王繼新
固體燃料導(dǎo)彈比液體燃料導(dǎo)彈反應(yīng)更加快捷、可靠,體積更小。由于技術(shù)門檻較高,伊朗雖然固體燃料導(dǎo)彈起步較早,但遠(yuǎn)沒有液體燃料導(dǎo)彈取得的成就顯著。
從“蛙”式到“征服者”
20世紀(jì)70年代,伊朗和以色列制定了“石油換武器”計(jì)劃,伊朗的導(dǎo)彈研發(fā)計(jì)劃就是從那時(shí)開啟的。1980年,兩伊戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后,伊拉克使用彈道導(dǎo)彈對(duì)伊朗進(jìn)行打擊。吃盡苦頭的伊朗意識(shí)到,必須實(shí)現(xiàn)彈道導(dǎo)彈國(guó)產(chǎn)化。通過在兩伊戰(zhàn)爭(zhēng)中的使用,伊朗發(fā)現(xiàn)液體燃料導(dǎo)彈有著先天的不足,同時(shí)可存儲(chǔ)液體燃料技術(shù)的攻關(guān)和后繼可靠性等均存在問題,因此在彈道導(dǎo)彈發(fā)展的早期,伊朗就在發(fā)展液體導(dǎo)彈的同時(shí)開展了固體燃料導(dǎo)彈的研制。這一階段,伊拉克軍隊(duì)“蛙”7A無(wú)控火箭曾給伊朗軍隊(duì)留下了深刻印象,因此伊朗首先對(duì)“蛙”7A進(jìn)行了仿制,這就是著名的“地震”系列火箭。這一系列火箭性能與蘇聯(lián)1964年裝備的“月球”M戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈系統(tǒng)相當(dāng)。由于射程小于90千米且精度不高,這些火箭主要用于對(duì)靠近前線的大城市進(jìn)行打擊。以后伊朗參考引進(jìn)的“薩姆”2導(dǎo)彈控制系統(tǒng)和“飛毛腿”導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng),最終開發(fā)了伊朗的第一種固體燃料彈道導(dǎo)彈“征服者”101,將射程擴(kuò)大到200千米以上。這種導(dǎo)彈研制始于1997年,2001年正式公開,其作用主要是彌補(bǔ)“地震”火箭的精度不足,填補(bǔ)“流星”1導(dǎo)彈與火炮之間的火力空白。以后又開發(fā)了“征服者”110。名稱中的101和110分別指發(fā)動(dòng)機(jī)噴管直徑。通過這兩型導(dǎo)彈的開發(fā),伊朗基本自主解決了生產(chǎn)固體火箭推進(jìn)劑所必需的原料問題。2000年1月,伊朗工業(yè)部門SBIG宣布丁羥樹脂(HTPB)、鋁粉和氯化鉀均實(shí)現(xiàn)自給自足。
“泥石”橫空出世
正在發(fā)射的“征服者”110近程彈道導(dǎo)彈
在固體燃料技術(shù)取得逐步成果后,伊朗開始將“流星”3等大型多級(jí)液體燃料導(dǎo)彈技術(shù)與之結(jié)合,發(fā)展射程更遠(yuǎn)的固體燃料導(dǎo)彈。2005年8月,伊朗政府稱已成功研制出用于彈道導(dǎo)彈的固體燃料技術(shù)。伊朗國(guó)防部長(zhǎng)沙姆哈尼稱,“伊朗已全面掌握生產(chǎn)導(dǎo)彈的固體燃料技術(shù),并向前邁進(jìn)了重要一步”。這時(shí)伊朗正在發(fā)展名為“阿舒拉”的固體燃料導(dǎo)彈,這一計(jì)劃并不順利,但最終升級(jí)為“泥石”110,并在2008年11月成功試射,其增程型在2009年也相繼試驗(yàn)成功。2009年5月,伊朗電視臺(tái)首次播出了該型導(dǎo)彈發(fā)射畫面,將其稱為“泥石”2導(dǎo)彈,宣稱射程達(dá)到了2000千米。該導(dǎo)彈使用新型復(fù)合固體推進(jìn)劑,具備高速、高精度特點(diǎn),并可使用“流星”系列液體燃料導(dǎo)彈的陸地機(jī)動(dòng)運(yùn)輸—起豎—發(fā)射裝置。由于此前伊朗的固體燃料導(dǎo)彈均為單級(jí)型,“泥石”2采用的兩級(jí)火箭技術(shù)對(duì)伊朗來說是一個(gè)很大的進(jìn)步,有較大的設(shè)計(jì)冗余,可進(jìn)一步提高射程,具備向遠(yuǎn)程導(dǎo)彈發(fā)展的潛力。這標(biāo)志著伊朗導(dǎo)彈研制技術(shù)已經(jīng)取得很大突破,為形成全面而有效的彈道導(dǎo)彈實(shí)戰(zhàn)威懾提供了條件。但此后“泥石”導(dǎo)彈僅在閱兵中出現(xiàn),試驗(yàn)飛行報(bào)道逐漸減少。外界估計(jì)伊朗的固體導(dǎo)彈發(fā)展計(jì)劃遭遇技術(shù)瓶頸,并可能由于2011年11月發(fā)生的重大事故而導(dǎo)致相關(guān)工作長(zhǎng)期停滯。在這次事故中,不但伊固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)施被毀,而且多名固體燃料導(dǎo)彈技術(shù)專家身亡,這對(duì)伊導(dǎo)彈發(fā)展造成了致命傷害。
