“东风”-5B洲际弹道导弹作为中国的战略核心武器

前言:“东风”-5B洲际弹道导弹作为中国的战略核心武器,经常出现在各大阅兵式中,作为最后的压轴之力。在国际上,它在“全球十大洲际导弹”榜单中位列第二,尽管其性能卓越,但也面临诸多挑战和局限。

“东风”-5B洲际弹道导弹作为中国的战略核心武器-有驾

一:

“东风”-5,作为中国从1965年开始研发的首款洲际战略导弹,代表了当时中国在火箭发动机技术上的重大突破。该导弹使用偏二甲肼和四氧化二氮作为液体燃料,其第一级配备了四个发动机并行工作,提供了75吨的推力;第二级由一个主发动机和一个辅助发动机组成,提供25吨推力。“东风”-5还装备了惯性气浮陀螺稳定平台和数字集成电路弹载计算机,新型液压伺服系统以及特别设计的钝头锥形弹头,使得其命中精度达到500米。1981年开始服役,是中国当时唯一的洲际打击力量。到了90年代,该型导弹在发动机性能和打击精度上进行了改进,采用了新型的双组分推进剂,将射程从12000千米提升至13000至15000千米。然而,“东风”-5A型导弹仍然只能携带单一的300至400万吨当量的核弹头,与美苏采用的分导式多弹头技术相比显得有所不足。

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在对城市目标进行打击时,核武器的当量并不能完全取代精度的重要性。例如,一个2万吨的核弹头在空中爆炸后,0.5公里外的超压值为1.2大气压,能对地面暴露人员造成极重伤害;而在0.9公里处,超压值为0.8大气压,可造成重伤;在1.4公里处,超压值为0.4大气压,属于中度伤害;到了19公里外,其影响仅能造成轻度伤害。相比之下,一个50万吨的核弹头虽然当量增加了25倍,但其杀伤半径仅扩大3.4倍,显然提升当量并非提高破坏效率的最佳方式。分导式多弹头技术通过在一个导弹中携带多个小型核弹头,使得这些弹头可以在接近目标时独立寻目,并按预设地点分别释放,这样的打击方式相较于单一大当量核弹头的效果要好得多。例如,一个携带6至10个这类弹头的导弹,若其弹头分布得当,完全有能力将像纽约、伦敦或北京这样的大城市的70%以上人口造成伤亡。仅需300枚这样的导弹就足以使任何国家重返石器时代。

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然而,要精确控制每个分导弹头的精确落点以达到最佳毁灭效果是一项技术挑战。每个弹头都需装备独立的制导和末端推进系统,这要求导弹系统的高度集成化和微型化。导弹在通过大气层并重新进入时还需解决飞行姿态的稳定问题。在50至100千米的真空区域,导弹需释放整流罩并分离子弹头,首个弹头的释放由第一个目标地点触发。子弹头的纵向分布范围可以达到1450至1660千米,横向分布几十千米,为突破敌方的反导系统,还需数十个诱饵弹头。每释放一个子弹头,导弹就改变一次飞行轨迹,直到所有弹头释放完毕。东风”-5B的设计在“东风”-5A的基础上进行了改进,能够携带4至6颗分导式弹头,2006年试射成功后便投入现役。

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二:

由于“东风”-5B洲际弹道导弹采用的是需要在发射前加注的液体燃料,这使得其发射准备时间较长,且只能在固定的导弹发射井内进行发射。从1979年开始部署该型导弹时,共建造了24个发射井,包括真假发射井,但这些发射井并非加固型,且导弹在未转换至发射状态前,处于非待发状态,备战级别较低,从常规状态转换至发射状态需花费数天。发射井的主要优势在于可以24小时保持待发状态,在敌方的首轮核打击到达前可以完成核反击。美国的“大力神”1型洲际弹道导弹的地下发射井设计极为复杂,配套设施繁多,占地广泛,除了三座深达近49米、直径为12.2米的发射井外,还需建造指挥控制中心和动力中心,以及两座制导天线站,造价高达5100万美元。

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为了抵御核弹头落地时产生的冲击波所带来的剧烈晃动,并防止导弹与井壁间的碰撞,导弹通过一个巨大的钢架支撑,该钢架由位于井底的八根巨大弹簧支撑,这些弹簧作为减震器,可以吸收从土壤传递过来的冲击力。不仅导弹,所有设备也都配备有弹簧和液压减震设备。“大力神”1型的燃料为RP-1煤油与需在-183°C下储存的液氧,这要求发射前进行燃料加注,每枚导弹都配备有单独的储存与加注设施,这些设施通过“脐带杆”与导弹相连,在发射时,需要将含氧化剂的部分一并升至地面,由于氧化剂在常温下的快速蒸发,从加注到发射至少需要15分钟的准备时间。与导弹紧邻的设备间安装有通风、空气调节、温湿度控制、电力、液压储能及通信设施等。

