解密|導彈也有“保質期”,“過期”了腫麼辦

來源︰中國軍網綜合作者︰邢強責任編輯︰楊帆
2018-03-12 08:33

超市購物,從琳瑯滿目的貨架上拿下心儀的食品後,我們總要在包裝上找一下食品保質期。在保質期內,好,這食品安全,自己挑的,口感也錯不了;過保質期了,那就別買了,講究點的人還會告訴超市理貨員,這東西該扔了。

您知道嗎,在神秘的軍事領域,“鋼筋鐵骨”的兵器也是有“保質期”的,比如武器裝備里的大家伙——導彈。

今天出版的《解放軍報》“兵器大觀”,我們就請來“小火箭”工作室的創始人邢強博士,和您聊聊導彈的“保質期”那些事,解密導彈如何才能保持足夠的使用可靠性, 確保“召之即來,來之能戰”。

制圖︰梁晨、陳洪佳

漫談導彈“保質期”

■邢強

出廠質保

導彈也有“保質期”

什麼是導彈的“保質期”?教材給定的明確定義是︰導彈“保質期”又稱貯存期,是指在規定條件下貯存後,仍能以較高概率達到該型導彈設計時的戰術技術指標的時間長度。

簡單而言,設立貯存期的意義就是想知道導彈在某段貯存期內有沒有足夠的能力把設想的目標摧毀掉。所以,導彈出廠時都會標明貯存期。比如,法國“響尾蛇”導彈的貯存期是7至10年,意大利“阿斯派德”導彈是5年,英國“海標槍”導彈是8年,俄羅斯C-300導彈是10年。

導彈的“保質期”是怎麼來的?和食品不一樣,導彈的服役期限通常是相當長的。比如聲名赫赫的美國“民兵”III洲際彈道導彈,部署時間是1970-1975年,至今仍在服役並計劃服役到2020年,跨度近半個世紀。

美國人是怎麼讓導彈50年後還“保質”呢?這就需要用到相當強悍的檢測技術了。

早在1959年,美軍就啟動了“導彈發動機老化監視計劃”。第一批發動機一出廠,就成了貯存壽命和老化現象的觀測對象。這一觀測結果恰好與第二批發動機的測試情況形成對照。每隔6個月,美國希爾空軍基地就會啟動一台導彈發動機進行測試,每隔18個月就對推進劑試樣做一次化學檢測。另外,美軍還對發動機藥柱進行解剖,以檢驗計算應力和實際應力之間的差別。美軍認為,將這些數據與統計計算和結構分析等技術相結合,能夠提前4年預判導彈的狀況。

比實時檢測更直接的“保質期”判定方法是加速老化試驗。將同批次導彈中的若干枚置于特殊環境中加速導彈的老化,能在短時間里獲得導彈長期老化的規律。

當然,為營造所需的“特殊環境”,要斥巨資建造專門的實驗室。俄羅斯對C-300導彈進行6個月的綜合試驗來確定其10年的貯存期;美國洛克希德•馬丁公司為“銅斑蛇”炮射激光制導武器量身定做的試驗箱可以提供溫度為85℃、濕度為85%的加速老化環境。美軍認為,如果固體發動機在其規定的極限高溫和極限低溫環境中各貯存了6個月後,仍能在地面試車中滿足性能要求的話,那麼該型發動機的最低貯存期限可被認定為5年。

精心維護

導彈的“變質”與保管

導彈為什麼會“過期”?其實也不難理解,導彈不是個體單元,而是一個龐大而復雜的系統,其組成部分不乏金屬、塑料、橡膠等材質做成的零部件,所以損壞、老化不可避免。

金屬在自然環境中會發生腐蝕,最常見的就是生�。在焊接、鑄造這些復雜工藝中,也會產生一些持續作用的力。這些力和化學腐蝕協同作用,會加速金屬構件損壞。

塑料、橡膠則會隨時間而發生老化。以橡膠為例,良好的橡膠彈性高、密封效果好,是防漏器材的重要材質,但在鹽霧、微生物以及高溫的影響下,橡膠會逐步老化從而彈性變差。在導彈里,橡膠老化就會引起高壓容器漏氣、伺服機構漏油、燃料箱漏液。

另外,在潮濕環境中(如地下洞庫、叢林和一些低緯度地區),裸露的導彈還容易霉變。彈體內部的印刷電路板和彈上的光學儀器都會受到霉菌影響。

美國軍方的數據顯示,庫存狀態下,由環境造成的武器裝備損壞或失效比例佔到60%。美國沿海基地的裝備故障中有52%是由環境效應引發失效產生的。再細分,由溫度引起的佔40%,由振動引起的佔27%,由濕度引起的佔19%,由鹽霧、沙塵、沖擊等引起的佔14%。

怎樣才能延長導彈的“保質期”?

