是回光返照還是全面復(fù)興？

劉樂

俄羅斯公布的“薩爾馬特”導(dǎo)彈性能

近日，在“俄羅斯軍隊-2019”國際軍事技術(shù)論壇期間，俄方首次公開了其最新的“薩爾馬特”重型洲際彈道導(dǎo)彈的性能參數(shù)。該導(dǎo)彈全長35.5米，直徑3米，采用液體燃料火箭發(fā)動機(jī)推動;其起飛重量為208.1噸（其中液體燃料重約178噸），有效載荷近10噸，戰(zhàn)斗部為分導(dǎo)式核彈頭;導(dǎo)彈最大射程18000千米，但其命中精度數(shù)據(jù)（圓概率偏差）并沒有公布。早在2018年初，俄羅斯總統(tǒng)普京在發(fā)表年度國情咨文時就表示，“薩爾馬特”重型洲際彈道導(dǎo)彈正在測試當(dāng)中，首批量產(chǎn)型導(dǎo)彈將于2021年投入使用，并將取代SS-18系列重型洲際彈道導(dǎo)彈。

作為昔日東西方冷戰(zhàn)標(biāo)志性武器之一的SS-18系列重型洲際彈道導(dǎo)彈（俄方稱“R-36M系列重型洲際彈道導(dǎo)彈”），是蘇聯(lián)洲際彈道導(dǎo)彈家族的第4代產(chǎn)品，其基本型的最大射程約為16000千米，并可投送1枚爆炸當(dāng)量約為2500萬噸的核彈頭。而其后期型號全部具有投送分導(dǎo)式核彈頭的能力，最大射程雖有所縮減，但毀傷效率明顯提高，從而也成為了東西方冷戰(zhàn)時期西方最為忌憚的蘇制戰(zhàn)略武器之一。然而，“歲月不饒人”，俄羅斯現(xiàn)役的SS-18系列重型洲際彈道導(dǎo)彈已基本接近壽命上限，因而被“薩爾馬特”導(dǎo)彈全面取代，也是順理成章的事情。

液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈的歷史回顧

在彈道導(dǎo)彈上使用液體燃料，始于二戰(zhàn)時期納粹德國的V2，其使用了乙醇和液氧作為推進(jìn)劑。后隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以液氫液氧、煤油液氧、甲烷液氧、偏二甲肼紅煙硝酸、偏二甲肼四氧化二氮等為燃料的火箭發(fā)動機(jī)不斷涌現(xiàn)，既推動了軍事技術(shù)的發(fā)展，又推動了民用航天事業(yè)的發(fā)展。但綜合比較后而言，液氫、液氧、液態(tài)甲烷等均屬低溫燃料，儲存和使用的條件比較苛刻，且液氫和液氧等化學(xué)性質(zhì)非常活潑，稍有不慎就有可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等惡性事故。更為重要的是，液氫和液氧等為不可儲液體燃料，一旦加注進(jìn)彈體，就要盡快發(fā)射，難以滿足戰(zhàn)略導(dǎo)彈長時間戰(zhàn)備值班、令到即射的需要。

總之，根據(jù)各國的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最適合戰(zhàn)略導(dǎo)彈的液體燃料還是偏二甲肼與四氧化二氮的組合，當(dāng)然也有使用混肼50與四氧化二氮的（如美國的“大力神”2洲際彈道導(dǎo)彈），但從大類上講還是一致的。這兩種液體燃料造價適中，且為常溫燃料，一旦加注可在彈體內(nèi)儲存相當(dāng)長的一段時間，在一定程度上適應(yīng)了戰(zhàn)略導(dǎo)彈的需要，當(dāng)然其具體儲存時間為各國的機(jī)密。同時，偏二甲肼與四氧化二氮一旦相遇即可自燃，可以簡化戰(zhàn)略導(dǎo)彈的點(diǎn)火機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，其缺點(diǎn)也是相當(dāng)明顯的，一是其在彈體內(nèi)的儲存時間仍難與固體燃料相比，二是其毒性較大，一旦泄露，將對周圍環(huán)境和人體健康帶來一定的負(fù)面影響。