“泥石”2固體導(dǎo)彈的出現(xiàn),表明伊朗導(dǎo)彈技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平
正在起豎加注燃料的“流星”3液體燃料導(dǎo)彈
越來越精確的“征服者”
在大型固體燃料導(dǎo)彈發(fā)展受挫后,伊朗調(diào)整導(dǎo)彈發(fā)展路線,中遠(yuǎn)程的大型導(dǎo)彈以液體燃料為主,固體燃料導(dǎo)彈則主要在打擊精度和可靠性方面進(jìn)行改進(jìn)。2011年,伊朗針對(duì)美國(guó)封鎖波斯灣的威脅,很快在“征服者”110基礎(chǔ)上發(fā)展了光電制導(dǎo)的具備打擊海上目標(biāo)能力的“波斯灣”反艦彈道導(dǎo)彈。該導(dǎo)彈射程從最初的200千米擴(kuò)展至250千米。2012年8月,第四代“征服者”110雖然射程不變,但使用了精度更高的制導(dǎo)系統(tǒng)。2015年8月,伊朗在其“國(guó)防工業(yè)日”典禮上又首次展出“征服者”313導(dǎo)彈。與之前的導(dǎo)彈相比,該導(dǎo)彈對(duì)尾翼進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),增加了制導(dǎo)組件,減小了載荷攜帶量。它不但繼承了較高的精度,而且射程達(dá)到了500千米。“征服者”313與“征服者”110雖然外形結(jié)構(gòu)相似,但通過改善導(dǎo)彈的飛行特性從而獲得了更大升力,使用一個(gè)更大推力和更有效的推進(jìn)系統(tǒng),減少有效載荷重量的同時(shí)使用更輕質(zhì)材料減輕彈體質(zhì)量等方式,大幅增加了導(dǎo)彈射程。“征服者”313導(dǎo)彈的研制成功和部署,進(jìn)一步強(qiáng)化了伊朗常規(guī)近程精確打擊能力,鞏固了其中東地區(qū)軍事強(qiáng)國(guó)地位。該型導(dǎo)彈曾在2020年1月對(duì)美駐敘阿薩德機(jī)場(chǎng)的打擊中表現(xiàn)優(yōu)異,展現(xiàn)了伊朗較高的精確制導(dǎo)技術(shù)水平。
“雷霆”后的薄發(fā)
2016年后,伊朗固體導(dǎo)彈繼續(xù)向遠(yuǎn)程精確方向發(fā)展,并取得了重要進(jìn)步。2016年9月,伊朗在閱兵式上首次展出被稱為“佐勒菲卡爾”的固體燃料導(dǎo)彈,隨后開始批量生產(chǎn),并宣稱該導(dǎo)彈射程可達(dá)700千米,足以威懾以色列。從圖片來看,它仍屬于“征服者”系列。由于戰(zhàn)斗部尺寸較小,按照導(dǎo)彈射程與戰(zhàn)斗部重量換算的經(jīng)驗(yàn)公式,如果其總體技術(shù)水平和2011年的“波斯灣”導(dǎo)彈相同,戰(zhàn)斗部重量可能被削減到250千克。從伊朗公開的該導(dǎo)彈打靶視頻看,它具備精確制導(dǎo)能力,從而保證在如此射程上仍有足夠威力。在此基礎(chǔ)上,伊朗又發(fā)展了名為“霍爾木茲”2的固體燃料反艦彈道導(dǎo)彈,并在2017年3月成功試射,表明伊彈道導(dǎo)彈制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展到了新的水平。在制導(dǎo)技術(shù)逐步完善可靠的同時(shí),伊朗還重點(diǎn)發(fā)展了固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī),并應(yīng)用在新一代導(dǎo)彈上。2020年2月,伊朗軍方正式公開“雷霆”500(Raad-500)新型戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈。它使用了全新發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和新型材料,最大射程達(dá)到500千米,而重量只有“征服者”系列導(dǎo)彈的一半,推重比大幅增加,打擊精度也有質(zhì)的提高。
