東風-31彈道飛彈(東風31洲際彈道飛彈)

東風-31彈道飛彈

東風31洲際彈道飛彈一般指本詞條

東風-31彈道飛彈(代號:DF-31,北約代號:CSS-10,系列型號:東風-31A和東風-31AG),是中國人民解放軍火箭軍裝備的一型陸基遠程彈道飛彈,是中國首型固體燃料遠程彈道飛彈,也是中國第二代戰略飛彈。

東風-31彈道飛彈採用三級固體燃料火箭作動力,最大射程約為8000-11270千米,可攜帶單彈頭或多枚更小的彈頭、誘飛彈頭以及重返大氣層載具,套用了許多新技術,在體積、打擊精度、生存性能和突防能力等方面均有明顯突破。

東風-31彈道飛彈1986年由中國航天部一院開始研發,1999年8月2日試射成功,1999年10月1日在中國國慶50周年閱兵式上出現,2006年9月服役。2009年10月1日,東風-31飛彈A型參加了中國國慶60周年閱兵;2015年9月3日,東風-31飛彈A型在中國反法西斯戰爭勝利70周年閱兵上再度亮相;2017年7月30日,新型的東風-31飛彈AG型在中國慶祝中國人民解放軍成立90周年的大型閱兵式上出現。

基本介紹

  • 中文名稱:東風-31彈道飛彈
  • 英文名稱:DF-31 ballistic missile 
  • 前型/級:東風-22彈道飛彈和巨浪-1彈道飛彈 
  • 次型/級東風-41彈道飛彈 
  • 研製時間:1986年-1999年 
  • 服役時間:2006年9月 
  • 定型時間:1999年8月2日 
  • 國家:中國
  • 設計單位:中國航天部一院 
  • 製造單位:中國航天科技集團 
  • 建造數量:46-48枚 
  • 服役情況:在役 
  • 隸屬部隊:中國人民解放軍火箭軍 
  • 飛彈類型:陸基遠程彈道飛彈 
發展沿革,研製背景,建造沿革,服役歷程,技術特點,設計特點,推進系統,攻擊能力,制導方式,生存能力,性能數據,總體評價,

發展沿革

研製背景

20世紀50年代末,中國面臨著掌握核壟斷地位的世界超級大國不斷施加的核威懾,核潛艇上需要攜帶裝有核彈頭的戰略飛彈,才能構成一個國家的二次核打擊能力。1956年,時任中國副總理的聶榮臻向中國中央提出了《建立中國飛彈研究工作的初步意見》,1950年代中期,中國國防部第五研究院組織少數科技人員進行了固體推進劑和火箭發動機的探究;1958年,在中央成立了飛彈核潛艇工程領導小組,但是後來中國的經濟力量無暇顧及潛地飛彈。1964年,中國第一顆核子彈爆炸,1965年,中國中央專委做出了在自行研製液體飛彈的基礎上,著手制定固體飛彈的發展計畫和逐步實現飛彈系列化的決定,基於當時薄弱的固體彈道飛彈基礎,最初計畫研製一種射程數百千米的單級固體潛射彈道飛彈,但綜合實際威脅等因素,最終調整為二級固體彈道飛彈。1967年3月,中國國防科委正式下達了研製中程二級潛射固體彈道飛彈的研製任務,飛彈最初命名“巨龍一號”,後正式命名為“巨浪一號”飛彈,以此同時也開始考慮論證下一代飛彈。1970年代,隨著巨浪-1飛彈研製的順利進行,移動式液體遠程彈道飛彈東風-22(DF-22)飛彈正式立項研製。
東風-31彈道飛彈東風-31彈道飛彈
1976年,中國中央軍委又批准了新一代固體彈道飛彈的計畫,對其性能指標如射程是中程還是遠程並未定義,因為根據當時美蘇法的發展路線圖,應該進一步發展射程較遠的中程飛彈,一步步過渡到遠程飛彈,然而當時中國沒有那么充裕的資源,也沒有先進的技術來升級核潛艇,根據實際情況,最穩妥也是最省錢的方案,還是研製一種陸海通用的體積質量更大的飛彈。
1978年底,東風-22飛彈的方案論證和預研工作開始,代號“202工程”,主要著眼於實現機動、快速發射,提高生存能力、命中精度和突防能力,達到小型化、標準化、系列化和通用化。202工程有11項關鍵技術,包括高性能液體火箭發動機、儀器設備小型化設計、新型結構材料、機動發射模式、全數位化的控制系統等。
1982年後,中國航天部二院四部進行了新一代固體彈道飛彈的總體方案分析,配合四院完成了一、二級2米直徑和三級1米直徑固體發動機的模樣研製,二院四部還提出了第三級並聯儀器艙的設計方案,從而保證飛彈射程滿足遠程潛射飛彈的指標。以此為基礎,中國國防科工委召開的歷次相關會議確定新型固體彈道飛彈是一種遠程飛彈。與此同時,二院還進行了陸基機動性遠程固體彈道飛彈的總體方案分析論證。1983年,液體的東風-22飛彈發展順利,初樣的設計、生產和試驗任務均已完成,而中國同期自行研製的大直徑固體火箭發動機也進展順利。由於當時中國處於“七五”計畫期間,軍費削減,同時提出“以常規武器為主,適當發展戰略核武器”的方針,這意味著重心的傾斜及核武器研製計畫的精簡,而更適合機動的固體飛彈則被挑中,因此東風-22基本處於下馬狀態。

