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中国自行设计的中近程导弹连续8次飞行试验获成功,引发美国关注

更新时间:2025-01-14 工作计划 版权反馈
【摘要】:自1964年6月,中国自行设计的第一枚中近程导弹连续8次飞行试验均获成功。1965年3月11日,在钱学森的主持下,《地地导弹发展规划》出炉。屠守锷被任命为该工程总设计师,主持洲际导弹方案论证。1969年8月28日,美国《华盛顿明星报》报道:苏联欲动用中程弹道导弹对中国的重要军事基地以及北京、长春、鞍山等重要工业城市进行外科手术式的核打击。此后导弹投入小批量生产并开始测试,总共生产01批次“东风-5”共6枚。

一旦有了核武器,就要考虑投射手段建设。洲际弹道导弹由于拥有全球覆盖的打击能力,在某些方面较空中投射方式有明显优势,成为军事大国所谋求的目标,凭借其超远程的打击能力成为大国军事政治博弈中分量最重的筹码。1957年8月21日,苏联第一型洲际弹道导弹R-7(北约编号SS-6,绰号“警棍”)发射试验成功,并于1959年入役。紧随其后,美国第一型洲际弹道导弹SM-65(“宇宙神”)在1958年11月28日完成全程试验,1959年入役。20世纪60年代我国掌握核武器技术之后,洲际弹道导弹也被提上了日程。自1964年6月,中国自行设计的第一枚中近程导弹连续8次飞行试验均获成功。更重要的是,经过一系列摸索、攻关,我国第一代导弹技术专家成长了起来。他们掌握了导弹研制的重要技术和基本规律,为以后各种型号导弹的研制成功奠定了基础,并直接为中国1966年10月进行的导弹、原子弹“两弹结合”试验的圆满成功做出了贡献。

1965年3月11日,在钱学森的主持下,《地地导弹发展规划》出炉。规划明确提出,要在1965年到1972年8年的时间里,研制中近程弹道导弹、中程导弹、中远程导弹和洲际导弹。这就是军工史上赫赫有名的“八年四弹”规划。1965年3月20日,周恩来组织召开第十一次中央专委会议,原则上通过了“八年四弹”规划,决定研制洲际导弹,编号命名为“东风-5”(DF-5,北约编号CSS-4),并下达了主要战术技术指标,要求1971年首飞,1973年定型。也就是在这一年,一批科技人员刚刚完成“东风-2”研制任务,转战到了“东风-5”的研制现场。根据当时的技术水平背景,“东风-5”的定位是一种井基发射、二级、液体推进的洲际弹道导弹。该弹由中国国防部五院(现航天一院,中国运载火箭技术研究院)设计开发。屠守锷被任命为该工程总设计师,主持洲际导弹方案论证。1961年苏联撤走专家时,屠守锷在困境下走马上任国防部第五研究院一分院副院长,全面主持技术工作,经历了从仿制到独立研制的过程,经受了锻炼和考验,是位经验丰富的导弹专家。

屠守锷

1966年5月,“东风-5”开始总体方案的设计。遇到的技术难题很多,概括起来就是“十大关键技术”:大推力火箭发动机技术,计算机制导技术,推力矢量控制技术,新型突防技术,地下井热发射技术,等等。每一项新技术都是设计师们需要面对的“拦路虎”。

作为洲际导弹,“东风-5”的精度要求非常之高,当时的晶体管计算机不能适应这项任务的要求,工程副总设计师梁思礼提出了一个大胆的设想,采用当时刚刚问世、运算速度较高的集成电路计算机。当时只有美国的“民兵-Ⅱ”导弹采用了集成电路计算机制导技术,也不是很顺利,出了很多元器件上的问题。当时的苏联,正在开始想要搞还没搞起来。所以我们要上惯导平台和集成电路计算机方案,应该是一个很先进很大胆的决策。面对这样的新技术难题,“东风-5”的设计师们想出了一个巧妙的方案,采取只会加减不会乘除的增量计算机,减少了三分之一弹上计算机的集成电路的量,降低了难度。

大推力火箭发动机对导弹射程非常关键。火箭发动机的推进剂选用了偏二甲肼作为燃料、四氧化二氮作为氧化剂。发动机的基础是北京万源的YF-20B。导弹第一级发动机称之为YF-21B,由4台独立工作的YF-20B发动机通过机架并联组成,航向控制采用泵前摇摆方案(单机沿弹体切向摇摆,摆角±10度);第二级采用一台主发动机YF-22B和4台游动发动机YF-23B组成。从技术源头而言,YF-22B就是YF-20B发动机的高空版。为了提高精度,导弹还采用了单组元无水肼弹头姿控发动机。制导系统选用平台-计算机方案,采用三轴稳定平台,静压气浮陀螺,先进弹载计算机(中国首台集成电路空间计算机)。液体推进剂的贮箱采用高强度铝铜合金,减重30%,可以有效提高射程。其他的研发重点还包括碳-石英端头防热材料、高硅氧布斜缠热压成型工艺制造等。