一系列新型固體燃料導(dǎo)彈的出現(xiàn),表明伊戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈開始全面實(shí)現(xiàn)固體燃料化。2017年8月13日,伊朗議會(huì)通過法案,決定向伊朗導(dǎo)彈系統(tǒng)研發(fā)等項(xiàng)目增加5億多美元預(yù)算。隨著導(dǎo)彈射程和載荷能力的增加,固體燃料導(dǎo)彈將全面替代現(xiàn)有的“流星”1等同級(jí)別的導(dǎo)彈。同時(shí),新的固體燃料導(dǎo)彈技術(shù)還將應(yīng)用于軍事航天和中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的發(fā)展。
目前,伊朗的固體燃料導(dǎo)彈/火箭技術(shù)主要應(yīng)用于“征服者”系列近程導(dǎo)彈、“泥石”系列中程導(dǎo)彈和航天運(yùn)載火箭使用的末級(jí)火箭等項(xiàng)目。
伊朗試射“泥石”2彈道導(dǎo)彈
在洞庫(kù)中測(cè)試的“泥石”2彈道導(dǎo)彈
“泥石”2導(dǎo)彈頭體對(duì)接
“征服者”近程導(dǎo)彈
1997年,伊朗巴哈里工業(yè)集團(tuán)開始在“蛙”式火箭的仿制型“地震”2基礎(chǔ)上研制“征服者”近程導(dǎo)彈。2002年9月,第一代“征服者”110導(dǎo)彈研制成功并量產(chǎn),射程200千米。2004-2016年,伊朗先后發(fā)展并裝備了四代“征服者”導(dǎo)彈,射程增至300~500千米,外形尺寸和重量基本保持不變,即彈長(zhǎng)8.86米,彈徑0.61米,發(fā)射質(zhì)量3.45噸,有效載荷450~650千克,均是一種單級(jí)固體、公路機(jī)動(dòng)型彈道導(dǎo)彈?!罢鞣摺?13是第四代“征服者”的改進(jìn)型或增程型。其最新的“佐勒菲卡爾”固體燃料導(dǎo)彈也應(yīng)該是“征服者”系列導(dǎo)彈的發(fā)展型,射程提高到700千米說明其發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料技術(shù)已經(jīng)達(dá)到全新水平。
“泥石”中程導(dǎo)彈
“泥石”2是伊朗自主研發(fā)的兩級(jí)地地導(dǎo)彈,完全使用固體燃料,射程超過2000千米。導(dǎo)彈總重量26噸,長(zhǎng)19米,直徑約1.4米,彈頭重量約為1噸。該彈具有與“流星”3相似的三錐形彈頭,制導(dǎo)系統(tǒng)位于第二級(jí)。與“流星”3相比,“泥石”2的性能有較大提高。這主要表現(xiàn)在:首先是反應(yīng)能力提高。前者在發(fā)射架上的起豎時(shí)間為數(shù)小時(shí),而后者大幅縮短至30分。其次是生存能力提高。前者雖然可進(jìn)行公路機(jī)動(dòng),但由于采用液體推進(jìn)劑,可靠性差,影響機(jī)動(dòng)性。后者采用固體推進(jìn)劑,不需提前加注,且可靠性較高,機(jī)動(dòng)性好,方便作戰(zhàn)使用。第三是命中精度提高。前者命中精度最高為1000米,后者命中精度估計(jì)可達(dá)350米?!澳嗍?如果從伊朗西部地區(qū)發(fā)射,可將北約部署在希臘、土耳其的軍事基地乃至意大利那不勒斯的北約南歐司令部納入打擊范圍。
“雷霆”近程導(dǎo)彈
2020年2月,伊朗公布的“雷霆”500戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈,與以往同類型的“征服者”系列導(dǎo)彈相比有很大的技術(shù)躍升,其發(fā)動(dòng)機(jī)性能和效率大幅提高。該導(dǎo)彈全長(zhǎng)8.4米,其中彈體部分長(zhǎng)5.4米,彈頭部分長(zhǎng)3米。其發(fā)動(dòng)機(jī)和彈體部分明顯小于“征服者”,但戰(zhàn)斗部卻比“征服者”大,這可有效增加戰(zhàn)斗部的質(zhì)量和體積。該導(dǎo)彈彈頭后部配置了4個(gè)三角形控制翼,彈體尾部配備4個(gè)截尖直角三角形尾翼,這表明“雷霆”500具有較好的空氣動(dòng)力控制能力。此外,“雷霆”500的彈體和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體使用的是碳纖維材料,使整彈質(zhì)量從“征服者”110的3.45噸減少一半到1.6噸,但射程卻增加了200千米多,達(dá)到了驚人的500千米。該型導(dǎo)彈的出現(xiàn)表明伊朗固體燃料導(dǎo)彈技術(shù)達(dá)到了新的水平。