第一個辦法是改善貯存環境。既然把食品放進冰箱能延後食品變質,那麼改善貯存環境當然也可以使導彈“變質”延後。導彈貯存環境可分為三類︰原廠貯存、彈藥庫貯存和野戰貯存(換成巧克力來說,就是分別放在廠商倉庫、超市和消費者口袋里)。放在原廠的導彈有良好環境和大量專業人員保養,而普通彈藥庫和野戰環境則往往不利于導彈的貯存。例如某型設備在高原地區和寒冷地區可使用9年,到了溫度和濕度比較高的地方則只能使用2年。因此,延緩導彈老化的一項重要舉措就是隔絕不良環境,極致的做法是將導彈存放在密閉的貯運箱里,並在箱中充入高純度氮氣。我們現在能夠看到的形形色色的“彈艙”,最主要的用途就是貯存與發射。

第二個辦法是改善工藝。比如,為防止金屬腐蝕,導彈上的鋁制構件和銅制構件需要進行特殊處理。常溫或者低溫粘接工藝等新工藝的出現,能防止印刷電路板霉變,大幅延長導彈的貯存期。美軍早期裝備的“霍克”和“陶式”導彈的壽命僅有3至5年,引入新的工藝後,這兩種導彈的貯存期都達到了10年以上。

另外,檢測導彈雖有助于發現問題,但過度檢測也會嚴重影響設備壽命。例如某設備的工作壽命是200小時,出廠前已工作65小時,每次檢測需工作13.5小時,那檢測10次後設備的壽命就耗盡了。因此,耗時短、效率高的檢測方案也能延長導彈的貯存期。

寶刀不老

導彈的延壽與歸宿

“過期”的導彈真的就不能用了嗎?和“過期就得扔”的食品不一樣,導彈是由許多不同材質的零部件組裝起來的。不同的零部件貯存期是不一樣的,那些貯存期較短的零件,就成了拉低全彈貯存期的短板。如果能定期對這些零件進行檢修和更換的話,導彈的貯存期就會相應增加。這些因素綜合,就形成了標定的貯存期和真實的使用壽命之間的差別。

以“海標槍”導彈為例,該彈于1973年裝備部隊。1982年英阿馬島沖突,英國海軍用該型導彈擊落了阿根廷軍方6架飛機。貯存期標定為8年的導彈為何在9年後仍具有不錯的作戰效能呢?

展開來看,從“海標槍”導彈主要零部件的貯存期就能發現原因。該彈的前彈身、液壓系統、電氣系統等部件貯存期為15年,中彈身、後彈身、引信和戰斗部的貯存期為10年,而助推發動機、燃氣發生器等部件的壽命不足8年。可見,只要在適當的時候更換超過貯存期的零部件,“海標槍”導彈是能夠有效服役10年的。

這種通過替換易壞零件、修修補補來逐步延長整個系統貯存期的做法,在上世紀50年代至70年代中期十分流行。但這種做法的缺點也很明顯︰需要頻繁對導彈進行檢測,以保證能及時發現並更換狀態不佳的零部件。這大大增加了導彈的使用成本。

“海標槍”導彈每隔26個月就要進行一次規模比較大的檢修。裝在導彈上的點火器最多使用3年就需要換一個新的。如果把點火器從導彈上拆下來放到專門的地方妥善保管的話,可以存放6至7年。

所以,那個年代很多戰術導彈在平時都是散開存放的。那些不適合在導彈上長期放置的零部件被單獨存放在專用的箱子里,等輪到戰備值班的時候再安裝回彈體。這種情況代表了這一時期大多數戰術導彈的尷尬境遇︰平時花大力氣保養,戰時預熱時間長,實在是難以讓人省心。

相比之下,俄羅斯C-300導彈“10年內無需進行任何檢測”的設計是相當貼心的。從上世紀70年代開始,以C-300導彈為代表,可在很長時間內保持戰備狀態的導彈迅速成為各個戰術導彈設計部門追求的目標。這些導彈可以在發射陣地上一站就是10年。在這10年中,導彈可以隨時進行發射。

“過期”的導彈去哪兒了?導彈超過了標定貯存期或因技術和政治原因提早結束貯存,都算“過期”了。這些導彈有的會被直接銷毀;經檢測後確信還能用的,可超期服役;有的則把狀態尚好的零部件拆出來進行翻修;有些還會被賣給其他國家。

還有一些導彈則轉到新的崗位去發揮余熱︰美國把退役的SM-75“雷神”導彈去掉彈頭,改造為運載火箭的第一級發動機使用,沒想到,後來陸陸續續發展出了20多個型號,形成了著名的“德爾塔”運載火箭家族。俄羅斯和烏克蘭把不再執行戰備任務的SS-18“撒旦”洲際導彈也改造成了運載火箭,取名為“第聶伯”。這個由世界上最大的導彈改造而成的火箭從它原來駐守的地下發射井中發射,創造過一箭發射37顆衛星的世界紀錄,可以說是名副其實的“老驥伏櫪,志在千里”。

(許騰、鄭鈮整理)

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