點。國外固體姿軌控技術近年取得了較大進步,美國尤為重視美國固體姿軌發動機的研究應用,其標準-3導彈上的固體姿軌控系統更是代表了最新技術發展水平。近年來,美國加快推進固體姿軌控系統研究,僅在2015年航空噴氣·洛克達因公司先后向美空軍交付了200臺“薩德”導彈固體火箭助推發動機,交付了100臺“標準-3”Block 1B導彈節流式固體姿軌控發動機(TDACS)。后續,噴氣·洛克達因公司將繼續對“標準-3”Block 1B導彈節流式固體姿軌控發動機進行改進,計劃2018年在“標準-3”Block 2A導彈上使用。導彈防御局也開始研制可長時間工作的第三代固體姿軌控發動機(MDACS)。
美國陸軍高度重視研發導彈增程固體火箭發動機,目前正在對能夠增加導彈射程和減小飛行時間的新型增程推進系統進行測試。陸軍研究實驗室(ARL)和美國研究、開發和工程中心(ARDEC)對含能材料進行探索、縮比和測試研究,通過提高固體火箭發動機推進劑燃速增加導彈射程。
美國陸軍探索研究用于火箭彈和炮彈的新型固體火箭發動機推進劑。陸軍正在開展未來新型固體動力技術研究,重點研究固體推進劑混合擠壓技術和藥柱包覆技術,以保持鈍感性能滿足火炮發射要求。2016年財年為該項目申請預算385.6萬美元,為直線和非直線炮彈應用制造混合擠壓成型的固體推進劑,完成30毫米炮彈的固體推進劑包覆,提高推進劑低溫下的燃燒速度且保持高溫燃速,使炮彈在全溫度下增程;對推進劑在120毫米迫擊炮彈上使用效果進行驗證,是否滿足增程一倍的要求。
美國軌道ATK公司獲得AIM-9P“響尾蛇”空空導彈低煙型固體火箭發動機(SR116-HP-1)批產合同。迄今為止,軌道ATK公司已經生產30000多臺用于AIM-9P“響尾蛇”導彈的固體火箭發動機,總計對外軍貿銷售金額超過1000萬美元。此外,美國海軍正在對新型“響尾蛇”導彈AIM-9X導彈的先進固體火箭發動機進行設計、開發和驗證,以提升海軍未來空戰能力。
著名的固體火箭發動機生產商ATK公司的防務集團公司和宇航集團公司與美國運載火箭與衛星研制生產商軌道科學公司正式完成合并,合并后公司名稱為軌道ATK。軌道ATK公司的總部設在杜勒斯(軌道科學公司總部),將雇用1.3萬名員工。其中包括4300名工程師和科學家、7400名生產與操作專業技術人員,其工程中心、研究實驗室、生產車間、測試與發射場分布于美國17個州。新公司中ATK公司持股53.8%,軌道科學公司持股46.2%,將進軍航天發射和衛星領域,為美國及國際客戶提供運載火箭與火箭推進系統、戰術導彈和國防電子、衛星與航天系統、軍火系統與彈藥以及商業和軍用衛星結構及相關部件,預計年收入將達到45億美元。隨著固體動力行業巨頭ATK公司與軌道科學公司合并,美國國防軍工企業中又增加了一個大型軍工集團,逐步將產業鏈延伸至航天與導彈武器上游,擴大企業效益。
法國固體動力行業巨頭赫拉克里斯公司繼續拓展固體動力產業,進軍未來具有很大發展前景的固體推進劑回收、銷毀和再利用產業,同時收購歐洲最大的點火裝置和工業安全滅火器制造商航空宇航推進公司70%股份,進一步提升固體動力產業的行業覆蓋率,拓展在火化工安全領域的產品,增強企業發展競爭力。
固體動力技術作為導彈武器的關鍵技術在世界國防科技工業中占據重要的地位和作用。未來固體動力技術將繼續保持快速發展態勢。一是發展先進固體推進劑,滿足導彈和航天固體動力技術需求。俄羅斯和美國正在開展固體推進劑含能材料(如聚硝酸酯二氧雜環丁烷(3-PNO))研究,推動高能固體推進劑發展,有效提升固體動力能量水平,使導彈武器整體性能進一步提高。二是綠色推進系統預先研究和應用研究將取得突破,不僅可滿足航天與導彈固體推進系統的需求,還可解決日益突出的環境問題。三是固體火箭發動機將具備更高的鈍感性能和低特征信號特點,進一步提高導彈與航天運載器的使用性和防護性。四是利用現有技術發展通用型固體動力系統,降低研制成本和縮短研制周期。★

AIM-9“響尾蛇”空空導彈

“流星”空空導彈

掛載了6枚AASM“鐵錘”空對地精確制導炸彈、4枚中遠程空空導彈、2枚“流星”遠程空空導彈以及3個副油箱的法國“陣風”戰斗機