92军迷:DF-27——太空快速响应作战

2015-12-21 16:45:19   

中国有两大航天集团:航天科技和航天科工。网络流传一句话,“航天科技负责让航天员上天、航天科工负责送敌人上西天”。这句话对、也不完全对。怎么讲?以前发射卫星或送航天员上天,用的是长征系列液体火箭;而给敌人送快递、扔板砖的是东风系列导弹。但是,东风-4、5实际上就是长征火箭,而近年来,航天科工研制的系列固体火箭,也用于卫星发射。说得简单点就是,敌人的航母可以被东风(26)“吹”毁,军用卫星也可以乘东风(27)入轨。

 

美国在保持庞大核武库的同时,加紧研制和部署反导系统,为的是建立单向的绝对安全。基于同样逻辑,美国在研制反卫星武器的同时,它也担心自己的卫星受到别国的攻击。于是提出了“太空快速响应作战(ORS)”系统这一概念,主要用于太空卫星军事应急。当爆发战争己方的在轨运行的卫星遭到敌方攻击发生损毁时,己方在很短时间内能够快速装配出一枚卫星,并能快速用运载火箭将该卫星发射进入太空轨道,填补失去的卫星应急。下图是美国发展的四型固体运载火箭。


米诺陶运载火箭是美国发展的一系列固体燃料运载火箭,又称“人牛怪”运载火箭。米诺陶一号只能将小型卫星运送至低地球轨道。米诺陶二号则运送到中地球轨道的卫星。米诺陶四号比一号具有更强的低地球轨道酬载能力。另外两型正处于研发阶段,包括米诺陶三号运载火箭预计用于中地球轨道;米诺陶五号运载火箭预计用于地球同步轨道、月球转移轨道。

因此,是否具备“快速发射卫星”的能力,就成了衡量一个国家太空军事实力的标志之一。中国不仅掌握小型卫星快速补网技术,还发展成系列化固体运载火箭,如开拓、飞天、快舟、长征-11,而且技术水平世界一流,有些技术还走在美国之前,所以每次发射美国比我们国内的媒体还积极。例如,快舟一号成功发射后,尽管国内关注不大,但美国专业航天资讯网站很快将这一消息登上头条。下表是世界上有代表性的固体运载火箭(LEO:低地球轨道、SSO:太阳同步轨道)。

 

中国的固体运载火箭先进性表现在以下几方面:

1、载荷大、卫星轨道更高:

从上表的数据我们可以看出两点:

一是固体运载火箭大致分成两类,中小型(20—30吨级)、大型(50—80吨级);

二是中美两国同处于第一方阵,比第二方阵的俄日以等国有较大的优势。例如快舟-1与美国的超级斯届比相当,长征11号与美国的Alhena-1相当,而它们均明显强于俄罗斯和日本(载荷相当、火箭却大得多)。明年发射的快舟-11性能指标也不亚于美国的米诺陶-4,后者改自“和平卫士”洲际导弹火箭,可见中国的洲际导弹性能与美国同类导弹相当。导弹不是越大越好,而是大小相当的火箭,谁能投送的载荷更大,或射程更远(轨道更高)就代表先进。为什么我们是在第一方阵,因为中国早已突破N15高比冲的固体燃料。比如中远程空空弹,中美都不需要用冲压发动机,中国用的是廉价的N15+ 多脉冲技术;英国和俄罗斯则只能走冲压发动机的路子,而法国的米卡只是个勉强合格的中距弹。中国能攻克N15技术靠的是DF-41项目的拉动,下图是长征-11号的第一级火箭(120吨推力)。没有像N15这样高比冲固体燃料的俄欧日等国家,跳不出第二方阵。

 

2、系列化、快速响应时间更短:

(1)中国在2002年就发射了20吨级的开拓-1号(LEO:100Kg),从本文第一图可见它是在东风21的基础上发展而来的,增加了两级火箭。开拓一号属于试验性质,它还可以发展出供外贸的“飞天”、开拓-2号、开拓-2A(捆绑2个助推器)。

 

(2)2013、2014年又先后发射快舟-1、快舟-2。这两型固体运载火箭与美国的超级斯届比、米诺陶-1性能相当,都是30吨级,首飞时间都是2013年左右。我们的快舟可以将450Kg的卫星,发射到500公里太阳同步轨道;美国的米诺陶-1是将335Kg的卫星,发射到740公里太阳同步轨道。


快舟火箭的先进之处还表现在,它是世界首个星箭一体小型运载火箭,快舟一号卫星与快舟运载火箭是一体化设计的,它在出厂时就是“星箭联合体”,外观类似洲际导弹;与洲际导弹一样,快舟可批量生产,长期储存,有需要时快速发射。下面拼图中有两幅是央视新闻截图,可见到在总装厂卫星(含第四级)就与火箭是一体的。