建造沿革

1984年1月,中國國務院和中央軍委正式批准終止東風-22飛彈的研製工作。此後航天部組織對遠程固體彈道飛彈的聯合論證,確定了 “陸海兼顧,技術共用” 的原則,並提出了 “大直徑,基本型和系列化”的方針。1986年5月航天部決定啟動遠程固體飛彈的研製,將陸基型命名為東風三十一號,海基型命名為巨浪二號,同年根據調整的分工,東風三十一號和巨浪二號的研製工作由航天部二院轉給航天部一院,而二院則負責巨浪-1飛彈的研製定型和東風-21彈道飛彈的增程工作。與此同時,航天部還確定發展同一系列後續的洲際飛彈東風-41。
東風-31飛彈東風-31飛彈
東風-31飛彈根據最初的計畫將是一種2米直徑的固體彈道飛彈,射程遠達8000千米,設計目標主要是接替東風-4液體遠程飛彈執行打擊莫斯科的任務,並對關島等地進行威懾,計畫在2000年前後完成研製交付部隊使用。可以更靈活的進行部署,而不是像4000多千米射程的東風-4飛彈那樣捉襟見肘,同時它也擁有更強的發展潛力,滿足在基本型基礎上發展出東風-41飛彈的需求,也為研製巨浪-2飛彈提供了可能。
1990年,巨浪-2彈道飛彈正式開始研製,基於陸海兼顧的設計原則,巨浪-2飛彈和東風-31飛彈有很大的相似之處,但陸基東風-31飛彈研製難度較低,對它的需求也更迫切,研製的優先權也更高。中國初次嘗試開發固體戰略飛彈,期間難題林立,諸如固體燃料發動機,推進劑合成,彈錐複合材料製造,大型特種拖車製造等均屬嚴峻挑戰,其中高性能推進劑合成就發生過事故。
1999年8月2日,東風-31飛彈成功進行了首次飛行試驗並獲得成功。1999年10月1日,中國國慶閱兵儀式上東風-31飛彈首次出現。東風-31飛彈部分性能並不能充分滿足作戰需求,例如射程便介於通常意義上的遠程飛彈和洲際飛彈之間,打擊範圍相對有限,並不能真正成為核打擊的主力,導致裝備數量極其有限。另一方面,中國國內也在不斷進行新技術的開發和套用,於是改進型的東風-31飛彈A型(內部代號:東風-31甲,北約代號:CSS-10 Mod 2)很快正式立項。東風-31飛彈A型總體而言其研製過程比較順利,儘管由於某系統設計上的一個小缺陷導致首次飛行試驗失敗,但隨後的飛行試驗都取得了成功。
1999年10月1日東風-31飛彈1999年10月1日東風-31飛彈
2002年11月22日,東風-31飛彈A型首次發射成功。2006年9月,東風-31飛彈A型從陝西五寨發射到塔克拉瑪乾沙漠試驗成功,定型裝備部隊,新一代固體燃料洲際彈道飛彈真正形成了可靠的戰鬥力。

