详解印度“烈火”5弹道导弹

由“烈火”3增加一级发动机舱段或增大弹径而来

本刊记者（以下简称记）：从印度媒体此前发布过的“烈火”5导弹图片（见本页右下图）的外形上看，它与印度已经试验成功过的一款弹道导弹“烈火”3非常像，似乎是在“烈火”3基础上增加了一级发动机而来的，可以这样说吗？

王文超研究员（以下简称王）：研制射程更大的弹道导弹武器，无外乎有两种设计思路：正常的设计思路是研制方根据使用方提出的战略需要，包括主要战术技术指标，如射程、精度与弹头重（威力）等来全新研制。另一种思路是“做加法”，即在已经研制成功的导弹型号基础上增加一级发动机舱段来达到。

增加的一级发动机舱段可以在上面、中间或者在下面增加，这要根据主要战术技术指标要求和原型型号情况来论证确定。通常的原则是，如果原型型号较小，而需要提高的射程较多，可在下面增加一级，即原型成为上面级。“烈火”5则是在原“烈火”3中间增加了一级发动机舱段，从原来的两级导弹变为了三级导弹。应该说，如果增加一个发动机舱段子级正好可以满足主要战术技术指标，这样当然是最好了，因为这样继承性会非常好。

记：增加一级发动机舱段看起来好像很简单，但实际上这里面应该涉及到很多复杂的技术问题吧？

王：增加了一级发动机舱段之后，导弹的长度、起飞重量、飞行时间，以及射程等等都发生了变化，为了适应这些变化，需要面临和解决很多技术难点问题：

首先，增加一级发动机舱段，由于导弹长度与上面重量增加很多，导弹的外载荷，包括它所承受的轴向力横向力等，都会较原二级设计时增加较多，原一、二级的弹体结构为适应新的载荷，必须重新作加强设计，为此所有弹体结构的研制，包括设计试验与生产都必须到位。

第二，姿控系统也因上述变化带来新问题，包括各种干扰力矩增加、导弹频率降低、重量、重心与气动压心变化以及操控力矩增加等，都需要作适应性更改设计。其中特别是操控力矩增加，如果原二级设计没有余量，假若需要由燃气舵改为摆动喷管时，则改进会有较大技术难度。

第三，由于惯导器件的偏差是随飞行时间积累，其制导精度与弹道、射程等密切相关，总趋势是会因射程增加而降低，要保持原有二级导弹射程的精度，其制导系统也要作较大的改进。制导精度不是那么容易提高的，一是增加惯性器件精度，或改用新的制导体制，如采用组合制导，这当然是会有更多新的技术难点，特别是没有全球定位卫星系统的国家，需要考虑的问题会更难更多。

第四，弹头由于再入大气层时速度增加，气动力增大引起了气动加热增加，各种受力增大，原二级时弹头结构、防热都需重新设计，特别是防热会因再入烧蚀增大成为关键，不一定用增大防热材料厚度可能解决的，有可能要研制新的抗烧蚀性好的防热材料才能解决。

最后还有一点就是，所有地面车辆测发控设备也都因此要进行适应性更改，由于长度与重量的增加，为保证公路机动性，还可能出现新的关键课题。

记：在印度“烈火”系列导弹谱系当中，可以看到有一款型号（见本页右上图）与“烈火”3有比较明显的差异，它在导弹发动机连接上是封闭连接，而“烈火”3则是镂空的支架连接。这些差异的不同，说明什么问题？

王：这款“烈火”导弹与“烈火”3的差别，一是你提到的级间段为封闭式，另外还要注意到它的弹头是椭圆形体，这一点最为特殊，这些特点说明这款“烈火”导弹可能是潜地弹道式导弹。

记：为什么这么判断？

王：首先，椭圆形体弹头气动阻力很大，顶部也会产生大的冲击波，这是很不利于减小导弹气阻力和弹头结构重量的外形，地地导弹是不会采用的。但它却有利于水下运动时减小恣态偏差，也即可减小出水后导弹的姿态偏差，这点对潜地弹道式导弹是非常重要的特性，因而常被潜地导弹所采用，美国“三叉戟”型潜地导弹就是采用这样的外形。