 

(3)“快舟“是由大型导弹运输/起竖/发射车运输和发射,何以见得,看下面两图。DF-26是六轴底盘,而下面的拼图(中)是七轴底盘,而且载车上的装备不是发射筒,而是像五轴的DF-16那样可以掀开的盖子,可见它不是同为七轴底盘的DF-31(有发射筒且前端是平的),很可能是因为卫星要先经过检测,确定正常才可发射。所以,战时我们比美国的“快速响应”时间更短。“超级斯届比”需要几个星期,中国的快舟接到指令后几个小时便可发射,而且,“超级斯届比”采用固定式悬臂发射器发射,快舟则可以到处跑、战时的隐蔽性和生存力更高。有观点认为:中国比美国更快成为,全球首个形成太空快速响应作战能力的国家。

中国在今年11月发射的中段反导试验,美国改称为DF-ZF,个人猜测是因为老美发现我们不在之前试验的基地发射,而是机动发射(DF是东风系列、Z是载车、F是发射,之前在五寨附近的基地发射,老美称“WU”),机动发射这点就比美国先进,你想在战时摧毁我反导和卫星快速发射的阵地?没门!

 

 

 

(4)中国的很多装备研制都是两三家竞争,看到航天科工集团用固体运载火箭发射卫星,中国航天科技集团也不甘示弱,2015年9月25日成功发射56吨的长征-11号(见下面拼图),将350Kg的卫星,发射到700公里太阳同步轨道。从新闻图片来看长征-11号也可以机动发射(有可能是预设阵地)。先拔头筹的航天科工集团岂能落后,不久前正式宣布,比长征-11更大的“快舟-11”将于2016年底发射,总重87吨、载荷是1吨(700Km、SSO)或1.5吨(LEO)。

 

3、可靠性更高:


中国发射的几型固体运载火箭都是首飞就成功,其中,“快舟”火箭已经进行过两次成功的发射。第一次是2013年9月25日发射的“快舟1号”;2014年11月21日,中国又发射了“快舟2号”火箭,将卫星送入轨道。中国“快舟”火箭起飞重量约32吨,运载能力为500公里太阳同步轨道、430千克,或700公里太阳同步轨道、200千克。
相比之下,美国空军首次发射 “超级斯届比”快速响应小型运载火箭,在起飞后不到1分钟,火箭失去控制进入翻滚,随即解体。“超级斯届比”火箭的指标是,起飞重量30吨,400公里太阳同步轨道、250千克;700公里高度、150千克。显然,它的载荷比不如“快舟”,而且研制进度方面处于劣势,“快舟”已经进行两次成功发射,而“超级斯届比”火箭首次试射失败。

4、成本低、经济性更佳:

中国相关公开论文披露“快舟1号”的成本相当于600万美元。据美国“太空发射”网站报道,“超级斯届比”火箭的目标成本是每发1200万美元,27吨的以色列的Shavit-1(LEO、300 Kg)要1500万美元,日本500公里太阳同步轨道、450Kg 要3800万。美国的米诺陶1运载火箭改装自“民兵II”洲际导弹,米诺陶5运载火箭改装自“和平卫士”洲际导弹。中国将来也可以用退役的DF-21改装成中型固体运载火箭,发射300--450 Kg(SSO);用退役的DF-31改装成中大型固体运载火箭,发射450 Kg (SSO、750Km)、或1000Kg(LEO)。

5、微小卫星技术成熟:

美国从2006年11月至今,共发射了4颗TacSat测试卫星,重量从108千克至460千克不等,从下图卫星与旁边的电脑比较可知卫星的大致体积。TacSat1-3是400公里的近地圆轨道,TacSat-4则是近地点400公里、远地点12000公里的椭圆轨道。

 

中国'快舟一号'卫星用户单位是中国科学技术部国家遥感中心。应该是一颗成像侦察卫星。56吨的长征11号发射的是浦江一号和另外3颗微小卫星(见下图)。应用3D打印技术的浦江一号卫星,首次采用了全数字化设计技术、通用化“即插即用”技术、柔性化结构设计等技术,能快速地和各种不同的有效载荷进行整合,并在一个月内完成集成测试、一个星期内完成发射准备、一天内完成在轨交付的目标。由于浦江一号的卫星平台接口界面十分友好,可广泛应用于成像、通信、导航、遥感等商用领域。通过卫星组网,能够全天时、全天候对目标开展观测,为突发紧急事件的处理提供重要参考判据。