縱觀俄羅斯，其現(xiàn)役的陸基液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈（如SS-18和SS-19），全部使用的是偏二甲肼與四氧化二氮燃料，甚至在潛射洲際彈道導(dǎo)彈方面，也有相當(dāng)部分的型號使用了以上兩種液體燃料（如SS-N-23）。而另一個超級大國美國，除早期的“宇宙神”與“大力神”1洲際彈道導(dǎo)彈之外（其使用液氧煤油燃料），其液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈全部使用了肼類與四氧化二氮燃料。當(dāng)然，自“大力神”2洲際彈道導(dǎo)彈退役之后，美國已無現(xiàn)役的液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈，其海基和陸基導(dǎo)彈全部實(shí)現(xiàn)了“固體化”。

此外，英國現(xiàn)役唯一一種洲際彈道導(dǎo)彈“三叉戟”IID5（潛射）為固體燃料;法國現(xiàn)役唯一一種洲際彈道導(dǎo)彈M51（潛射）也使用固體燃料。

試驗(yàn)中的“薩爾馬特”導(dǎo)彈

“薩爾馬特”重型洲際彈道導(dǎo)彈性能解析

“薩爾馬特”的最大參考目標(biāo)，就是其前輩SS-18重型洲際彈道導(dǎo)彈。兩相對比，“薩爾馬特”略有超出。其中最重要的兩項指標(biāo)即有效載荷和最大射程，有了明顯提升。以俄羅斯目前的核彈頭小型化技術(shù)水準(zhǔn)而言，近10噸的有效載荷至少可以運(yùn)載并投送10枚以上的分導(dǎo)式核彈頭，每枚核彈頭的爆炸當(dāng)量至少在50萬噸以上。如果降低單個核彈頭的爆炸當(dāng)量，還可以運(yùn)載并投送更多的核彈頭。當(dāng)然，單枚導(dǎo)彈運(yùn)載過多的核彈頭，不利于分散風(fēng)險，一旦在初始段或中段被敵方反導(dǎo)武器攔截，損失太大。因此，現(xiàn)在各國現(xiàn)役的各型洲際彈道導(dǎo)彈，其所運(yùn)載的核彈頭，基本上都不超過10枚。

即將被“薩爾馬特”取代的SS-18重型洲際彈道導(dǎo)彈

所以說，“薩爾馬特”所運(yùn)載并投送的核彈頭也不太可能超過10枚?！八_爾馬特”導(dǎo)彈的直徑不超過3米，可能主要是從便于鐵路運(yùn)輸?shù)慕嵌瓤紤]的，即使俄羅斯境內(nèi)都是寬軌鐵路，但若導(dǎo)彈直徑超過了3米，鐵路運(yùn)輸就會存在一定的困難，若超過了3.5米，就難以進(jìn)行鐵路運(yùn)輸。據(jù)推測，該導(dǎo)彈可能采用了兩級液體燃料火箭發(fā)動機(jī)，推進(jìn)劑為偏二甲肼和四氧化二氮，具備一定的燃料可儲性。為了充分利用既有發(fā)射井，該導(dǎo)彈還可能沿用了冷發(fā)射的方式，即先用高壓燃?xì)鈱?dǎo)彈推出井口后再點(diǎn)燃主發(fā)動機(jī)，這樣還可以避免在發(fā)射井內(nèi)設(shè)計安裝復(fù)雜的導(dǎo)焰冷卻裝置。早在上一代的SS-18重型洲際彈道導(dǎo)彈上（改進(jìn)型號），就實(shí)現(xiàn)了圓概率偏差350米的設(shè)計目標(biāo)，這也是蘇聯(lián)時代液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈的最高設(shè)計精度。

經(jīng)過30多年的發(fā)展，今天的“薩爾馬特”導(dǎo)彈，應(yīng)該擁有更高的命中精度。眾所周知，一款洲際彈道導(dǎo)彈的命中精度，主要取決于其慣性導(dǎo)航元件的精度，而在這個方面，各大國對自己相應(yīng)產(chǎn)品的性能參數(shù)，都是嚴(yán)格保密的。因而我們只能合理推測，“薩爾馬特”導(dǎo)彈的命中精度比SS-18有較大的提高，其圓概率偏差應(yīng)該在200米左右，基本達(dá)到了與美國現(xiàn)役洲際彈道導(dǎo)彈相當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)。由于俄羅斯地跨歐亞兩洲且國土面積廣闊（國土面積1700余萬平方千米，位居世界第一），因此從其境內(nèi)發(fā)射的洲際彈道導(dǎo)彈，只要具備10000千米左右的最大射程，就能覆蓋其主要戰(zhàn)略對手的全境。而“薩爾馬特”導(dǎo)彈18000千米的最大射程，顯然大大超過了俄羅斯的現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)略需要。