伊朗電視臺(tái)公開的“雷霆”500導(dǎo)彈新聞發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
“雷霆”500導(dǎo)彈的大致尺寸測(cè)算
伊朗公布的視頻中的“雷霆”500特寫,可以看到彈頭較為狹長(zhǎng),且為兩級(jí)圓錐體結(jié)構(gòu),彈頭尾部還有機(jī)動(dòng)舵翼
“賽門”運(yùn)載火箭級(jí)
從伊朗航天運(yùn)載火箭技術(shù)發(fā)展看,最新的“鳳凰”火箭加裝了由“征服者”系列導(dǎo)彈發(fā)展而來的saman-1固體矢量發(fā)動(dòng)機(jī)。該級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)高1.25米,直徑1.5米,它與衛(wèi)星載荷一體設(shè)計(jì),部分在整流罩中。該級(jí)使用固體燃料,使火箭推力大幅提高的同時(shí),也降低了體積和質(zhì)量,特別是其矢量噴嘴設(shè)計(jì)使其可以控制衛(wèi)星載荷準(zhǔn)確入軌。伊朗航天負(fù)責(zé)人哈吉扎德準(zhǔn)將稱,目前發(fā)展的可調(diào)噴嘴技術(shù),可應(yīng)用在航天器、衛(wèi)星載體、反坦克導(dǎo)彈和防空導(dǎo)彈等的發(fā)展上,特別是大氣層外固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)可使伊朗航天運(yùn)載與控制技術(shù)得到大幅提高。
通常,固體燃料導(dǎo)彈比液體的體積更小,因此方便運(yùn)輸和操作,且燃料和導(dǎo)彈一體,使發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間大為縮短,這就是伊朗積極追求固體燃料導(dǎo)彈的主要原因。在外界嚴(yán)格制裁情況下,伊朗不斷摸索這種導(dǎo)彈的發(fā)展,這使其技術(shù)顯示出一些與眾不同的特點(diǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)水平
固體燃料導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)噴管主要用于排出超音速燃?xì)?,產(chǎn)生推力。噴管組件外有燃?xì)舛鎭砜刂茖?dǎo)彈的飛行姿勢(shì)。點(diǎn)火裝置在點(diǎn)火指令控制下,解除安全保險(xiǎn)并點(diǎn)燃發(fā)火藥,產(chǎn)生高溫高壓火焰用來點(diǎn)燃?xì)んw內(nèi)的推進(jìn)劑。從伊朗功率最大的固體燃料導(dǎo)彈“泥石”2的發(fā)動(dòng)機(jī)來看,其第二級(jí)與第一級(jí)的不同之一在于噴管的設(shè)計(jì),第二級(jí)噴管的燃?xì)馀蛎浡蚀笥诘谝患?jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。這是因?yàn)榈孛鎲?dòng)的一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)往往使用較短的噴管,而第二級(jí)使用較長(zhǎng)的噴管提高膨脹比以改善發(fā)動(dòng)機(jī)效能。為了讓推進(jìn)劑燃?xì)饬鞒浞峙蛎浺员銓⒏嗟幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,設(shè)計(jì)師都會(huì)加長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管。但如此一來火箭的整體長(zhǎng)度就增加了。太長(zhǎng)細(xì)的火箭容易誘發(fā)振動(dòng)且降低穩(wěn)定性,前者會(huì)導(dǎo)致火箭折斷,后者會(huì)使火箭難以控制并墜毀。