服役歷程

2007年7月,中國展出了東風-31彈道系列飛彈的模型。
2009年10月1日東風-31A飛彈方隊通過長安街2009年10月1日東風-31A飛彈方隊通過長安街
2009年10月1日,中國國慶閱兵,12枚東風-31飛彈A型及發射車組成的戰略飛彈車隊作為壓軸方陣通過天安門廣場接受檢閱。
2012年8月30日,東風-31飛彈A型從中國陝西某地的太空和飛彈測試中心進行了發射,射向西部某地。
2014年1月,中國解放軍報首次公布了一組中國東風-31飛彈在野外進行作訓部署的照片。
2015年9月3日,東風-31飛彈A型在慶祝中國人民抗戰勝利暨世界反法西斯戰爭勝利70周年閱兵上再度亮相。
2015年東風-31A飛彈在反法西斯戰爭勝利70周年閱兵2015年東風-31A飛彈在反法西斯戰爭勝利70周年閱兵
2017年7月30日,中國在內蒙古的朱日河基地進行的慶祝中國人民解放軍成立90周年的大型閱兵式上,出現了新型的東風-31AG洲際彈道飛彈。
2017年9月19日,中國人民解放軍建軍90周年主題展覽在中國人民革命軍事博物館舉行,東風-31系列飛彈再次展出。
東風-31飛彈約部署有10-12枚,東風-31A型飛彈約有3個旅36枚,中國的二次核反擊能力完全依靠公路機動型的東風-31飛彈系列。

技術特點

設計特點

東風-31彈道飛彈相對於第一代遠程飛彈東風-4和第一代洲際飛彈東風-5,在技術上實現了巨大的跨越。沿用了大量東風-22的技術成果,包括數位化控制系統、末速修正技術、以及彈頭設計,儀器設備小型化。與東風-22飛彈的11項關鍵技術類似,東風-31飛彈有13項關鍵技術,包括全彈總體技術、新研製成功的固體燃料火箭發動機技術、小型化彈頭技術、複合材料與結構技術、彈上電子設備小型化技術、高精度慣導技術、快速機動發射技術、先進突防技術、制導控制系統誤差分離技術、新一代試驗遙測技術等。東風-31飛彈與東風-5飛彈不同,其採用的是小型化彈頭,因而整流罩非常尖銳,再入大氣層之後氣動加熱效果明顯。東風-5飛彈使用碳/石英燒蝕材料即可滿足需要,但東風-31飛彈的彈頭再入段防熱問題在很長時間內無法得到解決,直到高純度粘膠基碳纖維研製成功才攻克了這一難關。
中國東風-31A洲際彈道飛彈發射中國東風-31A洲際彈道飛彈發射
東風-31飛彈A型與東風-31飛彈外形上看區別不大,只能攜帶一枚彈頭,其主要在原型的基礎上,通過對發動機,制導系統和彈頭的改進,使飛彈射程和性能有了很大提高,是中國第一款真正意義上的陸基機動型三級固體燃料洲際彈道飛彈。
東風-31飛彈AG型則是對東風-31飛彈A型的升級,其發射筒高度比A型略高,發射筒上有條狀線路和檢修裝置,底部有緩衝墊層,類似東風-26中遠程彈道飛彈的“無依託發射技術”,採用了集儲存、運輸、起豎、發射一體的TEL(TransporterErector Launcher)全地形車上,有更好的移動性,具有更高的生存能力和更遠的射程。