因此，18000千米可能只是“薩爾馬特”導(dǎo)彈理論上的最大射程，要達(dá)到這一數(shù)值，導(dǎo)彈必須減輕有效載荷。所以說，“薩爾馬特”導(dǎo)彈的實(shí)際最大射程，可能不會超過15000千米。同時考慮到各大國反導(dǎo)武器特別是中段反導(dǎo)武器的發(fā)展，“薩爾馬特”導(dǎo)彈還應(yīng)強(qiáng)化了自身的突防能力。一般來說，洲際彈道導(dǎo)彈的突防方式無外乎使用速燃發(fā)動機(jī)、釋放誘餌、機(jī)動變軌等，考慮到“薩爾馬特”導(dǎo)彈的有效載荷較大，除運(yùn)載核彈頭之外，尚有余力運(yùn)載較多的誘餌。因此，“薩爾馬特”導(dǎo)彈很可能采用了釋放“有速誘餌、再入誘餌”及“機(jī)動變軌”等方式，來提高自身的突防能力，在戰(zhàn)時突破主要戰(zhàn)略對手中段反導(dǎo)系統(tǒng)的攔截。

俄羅斯導(dǎo)彈固定發(fā)射井

“薩爾馬特”導(dǎo)彈未來部署與換裝

對于重型洲際彈道導(dǎo)彈而言，最傳統(tǒng)的部署方式就是將其置于地下發(fā)射井內(nèi)，這種部署方式簡單易行，且具有很長的歷史。事實(shí)證明，地下發(fā)射井的部署方式，具有良好的隱蔽性與生存性。即使在衛(wèi)星偵察手段十分先進(jìn)的今天，要想發(fā)現(xiàn)并定位一個大國所有的地下發(fā)射井，是不可能的。此外，通過衛(wèi)星等偵察手段發(fā)現(xiàn)的敵方地下發(fā)射井，也可能有真有假，一旦“認(rèn)真為假”或“認(rèn)假為真”，戰(zhàn)時將造成嚴(yán)重的后果。與此同時，現(xiàn)代地下發(fā)射井，均綜合使用了抗壓減震的多種手段，特別是高強(qiáng)度抗壓混凝土的使用，使地下發(fā)射井堅如磐石。

即使戰(zhàn)時有敵方的核彈頭在近距離爆炸，只要其爆炸當(dāng)量不超過地下發(fā)射井的設(shè)計上限，就能確保生存下來并進(jìn)行反擊。此外，前文已經(jīng)提到，只要導(dǎo)彈的長度和直徑大體相當(dāng)，新型導(dǎo)彈就有可能沿用上一代導(dǎo)彈的地下發(fā)射井，從而減少使用成本。而且考慮到“薩爾馬特”導(dǎo)彈的體積和重量，其實(shí)現(xiàn)公路機(jī)動發(fā)射的可能性甚微，但其實(shí)現(xiàn)鐵路機(jī)動發(fā)射的可能性并不能完全排除。此前全世界唯一進(jìn)入現(xiàn)役的鐵路機(jī)動洲際彈道導(dǎo)彈SS-24，全長21米、直徑2.35米、有效載荷約為3.6噸，其鐵路發(fā)射車最大載重約為120噸。

兩相對比可知，“薩爾馬特”導(dǎo)彈如果要實(shí)現(xiàn)鐵路機(jī)動發(fā)射，難度還是比較大的，現(xiàn)有鐵路發(fā)射平臺難以承載，必須重新研制。綜上所述，“薩爾馬特”仍將是一款以地下井發(fā)射為主的洲際彈道導(dǎo)彈，但未來不排除其它的部署方式。未來俄羅斯若要使用“薩爾馬特”導(dǎo)彈攻擊其主要戰(zhàn)略對手，主要有兩個發(fā)射方向：一是與地球自轉(zhuǎn)方向一致，自西向東發(fā)射;二是從其本土向北極方向發(fā)射。但由于洲際彈道導(dǎo)彈彈道高度的限制，洲際彈道導(dǎo)彈是存在最小射程的（一般在4000千米左右），也就是說從距離主要戰(zhàn)略對手越近的地方發(fā)射，就越難以覆蓋其全境。

