天上灑細(xì)沙?談?wù)劇氨阋说摹盚TPB火箭推進(jìn)劑

昨天瀚海狼山(匈奴狼山)談到了高能的NEPE固體推進(jìn)劑,已經(jīng)從原先只用于國(guó)之重器的洲際導(dǎo)彈,進(jìn)而廣泛應(yīng)用到了各種戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上。產(chǎn)量大的直接后果就是價(jià)格相對(duì)下降。不過(guò)就像金價(jià)再低也不是銀價(jià)可比的一樣。所有導(dǎo)彈和火箭彈都想用到昂貴的NEPE高能推進(jìn)劑和碳纖維外殼還是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)榫C合成本還是太高。因此仍然有不少的導(dǎo)彈品種還在用HTPB推進(jìn)劑和鋼材的殼體。追求的就是一個(gè)廉價(jià)和可以大規(guī)模裝備。比如某種射程1500公里的彈道導(dǎo)彈,如果全部更換為NEPE推進(jìn)劑和碳纖維殼體,那么射程可以提高到1800公里。但是價(jià)格要是原先HTPB推進(jìn)劑和廉價(jià)鋼外殼的3倍。而如果該導(dǎo)彈采用水漂彈頭,在價(jià)格只增加30%的情況下卻可以打到2800公里,對(duì)手還無(wú)法防御!因此對(duì)需要拼消耗量的中導(dǎo)來(lái)說(shuō)。

采用相對(duì)廉價(jià)推進(jìn)劑加水漂彈頭反倒更有利。據(jù)說(shuō)某型需求量巨大的中導(dǎo)就采用了相對(duì)廉價(jià)的HTPB推進(jìn)劑和鋼殼,一切設(shè)計(jì)都是為大量生產(chǎn);彈頭關(guān)機(jī)速度3000米每秒,對(duì)彈頭耐熱的要求也不太高。價(jià)格僅1300萬(wàn)元出頭。而如果采用NEPE推進(jìn)劑和高端碳纖維殼體,單枚價(jià)格就要上升到3500多萬(wàn)一枚。實(shí)際上NEPE和HTPB都是二戰(zhàn)后發(fā)明的火箭固體復(fù)合推進(jìn)劑。NEPE的全稱(chēng)是“硝酸酯增塑聚醚”;HTPB的全稱(chēng)是“端羥基聚丁二烯”。都是有機(jī)精細(xì)化工的產(chǎn)品。NEPE復(fù)合類(lèi)推進(jìn)劑的單位比沖至今最高。NEPE推進(jìn)劑最主要的技術(shù)創(chuàng)新,是在比較成熟的有機(jī)化工原材料基礎(chǔ)上打破常規(guī)思路,將奧克托今、黑索金等高能炸藥組分引進(jìn)固體推進(jìn)劑中,打破了炸藥與火藥的界限,充分利用大劑量含能增塑的醚粘合劑體系優(yōu)異的力學(xué)性能特點(diǎn)。

而HTPB固體推進(jìn)劑的發(fā)明比NEPE的發(fā)明還早20年。因?yàn)閮r(jià)格相對(duì)低廉應(yīng)用的范圍更大。廣泛應(yīng)用于中短程彈道導(dǎo)彈和遠(yuǎn)程火箭炮的推進(jìn)劑裝藥中。而且其產(chǎn)量也是NEPE推進(jìn)劑的10倍以上。實(shí)際上不論是固體彈道導(dǎo)彈還是固體運(yùn)載火箭助推級(jí)。在有機(jī)固體裝藥里面還會(huì)增加一些金屬燃燒劑,以增加其燃燒的效率和熱能,獲得更大的推力。這就像給煙花彈內(nèi)部裝填不同的金屬粉末,獲得更絢麗的效果的原理是差不多。因此金屬燃燒添加劑也是現(xiàn)代武器固體推進(jìn)劑的重要組分之一。金屬燃燒劑可以提高推進(jìn)劑的爆熱和密度。同時(shí),燃燒生成的固體金屬氧化物微粒,起著抑制振蕩燃燒的作用??蛇x用的金屬燃燒劑有鋰、鈹、硼、鎂、鋁等。最主要的固體金屬燃燒劑還是磨制的超細(xì)鋁粉。甚至超細(xì)鋁粉本身都可以直接用來(lái)當(dāng)固體火箭的發(fā)射藥。因此超細(xì)的鋁粉也是各大國(guó)限制出口的戰(zhàn)略物資。

我們看固體大火箭和固體導(dǎo)彈的發(fā)射過(guò)程,就會(huì)發(fā)現(xiàn)其從發(fā)射一開(kāi)始到飛到上百公里的高空,似乎一直都拖著一道白色的尾流。而液體火箭一旦飛遠(yuǎn)了,尾跡就很快看不見(jiàn)了。這就在于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒反應(yīng)后的產(chǎn)物都是氣體和少量水蒸汽,在大氣中很快揮發(fā)。而固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),不論是NEPE還是HTPB燃料和金屬燃燒劑反應(yīng),都會(huì)附帶產(chǎn)生固體氧化顆粒。那些空中長(zhǎng)期吹不散的白煙,主要成分就是金屬固體氧化物。如果這些白煙落到人頭頂上,就感覺(jué)天上灑“細(xì)沙”一樣。因?yàn)檠趸X顆粒反應(yīng)物本身的狀態(tài)就是細(xì)沙。