推進系統

東風-31彈道飛彈採用了中國第二代固體推進技術,包括玻璃纖維殼體、HTPB推進劑、三維藥型、碳-碳喉襯、柔性全軸擺動噴管等;另外第三代技術新高能推進劑,石墨環氧纖維殼體,可拋式延伸噴管等在東風-31飛彈A型的研製期間均取得進展,部分已經轉為實用成果,其中最典型的技術是高能推進劑。火箭固體燃料相對於液體燃料,儲存性和結構簡單方面,缺點則是比沖明顯較低。固體燃料中,比沖大於2450牛·秒/千克(即250秒)為高能,2255牛·秒/千克(即230秒)到2450牛·秒/千克為中能,小於2255牛·秒/千克為低能,而液體燃料很多比沖均可達到2800牛·秒/千克以上,因此高能固體燃料推進劑的開發是洲際飛彈的關鍵技術。
東風-31飛彈射程模擬東風-31飛彈射程模擬
美國三叉戟I潛射飛彈所使用的交聯改性雙基推進劑(Crosslinking Double BasePropellant,XLDB)理論比沖2646牛·秒/千克(270秒);三叉戟II潛射飛彈使用的高能硝酸酯增塑聚醚(NitrateEster Plasticized PolyetherPropellant,NEPE)理論比沖2685牛·秒/千克(274秒)。中國對應使用的高能固體燃料類NEPE推進劑的名稱為N15,在《中國科學技術專家傳略工程技術編航天卷II》中對崔國良院士的介紹中提到,NEPE類推進劑,自20世紀70年代開始摸索,80年代研製走入正軌,90年代初取得突破。1993至1998年分別完成300毫米至1400毫米直徑發動機的演示驗證試驗,實際比沖達到約2500牛·秒/千克,比東風-31飛彈使用的HTPB推進劑提高了約100牛·秒/千克。開發N15高能推進劑解決了東風-31飛彈配方中工藝與力學性能相矛盾的技術難題,東風-31飛彈A型已經採用了N15高能推進劑,加上使用芳綸纖維/環氧樹脂複合材料殼體減重等手段,在載荷不變的情況下射程可以進一步增加到約11270千米,或者保持11000千米左右的射程,增載入荷來提高突防能力。
東風-31AG飛彈東風-31AG飛彈

攻擊能力

東風-31彈道飛彈的有效載荷為1050-1750千克,核彈頭的性能反映在對載荷的需求中。與東風-31飛彈配套的第二代核武器研製工作同樣始於20世紀70年代中期,發展方向是小型、機動、突防、安全、可靠。洲際飛彈所配備的熱核彈頭的小型化,關鍵是初級的小型化,然後是次級小型化以解決比威力與重量尺寸的權衡問題。初級小型化需要採用助爆原理,在裂變裝置的中央加入少量的聚變材料,用低裂變威力引發聚變反應,使聚變反應放出高能中子再引起裂變,以此來提高初級的裂變材料利用效率。助爆初級包括氣體助爆和固體助爆兩種形式,前者是指聚變材料在武器中以氘氚氣體的形式存在,套用於東風-5飛彈的核彈頭,後者是指聚變材料在武器中以氘氚化鋰-6的形式存在,即套用於第二代核武器。20世紀80年代,第二代核武器獲得一系列突破,初級小型化原理已經突破,次級小型化的技術途徑也已明確。為了滿足實用的需求,適應小型化彈頭的尖錐外形,把初級塞進鼻錐內,之後又研製了非球形構形的氣體助爆初級,最終於1992年9月25日的核試驗中取得成功,設計水平僅比美國的W88核彈頭稍大。
東風-31A飛彈東風-31A飛彈
東風-31飛彈的核彈頭方面基本達到世界先進水準,但在重入載具(ReentryVehicle,RV)方面水平相對落後。美國W87核戰鬥部的重量為150千克,加上重入載具MK21之後的重量約為360千克,標準當量是30萬噸TNT,可以提高到W88的47.5萬噸TNT水平。東風-31飛彈核戰鬥部的水平設定於W87和W88之間,採用65萬噸TNT當量時,則戰鬥部約為250-300千克左右,加上載具約為700千克左右;採用100萬噸TNT當量,則核戰鬥部約為400-500千克左右,加上載具約為1000千克左右。儘管如此,洲際彈道飛彈還要考慮突防手段,需要攜帶誘餌,如“有速誘餌”和“再入誘餌”等,均指重量10千克上下的重誘餌,在再入段模擬彈頭特性,與在中段模擬彈頭特性的輕誘餌明顯不同,還需要另外的載荷來承擔誘餌的重量。東風-31飛彈攜帶10-15個重誘餌外加數十上百的輕誘餌時,加上核戰鬥部及載具,載荷總需求將分別達到800-900千克和1.1-1.2噸左右。因此東風-31飛彈採用較大載荷時會犧牲一些射程,而保證最大射程時又需要採用較低的載荷模式,需根據不同的作戰需求進行側重點的選擇。東風-31飛彈A型內裝配一種特殊動力裝置,能在離地約80000米高空時,靠特殊的矢量噴射技術進行變軌,以躲開美國反導系統的攔截,再加上多彈頭的使用可打擊更多的目標。