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三个发射井共用的动力中心是一个三层拱顶结构,内部装有四台1000千瓦的柴油发电机,每台发电机的输出为2400伏特、60赫兹的三相电,用以为指挥中心、制导天线和导弹发射井供电。指挥控制中心通常与动力中心一同建造,是一个两层或三层的结构,高达13.4米,直径为11.2米,安装在直径达500毫米的复式弹簧装置上,上层包括指挥控制室、通信设备间和综合办公室。指挥控制室的核心设备是一台占地34平方米、重达9.5吨、价值180万美元的“雅典娜”制导计算机,该计算机配备有一个256字节的24位核心存储器和一个8192字节的磁鼓,通过打孔卡进行数据读取和处理。该设备负责接收指令、选择打击目标、计算弹道轨迹并执行发射命令。

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指挥控制室内设有四名全天候战备值班人员,发射操作要求两名值班人员同时操作两把钥匙进行点火,这两个钥匙孔相距较远,以确保单个人无法独立完成操作。外部人员若需进入,则需要通过位于入口处的电话与指挥控制中心内的值班人员联系以开门。下层为维修区和机械设备室,还有空气处理设备和监控、电气和配电设备以及餐厅、洗手间、储藏室和任务准备室等。与指挥控制中心相邻的入口设有一部楼梯和一部货运电梯,其中一侧下降10米通向地下发射井通道,另一侧则是指挥控制中心的主入口。主入口的门厚300毫米,重达3吨,从地面进入的人员需要先在两扇门之间读取写有秘密代码的条形码,两扇门在读取后才会开启。一旦进入后,需立即销毁这些条形码。

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这些建筑的底部布置了密集的管道和电缆网络,覆盖了每个楼层、战位、入口、隧道、通道、发射井、天线站和指挥控制中心、发电机房以及推进剂储存和加注设施等各个区域。此外,还安装了电话系统,确保在任何地点都可以随时接收指令和报告情况。此外,设有两座可以互为备份的制导雷达天线升降井,发射时天线从井内升至顶端以跟踪和引导导弹。所有通道都装有始终关闭的防爆隔断门,发射井与其他建筑的通道设有一组两个互锁的防爆隔断门,每次只能开启一端,另一端则保持关闭状态。井口周围几千米内,由7至8名警卫全年无休进行看守,若有异物侵入,会立即触发自动报警系统。

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“大力神”2型导弹发射井深达44.5米,直径为16.7米,井壁由五层结构组成,包括发射筒、特种钢板层、特种水泥层、钒土层和特种水泥层,其中部分墙厚达2.4米。这种设计允许使用在常温下可储存的混肼-50和四氧化二氮燃料,可以提前加注并长期储存,发射准备时间仅需1分钟。然而,这种燃料极为剧毒,操作人员在操作时必须穿戴防护服并携带氧气罐。加注时,先将燃料槽罐车开至发射井附近,将燃料冷却至15.5°C后再输送至地下储存和加注设备中,再将其加注到导弹的燃料箱中。由于该导弹的设计相较于“大力神”1型更为简化,其建造成本仅为830万美元,每枚导弹的成本为220万美元,年运营成本为196.4万美元。到1963年底,美军共建造了18个此类发射井,有54枚“大力神”2型导弹处于战备状态。

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三:

在美苏冷战的初期,导弹发射井的主要功能是存储和发射导弹。随着双方逐渐意识到摧毁对方的导弹发射井的重要性,双方都开始将重点放在提升发射井的抗毁能力上。最初的发射井的抗压能力从6kg/cm²逐步提升至250kg/cm²,后来甚至增加到了200kg/cm²。加固型发射井的建设技术变得越来越复杂,以确保敌方必须直接命中才能摧毁它们。美国的核战略是先对敌方导弹发射井进行打击,然后再对城市进行第二轮核打击。为此,美国投入巨额资源提升潜射弹道导弹的命中精度,目的是让距离敌方最近的潜射导弹能在最短时间内精确打击敌方的导弹井。同时,美国军方的分析也表明,现有的导弹井的质量难以抵御敌方的第一波核打击。

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为了应对这一挑战,美国开始建造能承受超过1500PS压力的加固型洲际导弹发射井。这种发射井即使在50万吨核弹头在120米处爆炸的情况下也有50%的生存概率。根据中国的核不首先使用政策,中国不会首先发起攻击,只能在敌方第一波攻击之后进行反击,那时敌方的导弹发射井已无实际打击价值。因此,中国的核反击主要针对城市目标。随着侦察卫星技术和导弹精度的提高,“东风”-5型洲际弹道导弹的发射井显得越来越不足以抵御这些威胁。在核武器数量有限的情况下,要确保核反击的成功,就需要利用坚固的地下洞库来保护导弹免受敌方核突袭的破坏。因此,“东风”5B型导弹也开始使用加固型洲际弹道导弹发射井。

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美国的“民兵”II型导弹发射井也是加固型,直径为3.66米,深达25米,由井盖、井筒和减震系统构成。最初的井盖厚度为1.22米,重达85吨,开启时间约为12至15秒。后期,井盖上增加了一层厚250毫米的硼酸盐防辐射混凝土,使得井盖总厚度达到了1.47米,重量增加到了150吨。井盖缝隙处安装了碎片收集装置,用来收集积雪、冰块或核爆炸产生的尘埃和碎石,防止这些物质落入井内。地面上的控制勤务楼配备有厨房、卧室和其他生活设施,指挥控制室与设备室位于地下15至30米处,两者通过隔墙分开,并通过电梯与勤务楼相连。勤务楼周围4000平方米的范围内设有一道高2.7米的电子警戒栅栏,一旦有人侵入,便会自动向附近的警卫部队发送警报,警卫部队会乘坐直升机前往处理。

