小火箭聊運載火箭與彈道導彈的彈射發射技術之三
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本文作者:邢強博士
本系列共14097字,127圖
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本系列共7篇,本文是第3篇。
潛艇
不過,彈射技術用於彈道導彈的發射,還需要一個契機。
在此之前,人類用潛艇發射彈道導彈,是一個驚心動魄的過程。
1955年9月16日,代號為611工程(和潛艇型號同名)的蘇聯潛射彈道導彈項目完成了人類首次潛射彈道導彈的試驗。
一艘祖魯級潛艇下潛到潛望鏡深度,然後打開了發射筒,令發射筒自然進水。
潛艇的發射筒被海水大量灌入的同時,不可避免地晃動了起來。
隨後,指揮官果斷下達發射指令。
液體火箭發動機就直接在潛艇的發射筒內點火!
巨大的火焰瞬間令筒內的海水沸騰,潛艇內的艇員的五臟六腑感受到了巨大的振動。
隨著潛艇的猛烈一沉,導彈順利出筒,完成了人類首次潛射彈道導彈的發射。
這種發射方式,非常冒險。巨大的彈道導彈在潛艇的發射筒內直接點火,一旦爆炸,後果不堪設想!(爆炸當量相當於上百枚反潛深水炸彈同時爆炸,而且是在潛艇的內部炸的。)
伴隨著發射過程中的巨大雜訊和振動,伴隨著潛艇官兵怒吼的「烏拉」聲,潛射彈道導彈這種武器裝備誕生了。
這種發射方式,也就有了一個名字:烏拉發射。
後來,有人指出,烏拉(大致上可以意譯為 萬歲,但是常用於衝鋒)這個詞的感情色彩太濃厚,建議改一下。
考慮到蘇聯的大型運載火箭、運輸機和彈道導彈有以大江大河或者山脈命名的習慣,這種彈道導彈在潛艇內點火,依靠自身推力衝出水面的發射方式,改名為烏拉爾式發射。
烏拉爾山是蘇聯亞洲部分和歐洲部分的分界線。
這種帶有濃郁戰鬥民族特色的發射方式,並沒有隨著技術的進步而消失。反而在後來的R-29系列潛射彈道導彈上得到了發揚光大。
這和以液體火箭發動機為動力來源的導彈在點火後建立推力的過程較長有關。
另,注意上圖的R-29潛射彈道導彈彈頭的布置方式,為充滿蘇聯特色的彈頭倒置式。這可以在不延長導彈長度的前提下,多放幾顆彈頭。
後來,最新型號的潛射洲際彈道導彈布拉瓦延續了這一設計。詳見小火箭的分析報告《布拉瓦:坎坷經歷與魅惑螺旋》。
空氣
人類最早嘗試用彈射技術發射彈道導彈,發生在1960年。
華盛頓號潛艇,是人類第一艘正式具備作戰使用條件的彈道導彈戰略潛艇,配備16枚北極星A1彈道導彈和6枚21英寸魚雷。
北極星潛射彈道導彈,長9.86米,直徑1370毫米,發射質量16.21噸。
這款彈道導彈的最大特點,就是突破了固定火箭發動機的高可靠性快速點火這個技術門檻(有關火箭和導彈的點火系統,小火箭準備寫一個系列)。
這就意味著:先用壓縮空氣,像發射魚雷那樣把導彈推出去(只不過由水平發射改為垂直發射),然後讓導彈在空中點火,具備了理論上的可行性。
上世紀50年代末的一個明媚的清晨,觀測島號遠洋測量船迎來了一位稀客——一枚貨真價實的彈道導彈。
這是一次真正的海上發射,不過主角只具備亞軌道飛行能力,而且載荷並不是衛星,而是與W58核彈頭質量相當的配重和數據記錄儀。
北極星A1彈道導彈在觀測島號遠洋測量船的後甲板上點火成功,隨後精確命中了2000公里外的預定靶場目標。
至此,美國海軍掌握了從緩動目標發射彈道導彈的能力,同時北極星A1彈道導彈的姿態穩定系統也得到了考驗。
是時候來一發真的了。
1960年3月10日,一艘彈道導彈潛艇補給艦用碩大的龍門吊為人類第一艘實用性潛射彈道導彈戰略潛艇裝填了兩枚北極星A1潛射彈道導彈。
其中一枚帶空彈頭,另一枚帶全狀態模擬彈頭。
公元1960年3月23日,華盛頓號彈道導彈潛艇下潛到10米深度,減速到2節航速。
隨後,艇長確認了時間和最終的電報指令後,下達了5分鐘發射準備指令。
輪機長報告16個發射筒中的1號發射筒進入待命狀態!
壓載艙水泵開始工作,為配平水箱泵入大量海水,潛艇開始像一頭陷入昏睡狀態的巨獸一般,緩緩向海底躺去。
潛深:15米!
航速:1.5節!
發射氣瓶壓力:30.91MPa!
是否發射?
艇長:准許發射!
魚雷兵啟動紅色限位按鈕,搖動氣瓶手輪,解除了導彈的發射筒保險。
槍炮長看了一眼艇長,得到了點頭的指令後,按動了發射按鈕。
「彷佛是誰同時按動了1000個抽水馬桶的按鈕」,30.91MPa的超高壓壓縮空氣在潛艇底部管路中快速衝動,為艇內帶來了前所未有的立體聲體驗。
按小火箭的驗證計算和當年技術文檔的分析,經過5道減壓閥後,氣壓應該是已經降到了6.87Mpa,也就是將近69個大氣壓,到達了發射筒。
而那枚北極星A1彈道導彈顯然是等待這一時刻很久了。
她沒有絲毫猶豫,瞬間就掙脫了氯丁橡膠浸潤的尼龍密封環的束縛,在發射筒內快速上升。
然後,她一頭頂破聚乙烯酸酯自裂隔水板。
此時,發射筒上厚重的蓋板早已打開多時,這塊隔水板是發射筒與海水之間的最後一道障礙。
高壓氣體一時間變作萬千氣泡,翻騰著爭先恐後地奔向海面。
而北極星A1導彈可不甘落後。
她還在加速!
完全出筒後,北極星A1導彈超過了身邊的氣泡,到達了海面。
而海面,則並沒能攔住她。
出水了!
然後,她還沒有停下。
到了水面上方25米處!也就是8層樓高的地方。一切彷彿靜止了。
而潛艇內,更是一片沉寂。聲納兵的耳鳴還未停歇,艇長的秒錶則忠實地顯示著這4300毫秒的時間的消逝。
最緊張的時刻到來了。
此時的北極星A1導彈處於高空,一旦點火失敗,就會帶著15噸的固體火箭燃料狠狠地砸向潛艇所在海域。
艇里還有另一枚北極星A1導彈。
如果炸了,恐怕他們不僅屍骨難存,就是事先寫好的遺書都會化為大海中的朵朵碎屑。
不過,還沒等艇員們考慮到更壞的情況,一聲巨響,如同巨人孩子的初生,劃破天際,響徹雲霄!
點火成功了!人類首次用壓縮氣體冷彈射彈道導彈水下發射成功!空中點火成功!
隨後,聲納兵在記錄簿上畫了一團火焰,接著又依次畫了3個圈。
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