制導方式

東風-31彈道飛彈主要採用慣性制導,1999年研製成功了三浮陀螺,該陀螺具有世界先進水平,有助於提高打擊精度。東風-31飛彈的圓機率偏差約300米,隨著慣導技術的提高和末修技術的改良,東風-31飛彈A型的命中精度也較原基本型有較大提高,若採用先進末制導技術,則精度有望提高一個數量級。考慮到僅僅執行最低核威懾政策,則無需苛求精度,生存能力和突防能力的提高則更加重要。
 東風31A的彈頭整流罩和第三級發動機 東風31A的彈頭整流罩和第三級發動機

生存能力

東風-31彈道飛彈體積和重量較上一代東風-5飛彈明顯縮減,13米左右的長度在所有陸基洲際飛彈中是最低的,40噸級別的重量則介於36噸的民兵III彈道飛彈和47.2噸的白楊M彈道飛彈之間。戰鬥部的小型化為東風-31飛彈實現機動部署提供了先決條件,提高了躲避偵察和生存的能力。
東風-31AG飛彈模型東風-31AG飛彈模型
東風-31飛彈在1999年出現時採用了牽引-發射車分離的方式,型號是8×8型的HY4330半掛牽引車,半掛牽引車的缺陷在於只能局限在公路上使用,而無法實現越野,生存能力有限。
東風-31AG飛彈採用了越野能力更強、機動性更高的8軸TEL全地形車,TEL的使用代表了真正的機動生存性能,其設計參照了代號“侏儒”的美國機動洲際彈道飛彈一體發射車,避免了俄羅斯白楊M飛彈的TEL容易翻車的毛病。東風-31AG飛彈模型上可以看到類似白楊M飛彈的環控系統管線,表明其野外活動能力比此前的東風-31A有進一步提高,能夠依託公路網進行大範圍機動部署。雖然生存能力高,但公路機動仍然有其缺陷,與固定地下井發射相比,公路機動發射系統的快速發射能力(快速起豎、調平、瞄準、測試、發射、撤離)較為落後,打擊精度低,因此東風-31飛彈仍保留了包括地下井發射在內的多種發射方式,採用洞庫和公路機動相結合的部署方式,可以進一步提高生存能力。

性能數據

彈體參數東風-31A白楊M民兵IIIA
彈長
約13米
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彈徑
約2.25米
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彈重
約40-42噸
47.2噸
35.3噸
戰鬥部
700千克(東風-31)
1050-1750千克
單彈頭100萬噸TNT當量,或3-6×MIRV(9-20萬噸TNT當量)
1200千克
935千克
飛彈射程
約8000-11500千米(東風-31)
約11270千米
10500千米
12900千米
命中精度
CEP約300米
CEP60米(無機動突防)
100米(機動突防)
CEP120米
制導方式
慣性制導,雷射制導,北斗導航
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推進系統
三級固體燃料火箭推進
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發射方式
陸基公路機動平台、固地井發射
固地井發射

總體評價

東風-31彈道飛彈總體而言已經較為先進,無論是緊湊的外形、較低的重量,還是射程與載荷比例,均與世界當前裝備的先進型號大致相當,在打擊精度和生存能力上,也和主流型號基本處於一個檔次。但是世界上當前部署的很多同類武器都是20世紀的產物,如美國民兵III甚至是20世紀70年開始部署的,快速反應改進型也於1996年完成,東風-31A在射程和精度等方面並無優勢。此外,世界同類型武器不少將執行改良延壽計畫,以白楊M為代表的最新型號也先於東風-31A前進入現役,在末制導高精確度打擊、機動彈頭和速燃短助推段技術方面,東風-31飛彈A型猶有不及。(新浪網)
中國的二次核反擊能力完全依靠公路機動型的東風-31飛彈系列,只有36枚單彈頭的東風-31飛彈A型射程能攻擊美國本土,36枚核彈頭按照80%發射成功率來計算,核反擊只能將29枚核彈頭打到美國。美國陸基中段攔截彈的攔截成功率按60%來計算,44枚攔截彈可以攔截26枚東風31A的核彈頭,理論上只能成功使3枚核彈頭打擊美國本土,這是無法對美國產生足夠核威懾能力。(騰訊網)
2017-9-19解放軍建軍90周年主題展覽東風-312017-9-19解放軍建軍90周年主題展覽東風-31
東風-31飛彈A型將是未來30年、甚至更長時間裡,中國洲際飛彈庫的主力軍,將和更先進的東風-41飛彈組成“低-高”搭配,預計部署數量在30-50枚左右。(新浪網)

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