正因?yàn)榇?,“泥石?導(dǎo)彈的長(zhǎng)徑比過大,限制了它性能的進(jìn)一步提升。此外,在“雷霆”導(dǎo)彈出現(xiàn)之前,已知的伊朗固體燃料導(dǎo)彈都還采用液體燃料導(dǎo)彈使用的燃?xì)舛婵刂萍夹g(shù),這種技術(shù)雖然門檻較低,但控制精度和效率明顯偏低。目前,雖然伊朗可能通過“雷霆”導(dǎo)彈掌握了發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴管技術(shù),但應(yīng)該還沒應(yīng)用在大型固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上。
“泥石”2導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)和尺寸測(cè)算
新材料得到積極應(yīng)用
2005年,伊朗就從印度等國(guó)非法運(yùn)進(jìn)金屬陶瓷復(fù)合材料,用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱材料。2011年8月,伊朗國(guó)防部長(zhǎng)瓦希迪宣布,伊朗已經(jīng)攻克碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)難題,“將消除伊朗現(xiàn)代化軍事裝備生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)”。碳纖維復(fù)合材料可以根據(jù)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)要求,靈活地設(shè)計(jì)纖維的層次和鋪設(shè)方向。碳纖維復(fù)合材料制造的導(dǎo)彈彈體或發(fā)動(dòng)機(jī)具有較高的比強(qiáng)度、比剛度,和耐振動(dòng)沖擊、抗疲勞以及耐腐蝕等優(yōu)良性能,同時(shí)可大幅降低結(jié)構(gòu)重量。例如,“泥石”2導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體也是火箭燃燒室,是推進(jìn)劑裝藥貯存和燃燒的場(chǎng)所。燃燒室藥柱產(chǎn)生的燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)3000~3900K,壓強(qiáng)達(dá)3~20兆帕,一般金屬材料無(wú)法達(dá)到這一要求?!澳嗍?發(fā)動(dòng)機(jī)外殼采用高強(qiáng)度鋼材料,在燃燒室內(nèi)壁上使用了耐高溫的特殊材料,使其不但能承受高溫高壓燃?xì)獾淖饔茫易鳛榻Y(jié)構(gòu)件還能承受飛行過程的氣動(dòng)壓力和各種機(jī)械應(yīng)力作用。而“征服者”313和“雷霆”等型導(dǎo)彈已經(jīng)將新型材料用于導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、噴管襯喉和燃?xì)舛娴汝P(guān)鍵部件上。隨著導(dǎo)彈射程的增大,相信在導(dǎo)彈再入彈頭等部件上將進(jìn)一步擴(kuò)大新型材料的應(yīng)用。
固體燃料生產(chǎn)技術(shù)快速提高
2000年1月,伊朗沙希德·貝克雷工業(yè)集團(tuán)宣布固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑生產(chǎn)原料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自給自足。從“泥石”2和“征服者”系列導(dǎo)彈的情況看,其主要使用HTPB復(fù)合推進(jìn)劑,主要成分是含氧量較高的高氯酸鐵和端經(jīng)基聚丁二烯等,為提高能量密度還加入鋁粉作為助燃劑。而這些材料的主要原料成分是丁經(jīng)樹脂、鋁粉和氯化鉀等。伊朗目前固體燃料加工基本采用澆鑄法工藝,就是在殼體與隔熱層固化后噴涂上包覆層(通常是與推進(jìn)劑的粘合劑為同一體系),然后把推進(jìn)劑配方的混合物裝到放置有芯模的殼體內(nèi),在真空條件下固化成型,再拔除芯模,這時(shí)藥柱已與殼體緊密粘接在一起。這種工藝比較簡(jiǎn)單,適宜于制造各種尺寸的藥柱,綜合性能良好,而且使用溫度范圍較寬,能量較高,力學(xué)性能較佳。綜合來看,目前伊朗固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑生產(chǎn)已達(dá)到國(guó)際第三代水平,目前正在向第四代水平邁進(jìn)。