怎样减小椭圆形体弹头在大气层中飞行的气动阻力呢？这也有办法，就是在弹头顶端设计一个可伸缩的减阻杆。美国“三叉戟”型潜地导弹就采用了这个设计，导弹在水中运行时，减阻杆是压缩在弹头壳体内部的，出水后再弹出来并卡死，这样既保证了潜地导弹在水中运行的姿态偏差小，以至干出水恣态偏差较小的优点，又能减少空中飞行时的气动阻力。再一点，封闭式级间段也说明它是潜地导弹，道理很简单，因为潜地导弹必须是全弹水密结构。

记：不过从2012年4月19日试验发射的“烈火”5导弹图片来看，它与原先的“烈火”3导弹长度相仿，似乎还是一种两级导弹。但它的射程却达到了5000千米，而“烈火”3射程为3000千米，假如说它仍是两级发动机，但射程却有所增大，这是怎么回事？

王：也有一种可能是导弹的直径增大了，直径增大、发动机的装药量增加，射程自然就提高了。由于直径增大，为了适应与原来的弹头自然连接，所以其下的发动机舱段上端改为了锥面过渡。

级间段的连接方式

记：从2011年期间印度媒体发布的“烈火”5导弹外形（见上图中右者）来看，其各级发动机段之间，采用了与“烈火”3导弹（见上图中居中者）一样的镂空支架连接，但2012年4月19日首次试射的“烈火”5导弹，可以看到它已经改为采用了封闭式连接方式。我们知道导弹在发射之后，各级发动机要依次与上一级分离，那么各级发动机之间是如何分离的？

王：多级导弹的发动机之间，叫做“级间段”，是上、下两级间的连接结构，有封闭式与敞开式两种，你说的“烈火”3以及早期公布的“烈火”5导弹想象图，它们的各级发动机之间的连接段采用“镂空的支架连接”结构即属于敞开式，这是苏联在上世纪六、七十年代陆基液体弹道导弹设计时采用的经典结构形式。早期的陆基型号一般采用敞开式，敞开式有利于在上一级发动机点火时排出高温、高压的火焰，比较而言可以改善级间段结构及其内部的力学环境。

海基潜地水下发射导弹，为防止海水浸入到弹体内部，结构要求水密，级间段必须采封闭式壳体结构。陆基导弹如果设计要采用发射筒形式，导弹当然也需要采用封闭式级间段机构。“烈火”5现在是 采用不带发射筒的裸弹发射方式，但它从最初的级间段敞开式设计，改为采用封闭式设计，就此可以判 断，未来它可能要采用发射筒发射方式。当然，在必要时封闭式壳体结构也可设计成具有窗口盖式结构， 在导弹出水之后、级间分离前，将其封闭壳体上的窗口盖抛开即可变成敞开式结构。

级间分离方案，按分离时上一级发动机是否已经点火，可分为热分与冷分方案。分离前上一级发动机已经点火，分离时用上一级发动机推力将下一级推离叫做热分方案，反之为冷分方案。冷分方案一般需用助推器（或小固体发动机）作为分离力，将下一级推开。通常来说，热分用得多，而冷分用得少。因为冷分需要增加助推发动机，会导致导弹增加重量，另外助推发动机有时设计在外面，是个突出物，也会破坏导弹的气动布局。通常只有当级间段需要安装一些重要设备，而这些重要设备必须避免被烧蚀时，才会考虑使用冷分方式。目前由发射筒发射，即冷弹射空中点火的导弹，因为要求弹体密封，其级间分离也是主要采用封闭式热分离方案。这样分离前瞬间上面级发动机点火产生的燃气，使封闭的级间段内产生高温、高压，虽对结构强度设计造成较大困难，但这种瞬间高温、高压也提供了很大的分离力，无须另外增设为提供分离力的助推装置。“烈火”5导弹采用的级间分离，应该是热分方式。

记：级间热分离是否有一些技术难点？

王：级间热分离，尤其是密封级间段热分离，技术难点很多。譬如，级间分离前瞬间级间段内产生的力学环境（包括高温、高压、振动与冲击）恶劣而复杂，它们对级间段壳体结构及其舱段内的仪器、设备与器件提出了特殊要求，造成了特殊负担，而且所产生的力学环境很难预估，必需通过多次大型分离试验测量获取。另外，上面级发动机点火产生的推力与燃气流场，其规律较杂乱，难于计算分离时的轴向力，只能通过大型分离试验测量。而它是分离因素中的重要因素,依据它可以估计分离过程。还有就是分离程序设计技术难点较大。分离程序是指两级分离时，各项动作的时序间的排列关系，如上面级发动机点火、下面级发动机关机、两级分离和上面级控制系统起控等动作，它们间必须协调进行，任何差错或不协调都将造成分离失败，导至飞行失败。