因此，未來“薩爾馬特”重型洲際彈道導(dǎo)彈的部署地，應(yīng)該還是在俄羅斯的內(nèi)陸地區(qū)，其歐洲和亞洲部分都有可能部署。另根據(jù)俄羅斯方面的消息，“薩爾馬特”導(dǎo)彈的首批量產(chǎn)型將于2021年投入使用。這也從側(cè)面說明，該導(dǎo)彈將于近期結(jié)束試驗(yàn)并盡快定型投產(chǎn)，逐步替換上一代的SS-18和SS-19液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈。不過考慮到現(xiàn)役的這兩種導(dǎo)彈還有一定的剩余壽命，加之“薩爾馬特”導(dǎo)彈也并沒有明確的服役時間表，因此未來的整個換裝過程，還會有一定的時間上的變數(shù)。

美國“大力神”2導(dǎo)彈使用混肼50與四氧化二氮液體燃料

固體燃料與液體燃料，未來誰主沉浮？

眾所周知，在彈道導(dǎo)彈領(lǐng)域，液體燃料的出現(xiàn)時間要遠(yuǎn)比固體燃料早，從最早期的乙醇液氧、液氧煤油到現(xiàn)在的偏二甲肼與四氧化二氮，技術(shù)上雖然千差萬別，但液體燃料火箭發(fā)動機(jī)比沖大的優(yōu)勢卻一直未丟。形成鮮明對比的是，固體燃料火箭發(fā)動機(jī)，其固體燃料從最早期的聚硫橡膠到現(xiàn)在的NEPE推進(jìn)劑，其兩大技術(shù)難點(diǎn)（推進(jìn)劑配方與燃料澆注），卻一直困擾著有關(guān)科研人員。尤其對于中小國家來說，先進(jìn)的固體燃料火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)幾乎是高不可攀的。因而在這種情況下，部分中小國家以液體燃料火箭發(fā)動機(jī)為突破口，取得了彈道導(dǎo)彈技術(shù)方面的重大進(jìn)展。

俄羅斯庫茲涅佐夫公司在測試液氧煤油發(fā)動機(jī)

對財力、技術(shù)有限的國家來說，假如將同等的資源投入在固體燃料彈道導(dǎo)彈上，所取得的技術(shù)進(jìn)展肯定會小很多。再者，如果是單純的航天發(fā)射活動，在不考慮應(yīng)急發(fā)射的前提下，使用液體燃料運(yùn)載火箭的效費(fèi)比，要遠(yuǎn)高于固體燃料運(yùn)載火箭。液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈特別是重型液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈，其具有火箭發(fā)動機(jī)比沖大、導(dǎo)彈有效載荷大等優(yōu)點(diǎn)，特別是對?；肆α坎⒉粡?qiáng)大的國家而言，具有特別的吸引力。

一枚重型液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈的有效載荷及彈頭投送量，可能是同級別固體燃料洲際彈道導(dǎo)彈的好幾倍，在效費(fèi)比方面優(yōu)勢明顯。但目前還要繼續(xù)研究改進(jìn)的一個問題是，液體燃料在彈體內(nèi)的儲存時間。根據(jù)公開的資料，偏二甲肼和四氧化二氮燃料在彈體內(nèi)的可儲存時間一般是若干個月，在這個時間內(nèi)，可隨時待命發(fā)射，其反應(yīng)速度并不亞于固體燃料導(dǎo)彈;一旦超過這個時間還未發(fā)射，就要將上述兩種液體燃料從彈體內(nèi)抽出，以免腐蝕彈體。相比之下，固體燃料導(dǎo)彈，其燃料可靠性至少在10年以上，這方面優(yōu)勢相當(dāng)明顯。因此，重型液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈一個關(guān)鍵的技術(shù)發(fā)展方向，就是盡可能提高液體燃料在彈體內(nèi)的可儲存時間，其主要技術(shù)措施可能是進(jìn)一步強(qiáng)化導(dǎo)彈燃料箱的密封性和耐腐蝕性。一旦取得重大技術(shù)突破，重型液體燃料洲際彈道導(dǎo)彈就會可望迎來“第二春”。

【編輯/行健】