融合液體燃料導(dǎo)彈通用技術(shù)
與朝鮮等其它導(dǎo)彈新興國(guó)家一樣,伊朗導(dǎo)彈技術(shù)也是從液體導(dǎo)彈發(fā)展起家,并引領(lǐng)國(guó)家導(dǎo)彈技術(shù)方向的。為了使固體燃料導(dǎo)彈快速發(fā)展,伊朗在不同系列導(dǎo)彈中都積極將液體燃料導(dǎo)彈的制導(dǎo)和控制等技術(shù)應(yīng)用到固體燃料導(dǎo)彈上。2008年11月,伊朗德黑蘭阿倫國(guó)家電視臺(tái)報(bào)道稱,“泥石”導(dǎo)彈具有與“流星”3液體燃料導(dǎo)彈相似的三錐形彈頭。這可能是一種全新的重返大氣層飛行器設(shè)計(jì),以適應(yīng)伊朗已經(jīng)研究過的新型戰(zhàn)斗部,這種設(shè)計(jì)可以抵御以色列和美國(guó)的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。而從前面固體燃料導(dǎo)彈發(fā)展過程看,在“征服者”導(dǎo)彈第二階段發(fā)展中,“波斯灣”、“霍爾木茲”反艦導(dǎo)彈和“征服者”313等帶有末制導(dǎo)的導(dǎo)彈型號(hào),幾乎都使用了“飛毛腿”系列的“奇亞姆”液體燃料導(dǎo)彈發(fā)展起來的光電和衛(wèi)星導(dǎo)航等精確制導(dǎo)系統(tǒng)。通過融合液體燃料導(dǎo)彈技術(shù),加快了固體燃料導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展。
大型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)障礙
從外部的技術(shù)轉(zhuǎn)讓伊朗建立起可開發(fā)本土固體推進(jìn)劑和發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭工業(yè)體系,該綜合體位于德黑蘭以東175千米的薩南,以伊朗工業(yè)集團(tuán)第140部及其前身組織為基礎(chǔ)。這是負(fù)責(zé)固體燃料導(dǎo)彈計(jì)劃的主要工業(yè)集團(tuán)。薩南工業(yè)集團(tuán)陸續(xù)擴(kuò)大,先后完成了30~40個(gè)以上的不同固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制。除了運(yùn)載火箭計(jì)劃和彈道導(dǎo)彈計(jì)劃所需的固體發(fā)動(dòng)機(jī)外,它還設(shè)計(jì)制造火箭炮炮彈、反坦克導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈和反艦、巡航導(dǎo)彈等相關(guān)的固體發(fā)動(dòng)機(jī)。由于與外部交流較少,導(dǎo)致其只能設(shè)計(jì)小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)大型發(fā)動(dòng)機(jī)缺乏技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。為此,伊朗曾試圖打破封鎖,繼續(xù)通過引進(jìn)來提高設(shè)計(jì)和制造水平,但都遭到西方壓制。例如,在“征服者”系列前身450毫米直徑的NP110發(fā)動(dòng)機(jī)的研制中,伊朗在設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)方面曾尋求俄羅斯的幫助,雖然這不受MTCR(“導(dǎo)彈及其技術(shù)控制制度”)限制,但美國(guó)政府仍因此對(duì)前身為俄羅斯軍事機(jī)械學(xué)院的波羅的海國(guó)家技術(shù)大學(xué)及其院長(zhǎng)尤里·薩維利耶夫?qū)嵤┲撇?。雖然通過“雷霆”導(dǎo)彈項(xiàng)目,伊朗初步掌握了固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù),但目前仍無(wú)法解決大型發(fā)動(dòng)機(jī)的矢量控制問題。