“烈火”5弹道导弹各级发动机之间采用了热分离方式，即分离前上一级发动机已经点火，分离时用上一级发动机推力将下一级推离

分离程序设计时，应认真研究的问题还很多，如下面级发动机关机剩余推力选定问题，上面级发动机点火延时及延时误差影响，上面级发动机点火时间，两级分离时间，以及上面级起控时间等问题的选择与确定，都需要做大量的仿真试验。这里的关键在于保证失控时间不能长，级间压力、温度与冲击不至太大，结构强度与舱内设备仪器能承受，这些参数如果选择不当，可能导至分离失败的严重后果。

弹头整流罩表面为何有开槽

记：从图片中可以看到，“烈火”5的弹头整流罩并不是浑整一体的，而是表面上有很多孔洞（见左下图），这是为什么？

王：从“烈火”5导弹的弹头上可以清楚地看到，其弹头壳体沿轴向在四个截面上分布有长方形槽，它不是孔，而是槽。孔是通透的，槽是不通透的。设计这些槽是因为，头罩壳体由于装配子弹头与仪器设备等需要，必需分段，当然这种分段数越少越好。有分段就必须连接，采用螺栓进行壳段间连接时，就得在壳段对接面上的框开槽来解决。因此弹头上的这些槽是在弹头壳段间对接时，用来安装、拧紧螺帽时用的。

记：“烈火”5是多弹头设计，可以搭载2到10枚子弹头，在释放子弹头之前，必须先打开整流罩，那么它的整流罩是如何打开的？

王：整流罩打开与抛开的方式有分瓣侧抛式，整体前抛然后侧推式，以及组合式。一般长而大的弹头外罩多采用组合式方案。打开程序如下：前锥体一般采用整体前抛后侧推，后壳采用分瓣侧抛方案，分瓣侧可以是两瓣或多瓣，为减小抛开时的不对称力产生的干扰，分瓣应是力对称的结构。前抛前锥体时，抛后一定延时，要有侧推动力将其推离原轨道，以免抛罩后的弹头追上相碰。

在整流罩打开和抛开所需要的力学设计上，一般都是采用爆炸索切割整体结构实现分瓣与分离；当分离线短时，也有采用爆炸螺栓连接；而抛开多采用弹射筒作为动力，弹射筒有弹簧式、液压式与固体火药式等方案。开、抛罩时间最好选择在真空段完成，这时开、抛罩都没有大的气动阻力，防碍与干扰开、抛罩动作，更加容易实现一些。

多弹头如何释放

记：“烈火”5的多弹头，每个子弹头是如何释放的？子弹头的释放有哪些关键技术难点？

王：“烈火”5导弹设计采用了分导式多弹头。分导式多弹头能根据目标的需要，分别在不同的时间和空域释放子弹头。这种弹头是利用母舱及其末助推系统，携带多个子弹头与导弹的制导控制系统，来实现弹头的机动与子弹头的释放。

以3个子弹头释放过程为例（参见第10页左下图），首先是由末助推制导系统将母弹头精度调整到位，这时姿控系统将母弹头姿态调整到对准第一个目标，将第一个子弹头释放，假若每个子弹头，自身都有独立的末制导系统，那么它就会根据预装订的目标参数，自主飞向第一个目标；继而再将母弹头姿态调整到对准第二个、第三个目标，分别释放第二个和第三个子弹头，作用原理过程与第一个子弹头攻击第一个目标相同。

“烈火”5的试验

记：4月19日印度“烈火”5导弹进行了首次发射试验，“烈火”5这种射程5000千米的导弹，首次试射主要测试或考察哪些内容？

王：导弹的发射飞行试验，一般分方案性与定型考核性两类。“烈火”5导弹首次发射，自然属于方案性试验，方案性飞行试验的主要目的在于检验导弹型号武器系统研制方案的配套性、协调性与正确性等。简单的说，就是看导弹能不能顺利发射出去，飞行中是不是一直在预定弹道，最终能不能落在预估的弹着点区域内。