梁思礼

1966年5月开始的“文革”浩劫席卷全国,使蓬勃发展的导弹事业遭到严重破坏和干扰。屠守锷的科研工作遇到了空前的困难。面对铺天盖地的“大字报”和一个接一个的批斗会,他埋头于资料、图纸和各种数据,我行我素。曾有人看到,在气氛热烈的群众大会上,别人在慷慨陈词,他却凝神屏气,笔走游龙,旁若无人地演算公式。屠守锷的工作以不可思议的速度进展着,1968年,他拿出了远程导弹的初步设计方案。方案论证来论证去,研制工作就拖下来了,一拖就是几年。时任国防科委主任的张爱萍曾经这样点评“东风-5”:生于乱世,先天不足。

就在中国“东风-5”技术方案紧张攻关的时刻,超级大国的核威胁、核讹诈如同达摩克利斯之剑,悬在了中国人的头上。1969年8月28日,美国《华盛顿明星报》报道:苏联欲动用中程弹道导弹对中国的重要军事基地以及北京、长春、鞍山等重要工业城市进行外科手术式的核打击。一时之间,核战争的阴云再次笼罩中华大地。

1969年6月14日,第一级发动机YF-21B试制成功。1970年6月完成导弹的技术设计。此后导弹投入小批量生产并开始测试,总共生产01批次“东风-5”共6枚。1970年11月,“东风-5”进入总装厂,开始总装测试。副总设计师梁思礼负责整体测试工作。“文化大革命”是个混乱无序的时代,各种科研和生产的规章制度遭到破坏,工厂生产出来的产品有许多质量问题。因为每个分系统全都是带着问题来的,而且各分系统接口之间匹配也存在着很多问题,这一大堆问题全搅在一块了,比如说平台,不是多脉冲就是少脉冲,计算机不是死机就是发生错误。系统信号每次测试结果都不一样。就这样发现问题就改,哪有问题改哪里,大干、苦干了100天。

“东风-5”导弹

在这“百天大会战”中,航天人坚守着“严肃、严格、严密”的“三严”作风。一次,一个脱落插头中的小钥球丢失了。如果掉进火箭里,将会带来灾难性的后果。所以,必须找到小钥球。尽管像大海捞针,整个厂子上上下下都动员起来,在偌大的厂房里,院、所、厂的领导和设计师们,全都趴在地上到处寻找,终于在一个铁轨缝里找到了这个小玩意。如此没日没夜地工作,超出了人的承受极限,梁思礼累得最后尿血了。

1971年6月,经过研制人员的奋力攻关,“东风-5”导弹01批次首发遥测弹终于完成总装。时任“东风-5”研制技术总负责人的屠守锷后来这样回忆道:“我们在生产第一线的人员一致认为,这枚火箭虽然在地面测试时间长一些,但各系统工作协调,测得的参数也在合格范围之内,可以用来做飞行试验。”

1971年6月25日,“东风-5”首发遥测弹出厂。两天后,启程运往发射基地。到了技术阵地以后,问题还是层出不穷。不是这个元件坏了,就是那个电路不通或短路。这些情况更加重了坐镇一线的钱学森的不安,他指挥大家一个问题一个问题地解决,最后才算基本上解决了发现的所有问题。“东风-5”采用的是串联式两级火箭的结构方案,全长35米,最大直径3.35米,总重190吨。结构尺寸较大,当时的研究设计人员缺少大型火箭的设计经验,发射结果如何心里一直没有底。屠守锷后来这样回忆:这可是旱鸭子下水第一遭。

“东风-5”遥测弹

当导弹竖在发射架上进行垂直测试时,突然出现回路抖动问题,振幅很大,连带发射架也跟着一起抖动。在场的人员都被这一从未见过的严重现象惊呆了,立即停止测试,紧急召开现场会议分析故障原因。大家你一言我一语,发表自己的看法。然而,由于抖动原因十分复杂,一个人提出一种见解,马上就有人予以否定,而且都说得有一定道理,一时没有人能对这一现象做出合理的、令人满意的解释。于是有人提出了一些改进措施,但经过试验,还是不能排除抖动问题。这发弹究竟打还是不打?大家把期待的目光投向钱学森,只见他处乱不惊,脸上挂着常有的笑容,做了一个决策性发言,对这一问题拍板定案。他主要讲了两点:一是根据他多年科研工作的经验和对这种问题的认识,认为这个问题很复杂,如果分析它的振动,找出抖动原因,不是这几天就能列出方程,算出结果,解决得了的。二是当火箭点火发射,离开发射架上天以后,可能就不会出现这种抖动问题了,所以他认为这种抖动不影响发射。在这关键的时刻,钱学森根据自己的学识和经验做出的精辟结论令大家一下子振奋起来,大大增强了试验的信心。