屬于“征服者”導(dǎo)彈系列的“霍爾木茲”反艦導(dǎo)彈
伊朗公布的視頻中的碳纖維編織機(jī)編制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的景象
固體燃料規(guī)?;a(chǎn)原料缺乏
伊朗依靠龐大的石油加工體系掌握了較高的固體燃料生產(chǎn)的化工技術(shù),并擁有主要原料的生產(chǎn)能力,但鋁粉等提高燃料性能的原材料生產(chǎn)能力有限。2010年9月,新加坡截獲了一批302桶運(yùn)往伊朗的鋁粉。導(dǎo)彈專家認(rèn)為,這種粉末的高純度鋁含量表明其最終有可能用于導(dǎo)彈的固體推進(jìn)劑生產(chǎn)。實(shí)際上,伊朗東北部呼羅珊省北部的沙漠邊緣擁有豐富的鋁土礦藏,在這里的賈賈姆市東北方約10千米處建設(shè)有鋁生產(chǎn)綜合體,并駐扎了精銳的伊斯蘭革命衛(wèi)隊(duì)。該綜合體主要生產(chǎn)鋁粉。鋁粉被廣泛用于從油漆、電子產(chǎn)品,到太陽(yáng)能電池板和煙花等產(chǎn)品中。由于鋁粉的爆炸特性,它也是用于發(fā)射火箭和導(dǎo)彈的固體燃料推進(jìn)劑的關(guān)鍵成分,當(dāng)其與含氧物質(zhì)混合時(shí),會(huì)釋放出大量能量。伊朗官員表示該設(shè)施在“提高該國(guó)生產(chǎn)導(dǎo)彈用固體燃料的自給自足程度”方面發(fā)揮了重要作用。但由于該企業(yè)生產(chǎn)工藝水平不高,只能滿足一般固體燃料生產(chǎn)需求,高效鋁粉仍需進(jìn)口。
新型復(fù)合材料制造難度大
在本世紀(jì)初,俄羅斯企業(yè)就曾向伊朗提供了高品質(zhì)鋼材,用作導(dǎo)彈外殼的特種合金,以及保護(hù)導(dǎo)航系統(tǒng)的金屬薄片等。但近年來伊朗的新型復(fù)合材料設(shè)計(jì)制造技術(shù)門檻較高,需求量也較大,伊朗只能引進(jìn)技術(shù)自主生產(chǎn),這導(dǎo)致以碳纖維為核心的新型復(fù)合材料獲取難度增大。這里的碳纖維是指碳的質(zhì)量占90%以上的纖維狀碳材料。碳纖維與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合,制成的材料就是碳纖維復(fù)合材料(CFRP)。眾所周知,導(dǎo)彈和飛行器設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)就是重量,在不降低強(qiáng)度的同時(shí)盡可能減輕重量是每個(gè)設(shè)計(jì)師追求的目標(biāo)。通過采用新材料減輕彈體質(zhì)量,幾乎是世界各國(guó)導(dǎo)彈武器發(fā)展的必由之路。計(jì)算發(fā)現(xiàn),遠(yuǎn)程導(dǎo)彈一、二、三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)重量分別減輕1千克,導(dǎo)彈射程相應(yīng)地增加0.6、3、16千米左右。所以,對(duì)殼體特別是末級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體進(jìn)行結(jié)構(gòu)減重,成為增加導(dǎo)彈射程的重要技術(shù)途徑之一。碳纖維雖然重量輕、強(qiáng)度大,但是其與玻璃纖維等各種纖維產(chǎn)品一樣,存在成型性差的問題,很難塑造成各種需要的形狀。通常復(fù)合材料成型工藝有多種,如鋪層層疊成型工藝、噴涂成型工藝、纏繞成型工藝、拉擠成型工藝等。成型工藝的關(guān)鍵就是成型設(shè)備,特別是數(shù)控纖維纏繞機(jī)。而這些原料和設(shè)備的高效型號(hào)在國(guó)際市場(chǎng)上都受到嚴(yán)格管控,伊朗獲取難度較大。從目前情況看,伊朗只能通過商用設(shè)備制造較小型的碳纖維部件,“雷霆”導(dǎo)彈部件很可能就是通過這種途徑制造的。伊朗中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)所需的較大型碳纖維部件仍難以制造。
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