记：方案性飞行试验通常需要进行多少次试射？

王：一般应准备三发导弹，最好保证二发成功。因为是新研制，“一次成功”即首次飞行试验成功的机率也是有的。研制中如果采取了很多保证“一次成功”的措施，如设计中尽可能选用与继承那些成功的、可靠性高的好产品，采用经实践证明是成熟的新技术，地面试验与程序完善、复盖性好且充分，严格按可靠性设计规范设计以及质量与可靠性保障体系完善等，这样“一次成功”的概率是很高的，反之就很难保证了。

记：定型考核性飞行试验有什么特殊要求？

王：定型考核性飞行试验，是需要在方案性飞行试验成功基础上，经过改进方案性飞行试验中暴露的问题，并按研制程序要求进行可靠性、维修性、工作寿命、贮存寿命以及各种作战环境（全天候）等试验基础上，进行定型考核性飞行试验。其目的是检验与考核导弹是否达到了主要战标要求。由于评定的内容较多，要进行的试验有最大射程、最小射程以及分导式多弹头释放程序与效果等，飞行试验状态较多，但总的目的是要求达到能评定主要战标的目的。

记：从“烈火”5导弹现在的长度、直径、重量来看，它在定型后会采用怎样的部署方式？

王：“烈火”5导弹应该是采用公路车载机动的部署方式，而不大可能采用地下井发射方式。

现代战争中，导弹武器成为敌方首先攻击的对象，甚至可能采用核武器攻击。因此固定的导弹阵地，成为笫一次打击的目标，即便是加固的地下井阵地，就目前侦察卫星定位、分辨率与导弹制导等精度达到的水平，固定阵地是难于在敌方第一次打击下生存的，导弹武器的生存能力成为重要而关键的问题，机动化是提高生存能力的重要手段。

不过，虽然“烈火”5导弹采用公路机动发射方式，但从它现在的长度、重量来看，机动性肯定是不好的。它长17.5米、粗2米、重50吨、弹头重2.5吨，公路机动发射车，即使是无发射筒，“裸弹”运输机动，在发射台上热发射的方式，其全车总重可能达到70～80吨，长度达到23米以上。印度地处热带与亚热带地区，导弹可以不加保温筒。即使这样，它的公路机动时“通过性”很不好成为关键。因为，一般战略导弹多部署在偏僻地区或山区，通行的公路一般级别较差，譬如碎石甚至土质条件很差的路面等，机动时导弹将承受很恶劣的力学环境条件，要研制这样的公路机动车和牵引车有很多、很大的技术关键要突破。

增加射程会导致发展哪些技术

记：“烈火”5目前的射程是大约5000千米，并不算是严格意义上的洲际弹道导弹，那么印度未来要拥有射程上万千米以上的洲际弹道导弹，是不是可以在“烈火”5基础上改进设计而来新型号？从5000千米发展到10000多千米，这中间需要取得哪些技术突破？

王：“烈火”5导弹现在的最大射程是5000千米，但长17.5米，直径2米，起飞重量50吨，头重2.5吨，为三级固体。应该说，“烈火”5现在的技术水平甚至连美苏上世纪60年代的产品都不如。60年代的美国“民兵”2导弹，苏联S S－16地地弹道导弹，也是三级，长度、直径都与“烈火”5差不多，起飞重量却不到40吨，而且射程都达到了一万千米左右。

要让“烈火”5在长度、重量保持原有状态下提高射程，需要做的技术攻关主要有以下几个方面：

首先，发动机采用新型复合材料以减轻壳体结构重量，改进与增加装药提高发动机的总冲。

其次，减轻弹头重量，首先核装置要小型化，开展防热材料研究，采用碳纤维增强抗烧蚀好的碳基材料。

第三，大量采用复合材料代替金属材料结构，来减轻弹体结构重量，弹上仪器、设备以及电缆等都采用了大面积集成枝术，使其小型化、轻型化。

如果不能实现这些技术突破，而是仅仅靠简单增加尺寸来实现射程增加，那么当“烈火”5导弹达到一万千米射程时，导弹全重至少需要达到80吨，总长可能超过20米，其机动车总重将达到120吨以上，总长可能超过24米。这样的庞然大物，作战实用性就会大打折扣。

记：感谢您接受我们的采访。Ω

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