1971年9月10日,“东风-5”导弹在酒泉发射场进行了第一次飞行试验,获得基本成功。上午11时,“东风-5”首发遥测弹发射,进行低弹道方案考核试验。导弹第一级情况正常,顺利分离。但由于计算机软件设计问题,未能适应低弹道,207秒时二级发动机提前30秒关机,姿态控制系统出现短时间的振荡,导弹落点偏远565千米。未能模拟全程弹头再入过程,防热结构和引爆系统也没有得到考验。这证明了钱学森的判断是正确的。总体方案是可行的,各系统之间的工作基本协调。但屠守锷明白,远程导弹要投入使用,必须经过全程飞行的考验。随后的10月份,根据试验结果,一院总体设计部总结教训,针对可靠性和作战使用性能,对“东风-5”的总体方案提出了10项幅度较大的改动。此后的一段时间,主要进行基本设计的改进工作。经过反复论证和试验,“东风-5”各系统的技术方案逐一被确定下来。

1972年11月9日,开始准备进行第二次低弹道方案考核试验。12月26日发射01批02枚,因一级发动机点火电路故障,一、三分机没有点着,火箭紧急关机。同枚弹检修后于1973年4月8日再次发射,发射正常,主动段仪器舱外压失稳,弹自毁,试验失败。这两次发射试验均未成功。研发受挫之后,“东风-5”的试验工作暂时搁置,重点工作转向基本设计的修改。1973年10月,经周恩来批准,洲际导弹的研制、试验计划推迟。

此时的“东风-5”导弹虽然不具有实战效能,却能改装成运载火箭。像苏联的R-7(“警棍”)和美国的SM-65(“宇宙神”),都成功地衍生出了商业火箭家族。苏联的“卫星”、“东方”、“联盟”、“闪电”等火箭均以R-7为蓝本,而SM-65摇身一变成为著名的“宇宙神”火箭家族。“东风-5”则是与“风暴一号”和“长征二/三/四号”火箭密切相关。“风暴一号”运载火箭是国家1969年8月下达任务,由上海航天基地负责研制的两级液体火箭,结构与“东风-5”相似,主要用来发射低轨道卫星。1972年8月首次进行遥测试验火箭发射,取得了基本成功。1975年7月发射了中国第一颗质量超过1吨的卫星。1977年7月用“风暴一号”进行了低弹道第一次飞行试验。而“长征二号”家族的初始型号则是从“东风-5”第01批次改装过来的。1974年11月5日,01批3号弹被改为“长征二号”火箭,用于发射返回式遥感卫星,该卫星重量达1 800千克。因速率陀螺回路断线,导致控制系统失灵,火箭失稳自毁,因而将我国首款发射1吨以上卫星的火箭头衔拱手让给了“风暴一号”。此后我国在“长征二号”的基础上继续开发“长征二号C”等改进型号。(www.xing528.com)

1975年11月到1979年11月,弹头研制方面也取得了明显进展,通过改进设计和地面试验,解决了弹头防热等一系列关键技术问题。并且在1977、1978两年,用“风暴一号”火箭两次成功进行低弹道配重飞行试验。“东风-5”的02批次飞行试验开始处于酝酿状态。1977年9月,中共中央批准于1980年进行“东风-5”全程试验。1980年对于“东风-5”而言是关键的一年。1980年2月12日,华国锋主席主持中央专委会议,批准了国防科委提出的“东风-5”全程飞行试验方案,这就是著名的“580”任务。随后一共生产了16发,其中8发在1981年前用于飞行试验。

“风暴一号”火箭

“东风-5”洲际导弹全程发射试验要打到太平洋上,这就要求发射之前把发射的落区划定在东经多少度、北纬多少度范围内,然后向全世界发表公告,在导弹试验期间禁止所有船只进入落区,以免发生危险。固定导弹的落区是件很困难的事,因为导弹落点存在误差,圈画大了,外国人会认为我们的导弹太不精确,画小了又怕打着别国的船,引起国际纷争。技术人员谁也不敢定这个数据,最后还是钱学森拍板,确定对外公告的范围数据(南纬7度0分、东经171度33分为中心,半径70海里圆形海域范围)。

