惊天轰雷解析中国“惊雷”－1空基远程弹道导弹②工程问题：方寸之弹显乾坤根据“惊雷

惊天轰雷解析中国“惊雷”－1空基远程弹道导弹②工程问题：方寸之弹显乾坤根据“惊雷”－1导弹模型可基本推测其外形特征和尺寸：导弹直径约为1米，长约13. 2米，由两级固体火箭发动机提供动力，尾部有3片呈90度布置的梯形尾翼。其中，弹体下部没有尾翼，这很可能与轰－6N飞机吊挂导弹时需要留出安全的离地距离有关。而最上方的尾翼大概率可以折叠，这样可避免吊挂时导弹与机体干涉。导弹的上部存在两个较为明显的吊挂点，下部则布置有外置的排线管道。正是基于这些排线管道，我们可以粗略估出导弹各级固体发动机的起始位置。导弹的头部采用了中国导弹上非常常见的双锥体带4片舵面的构型，这样可以使导弹在再入大气层时建立一定的攻角，从而产生升力。那些经过特别设计以承受再入时极端加热的舵面，可以控制弹头进行一定程度的横向和纵向机动，从而增加敌方终末段反导系统的拦截难度，并为导弹的末制导提供一种控制手段。尽管阅兵解说词中并未对战略打击群第一方队的四种武器进行一对一的详细介绍，但结合“惊雷”－1空基“远程”导弹的名称和2011年版《中国人民解放军军语》对远程弹道导弹的定义可知，其射程应当在5000~8000千米。轰－6N飞机并不是一款大型轰炸机，它的载弹能力是比较有限的，一般认为其上限在12吨左右。要想在这个发射重量上限上获得一款突防距离足够的导弹，就需要足够强大的轻质高能固体火箭发动机。外界对于空基导弹通常存在一个误解，认为飞机给导弹提供一个足够大的初始动能便可为导弹增程很多。的确，飞机的运动速度和高度可以给予导弹一定的初始能量，但是现实是，类似轰－6N这样的亚声速飞机从1万米的高空，以高亚声速投放弹道导弹，只能提供不到500米／秒的速度增量，可以把原先射程2000千米的导弹射程提高到2500千米，或是原先射程6000千米的导弹射程提高到8000千米（根据弹道计算表，原先导弹的射程越远，额外增加的速度增量就会使导弹射程增加值越大），也就是说，即便空射导弹相较陆基或海基导弹具有显著的初速度优势，也仍需要原型导弹具备足够远的射程。可喜的是，我国导弹研制部门成功地在11吨多的严格限制下实现了两级远程射程，可见我国的固体推进技术已经达到了相当的高度。另外一个无法验证的猜想是，“惊雷”－1导弹可能部分采用了速燃固体火箭发动机的技术。这对缩短导弹红外特征极为明显的主动段很有好处，可以降低被敌方反导系统在导弹上升段探测打击的可能性。此外，小型化弹上计算机、比以往机械陀螺仪轻小得多的环形激光陀螺仪（RLG)和光纤陀螺仪（FOG)广泛应用在战略导弹上，能有效降低全系统的重量。 “惊雷”－1导弹弹头部分使用的双锥体带空气舵面的头部构型广泛应用于解放军火箭军“东风”－15B短程、“东风”－21D中程和“东风”－26系列远程弹道导弹，一些媒体认为这是我军导弹重要的突防手段。特别是“东风”－26远程弹道导弹，在本次大阅兵上，“东风”－26D被编入高超声速导弹方队中，解说词称其飞行速度快、突防能力强、命中精度高，是具备全天候作战能力的新型杀手锏。根据新浪新闻引述2015年《中国科技奖励》的报道，我国首型通用中远程精确打击导弹实现了带空气舵机动飞行器由12马赫向18马赫的技术跨越和战略武器实战能力重大突破，间接证实了“东风”－26导弹再入速度为18马赫。 这是完全可信的，还可以用弹道导弹射程和再入速度的关系进一步验证。弹道表显示，一枚射程4000千米的远程弹道导弹在最省能量弹道上于70千米高空再入时的速度大约为5. 15千米／秒（约17. 5马赫）。“惊雷”－1的出现则把这个数字再往上提升了一些，以70千米高度开始明显气动加热的“进入再入条件”，其速度可能超过20马赫，这使得“惊雷”－1可能是目前已公开展示的导弹中再入速度最高的双锥体带空气舵构型导弹。以往这种高速再入产生的等离子鞘和极端加热等物理现象只停留在文字上，但今天得益于太空探索技术公司（SpaceX)在星舰再入时的试验，人们才直观看到这些壮观而绚丽的场面。如此高速下，除了极端气动加热，双锥体弹头折角处、空气舵面、舵面根部还会产生多重激波，在局部形成数倍于背景的瞬态热峰值和压力峰值，挑战着材料的极限。如果“惊雷”－1导弹实弹上还存在光学传感器窗口，那么极端热流中的主动喷流隔热也会成为一个挑战。总之，既然“惊雷”－1采用了再入后可控的弹头，而非传统战略核导弹上的无控再入体，就说明我们的科研人员已经解决了这些难题，把中国高超声速导弹的水平又往前推进了一步。除了再入难题，空射弹道导弹的制导也是一个挑战，这也是早期困扰美苏两国发展类似武器时的最大拦路虎。传统惯性制导需要在完全静止的情况下花几分钟利用地球自转确定方向进行自对准，而空射弹道导弹的惯导系统需要在空中完成初始对准，这和固定在地面的井基导弹以及同样在移动平台上发射的潜基导弹完全不同。飞机处于更为剧烈的加速、颠簸和机体弹性的状态下飞行，飞机上的惯性导航系统本身存在误差，而为了给空基导弹的制导提供状态原点，需要将飞机制导系统的姿态、速度、位置和时间“搬”到弹上制导系统，这一过程被称为“传递对准”。这个过程中存在大量难点，在短时间完成对准时，导弹传感器只能测量飞机机体上某一点的运动学量，系统状态里存在多种误差，如姿态失准、杠杆臂效应、时间同步偏差、器件零偏相互耦合，导致分离辨识非常困难。在开发“天空闪电”导弹时，研制方一边给载机B-52增加自动天文罗经、多普勒地速测量和雷达测向等设备，以提升载机导航水平，一边为导弹添加星敏传感器，使导弹在挂机飞行时可以实时观星，利用天文修正降低初始误差。 对于“惊雷”－1这样的现代导弹而言，定位导航卫星的出现在很大程度上缓解了其导航系统设计的压力，但是出于系统鲁棒性的需要，弹上可能仍保留了完整的星光修正系统，在导弹主动段飞行时作为导航备份。轰－6N在传递对准的过程中，如何排除干扰因素、保证精确的主从匹配，想必也需要科研人员花费很大功夫。“惊雷”－1还具备末制导能力，前部安装雷达能以多种模式在末段工作。这些系统相互配合，使得传统上“打不准”的空射弹道导弹获得了极高的精度。虽然空射弹道导弹的导航系统不再是绊脚石，但达到远程射程的“惊雷”－1对导航误差的严格要求仍然是系统工程上的重大挑战。