弹道式导弹的弹头从数百乃至上千公里高空高速重返大气层,飞行环境极为恶劣。许多想拥有弹道导弹的国家,都无法越过这道技术障碍而裹足不前。而日本恰好在相关领域里,拥有世界共认的技术优势。
中远程、洲际导弹的弹头以4.3—7.3公里/秒的高速和20—40度倾角再入大气 层,巨大的冲击波产生几十个、甚至上百个大气压的外压作用于弹头壳体。同时,与空气摩擦还产生巨大的热压力和剧烈升温(远程导弹弹头端头可达到 3000~4000度,洲际导弹弹头端头可达到太阳表面温度,即6000~10000℃)度。承受这样恶劣的环境,需要好材料。
60年代,曾用金属中熔点最高的钨合金制造弹头的头锥。但钨合金的熔点也不过3500℃,而且密度很高,不久就被淘汰了。1969年,日本东丽公司生产出世界上首批高强度、高模量 碳纤维。
以此为开端,出现了耐高温、耐烧蚀、抗热震,密度仅为钨合金十分之一的碳/碳复合材料。70年代末,美国开始在民兵一Ⅲ导弹MKl2A弹头鼻锥上 采用碳/碳复合材料,洲际导弹弹头防热问题迎刃而解。
后来的先进小型弹头,多照此办理。90年代,日本把碳/碳复合材料用于航天技术。在高性能碳纤维产量 方面,东丽公司一直占居世界首位。1996年2月12日,由二级状态的J-1火箭将1040公斤重的日本“希望”号航天飞机的“高超音速飞行实验件” (HYFLEX)射入亚轨道。火箭开机后,HYFLEX与火箭分离并沿椭圆弹道飞行,它以49。大倾角再人大气层后,速度达到14。4倍音速,随后完整地 落到1300公里外的海洋中。
这次再入飞行试验表明,日本事实上已完成了相当于射程3000公里弹道导弹弹头的再入防热工程考核。鉴于日本在碳/碳复合材 料领域中的技术优势,可以认为,一旦日本做出决定,很快就能制造出中远程、洲际导弹的核弹头。 除了防热问题,现代弹道导弹的弹头还面临落点精度控制(即精确制导、末制导)和反拦截(即突防)两大难题。众所周知,美国在两个领域中处于世界领先地位。
但它常常依靠日本进口高,精度电子部件和技术。1985年夏季“星球大战”计划实施后不久。美国要求日本防卫厅技术研究本部提供掌握的东芝公司的成像寻的 装置。这种装置可不受红外线和雷达干扰,比常规跟踪定位方法更有效。除了这个例子,人们还可以通过美国希望从日本获取诸如高速逻辑砷化嫁器件、亚微米光刻 技术、图像识别技术等,看出日本在“精确制导”及“突防”方面均有雄厚的实力。
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日本拥有世界一流的核弹头运载技术
日本从50年代开始研制现代运载火箭。1970年2月,它用L-4S三级固体火箭将 24千克重的“大隅”号卫星送人太空,成为第四个用自己火箭发射卫星的国家。70年代引进美国先进的“德尔它”火箭技术后,日本空间事业发展步伐加快。 20多年来,它已用L、M、N、H、J等5个系列的11种火箭发射了50多颗不同轨道的卫星,成为一个实力雄厚的空间大国。频繁的发射,使日本在固体火箭 领域(包括发动机的推进剂、材料、喷管技术)以及火箭的控制、发射技术等各个方面,都积累了丰富经验并达到世界一流水平。
“固体空间运载火箭”与“固体弹道导弹”之间。技术上本来就只有一纸之隔。倘若把火 箭运载的卫星换成导弹的弹头或核弹头,改变飞行轨道,它就成为能攻击地面目标的弹道式导弹或核导弹。日本固体火箭品种较多,可以组成各种近程、中程、远程 及洲际导弹。
近程导弹(射程100-1000千米):日本可利用TR-1A固体火箭改装成近程导弹。TR-1A火箭直径1。13米,全重10。3吨,装7 吨HTPB复合推进剂。TR-1A火箭可把630-750千克的微重力实验舱射到265千米高度,并使它落到数百千米外的海面上。1991年9月,TR- 1A火箭进行首次发射,就在控制系统中使用了中精度光纤陀螺。计算表明,如果把它的“实验舱”换成700千克重的弹头,这个火箭就成为射程超过750千 米、可以装载在越野汽车上发射的机动近程导弹。这样的导弹,能攻击韩国、朝鲜和中国东北地区的目标。
中程导弹(射程1000-3000千米):日本宇宙开 发事业团的河内山治朗曾经在1990年着文,展望了加一个3。5吨燃料的两级火箭(TR-x)方案。它的射程能力将超过美国的“潘兴2”导弹(全重7。3 吨,发射726千克弹头时,其最大射程可达到1800千米)。日本宇宙开发事业团研制的H-2火箭助推器(SRB)直径1。8米,装59吨HTPB复合推 进剂,海平面推力158吨,工作时间93秒。
如果将其发动机壳体换成碳纤维复合材料以减轻结构质量,那么仅仅用一个助推器作单级固体火箭,它就可以使2吨 重弹头达到2500千米以上的射程。远程导弹(射程3000-8000千米):如果将M-3S2(芯级)火箭的第三级和卫星换成弹头,它就成为一个重约 47吨、长约24米的两级远程导弹。其射程能力与原苏联ss一20导弹相当,从日本可以攻击远至马六甲海峡的整个东南亚地区目标。
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