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“民兵”II型导弹由第90、第91和第341三个导弹联队组成,每个联队管理三个中队,每个中队管理五个小队,每个小队负责一个发射控制中心和10个呈环形配置的发射井,每个发射井间距为4.8至6.4千米,与发射控制中心的距离约为5.5千米,各小队之间的距离为11.2至22.4千米。每个发射控制中心设有10个安全开关,每个开关控制一枚导弹。指挥控制室内有两名军官值班,两名军官的控制台相距3.6米。接到发射指令后,两名军官需要各自使用钥匙打开保险盒,取出解码和验证程序,独立进行解码和验证,然后将启动密码同时输入发射控制板,以解锁并发射导弹。如果操作不当或密码错误,密码锁和核弹头将自动失效。

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“大力神”型导弹发射井的抗力为38.76千克/平方厘米,而“民兵”3型导弹的发射井抗力高达140千克/平方厘米,足以抵御100万吨核弹在366米外的地面爆炸。这种抗力使得50万吨核弹头在命中精度为370米的情况下,对“民兵”3型导弹发射井的破坏概率仅为29.7%,而如果命中精度提高到185米,其破坏概率则上升到75.2%。由于担心苏联高精度导弹的威胁,美国推出了密集部署地下井的方案,将100枚导弹以长列形式部署在36平方千米的区域内,每枚导弹间隔550米,发射井的抗压力增强至34.5兆帕超压,井盖的抗压力增强至69兆帕超压,即使是50万吨至500万吨的核弹头,也无法对其造成实质性破坏。只有2500万吨的核弹头在790米半径内达到34.5兆帕超压时,才能对其造成破坏。

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在“密集部署”战略下,数百个导弹井被集中部署在一个相对狭小的区域内,这迫使敌方多枚导弹的飞行路线在上空形成“漏斗”状,前一个来袭核弹爆炸后产生的中子流、电磁脉冲、冲击波、热辐射和碎片可能会使随后而来的核弹头失效。为避免自相残杀,每个弹头必须在前一个弹头爆炸几微秒后爆炸,或等前一个弹头的爆炸效应消失后再爆炸。如果第一波次为地面爆炸,相邻两波次的时间间隔为20分钟;如果为空中爆炸,则间隔为10分钟。在这段时间内,生存下来的导弹可以进行反击。如果用两到三个弹头攻击一个发射井,摧毁概率可以提高到85%,而精度达到30米的20万吨弹头的毁伤概率则高达90%。

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计算表明,美国的W76核弹头在400米的空爆高度时,对工厂的重度毁伤半径为1050米。但如果发射井位于300至700米之间,W76核弹头的地面爆炸对这类抗核加固掩体的重度毁伤半径仅为156米。即使使用更强大的W88型核弹头,其毁伤半径也仅为299米,这使得一枚核弹头很难同时摧毁两个发射井。因此,针对这种坚固的目标,核弹头必须选择地面爆炸才能实现彻底摧毁。W76核弹头的地面爆炸可以在硬岩上形成直径82米、深17米的弹坑,但如果爆炸高度超过200米,则其毁伤能力几乎降为零。

东风”-5B导弹发射井的抗力与苏联SS-18型导弹发射井相似,达到了422千克/平方厘米,使得100万吨核弹头在命中精度为185米的情况下,对其毁伤概率仅为22%。随着现代导弹精度的提高,精确命中导弹发射井变得更为可行。美国现有超过300枚潜射弹道导弹,而中国的“东风”-5B洲际弹道导弹数量仅有20多枚,即便采用真假井策略,也只是50个目标,一旦美国先发制人,除非“东风”-5B能在敌方导弹到达前发射,否则在接到导弹来袭警报到实际发射之间的决策时间不足10分钟,这在重大决策中是极为紧迫的,如出现误报的情况将非常危险。

结语:

在大规模核突袭中,地基导弹的生存率可能仅为30%,而核潜艇的生存率可以高达90%以上。因此,在2017年11月的美国参议院外交委员会的听证会上,建议放弃生存能力较弱的“民兵”3型陆基洲际弹道导弹。在特朗普、奥巴马时期的国防部长们,如詹姆斯·马蒂斯和利昂·帕内塔以及威廉·佩里都曾呼吁过放弃陆基洲际弹道导弹。尽管中国没有明确放弃“东风”-5B的计划,但也将发展重点转向了更为机动的导弹发射方式。1995年开始发展的“东风”-31型导弹采用了运输/起整/发射车,具备强大的公路机动能力,尽管其射程仅为8000千米,不足以打击美国腹地,因此从1984年开始的“201工程”,即“东风”-41型导弹,平时储存在坚固的地下洞库内,确保了在必要时可以快速发射,保障反击的可能性。

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