“东风-5A”洲际弹道导弹

1980年3月,时任七机部副部长的张镰斧和洲际导弹总设计师屠守锷,率领试验工作队来到酒泉发射基地。在酒泉基地的日日夜夜,屠守锷几乎都是在测试现场度过的。厂房里、发射塔、控制间、遥控站……到处都可以看见一个穿着工作服、戴着眼镜的老头,鼻孔、耳朵、镜片和头发上沾满了沙尘。很多人都想不到,这位风尘仆仆的“老师傅”就是著名的导弹总设计师!导弹发射前,还要做最后的把关检查。考虑到屠守锷的身体和劳累,张镰斧要亲自爬到塔上去。而固执的屠守锷却一把拽住张镰斧的手,不容分说:“不行,你有高血压,还是我上。”说完,他头也不回,踏着陡峭的铁梯,向高高的塔顶爬去。看着屠总一步一步费劲地攀爬,同事们的心颤抖了:发射塔架有几十米高啊,年轻人爬着都吃力,可屠总已是60多岁的老人了。

从发射塔上下来,屠守锷接过导弹鉴定书,庄重而自信地写下一锤定音的四个大字“可以发射”,最后签上自己的名字。签字时,他显得非常平静,然而当导弹准确命中万里之外目标的消息传来时,他再也抑制不住内心的激动,双手捂着眼睛孩子般地哭了,继而又孩子般地笑了……

1980年5月18日10时,中国的洲际导弹“东风-5”从20号基地2号发射阵地138工位向预定海域发射“580-甲”弹,取得了圆满成功。导弹飞行29分57秒,射程9 070千米,落点为南纬7度42分23秒、东经172度15分36秒。洲际导弹的试验成功,震惊了全世界,不仅有着巨大的军事和政治意义,而且为中国以后的“长征”系列运载火箭研制奠定了坚实的基础。

“580”任务后,一院根据试验中暴露出来的问题对产品软硬件进行了改进。1981年12月7日,从地井进行导弹高弹道飞行试验。制导系统首次采用误差修正方法,在命中精度上取得了令人满意的效果。

接下来的收尾工作相对较为顺利。1983年,第一级发动机定型。1984年3发“东风-5”参加国庆大阅兵。1985年,“东风-5”获国家科技进步特等奖。1986年7月和12月,配备的核弹头和“东风-5”相继设计定型,至此“东风-5”项目的研发工作在历经坎坷之后画上了圆满的句号。

“东风-5”导弹在新中国成立三十五周年阅兵式上首次亮相

“东风-5”作为我国战略力量的重要组成,相关数据一直被严格保密,迄今尚未公开。据西方研究机构公布的信息,“东风-5”的性能数据主要是弹长32.6米,第一级长20.5米,第二级长7.5米,弹头及附件长4.6米;弹径3.35米;弹重183吨,载荷3 000~3 200千克;弹头当量300万吨TNT;射程12 000千米;制导采用惯性三轴静压气浮陀螺,空间计算机;精度(CEP)500~2 000米;部署方式为发射井和发射台;发射准备时间为120分钟,或30~60分钟(在发射井中)。按《中国航天》1997年第8期给出的相关数据,“长征二号”和采用A型整流罩的早期“长征二号C”外形推力数据相同:全长31.170米,最大直径3.35米,“长征二号”初始型号即为01批“东风-5”的03~06号弹所改装,首批“长征二号C”即为02批“东风-5”所改装,能够较为准确地反映“东风-5”的水平。

“东风-5”导弹是我国第一种具备洲际射程的弹道导弹,自服役以来是我国核打击力量的中坚。其衍生型“东风-5A”、“东风-5B”均面向新时期的作战要求进行改良,性能上有了明显提升。在可见的将来,创造多个“中国第一”的“东风-5”系列还将继续承担核威慑任务。

采用了“东风-5”技术的“长征二号E”运载火箭

“东风-5”设计定型后,在1989年秋季的抽检飞行试验中打出了最佳精度。我国的空基、海基核力量均无法实现远程打击,投射能力明显弱于先进核大国。作为唯一的洲际打击力量,“东风-5”在我国的核威慑力量中很长一段时间内都占据主导地位,发挥着举足轻重的作用。然而,由于我国技术底子薄弱,国外技术发展迅速,“东风-5”的出现仅仅是解决了洲际核打击力量的有无问题而已,在优劣问题上仍然没有提供选择的余地。因而“东风-5”如何适应新时代的要求,在更新一代洲际导弹彻底取代它之前依然是至关重要的命题。

知识卡

软目标与硬目标

核打击目标按目标的抗超压能力,可分为软目标和硬目标。软目标指抗力较低、幅员较大、易被摧毁的目标。如城市、工业中心、重兵集结地等。打击软目标对导弹的命中精度要求较低。硬目标指能够承受一定冲击波超压而不被毁伤的目标。如战略导弹地下发射井、地下指挥控制中心、飞机地下洞库、地下油库等。美国“民兵”导弹的地下发射井抗压强度为每平方厘米1 400牛,苏联第四代导弹发射井据称抗压强度为每平方厘米2 400牛~3 160牛。

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