航天发射科学与技术航天发射总体技术_赵瑞兴编著.pdf

航天发射总体技术主要符号表 1 工业和信息化部“十二五”规划专著 航天发射总体技术 赵瑞兴 编著 书书书内 容 简 介 航天发射总体技术 内容包括地（舰）面固定和机动、液体和固体火箭发射技术，及其实现航天发射技术的地面设备系统。第 章简要概述航天发射技术的发展史和发展趋势，第 章介绍火箭、导弹和航天器的分类、组成及特点，第 章重点阐述火箭和导弹的发射方式，第 章介绍导弹武器系统的生存能力，第 章介绍地面设备系统的组成，第 章介绍地面设备系统的总体设计原则、设计依据、总体方案论证和方案设计，第 章介绍地面设备系统的使用环境与适应性设计，第 章介绍地面设备系统试验。版权专有侵权必究图书在版编目（?）数据航天发射总体技术 赵瑞兴编著 北京：北京理工大学出版社，（航天发射科学与技术）国家出版基金项目工业和信息化部“十二五”规划专著 航 赵 航天器发射 中国版本图书馆?数据核字（）第 号出版发行 北京理工大学出版社有限责任公司社址 北京市海淀区中关村南大街 号邮编 电话 （）（总编室）（）（教材售后服务热线）（）（其他图书服务热线）网址 ：经销 全国各地新华书店印刷 北京地大天成印务有限公司开本 毫米 毫米 印张 责任编辑 封雪字数 千字文案编辑 封雪版次 年 月第 版 年 月第 次印刷责任校对 周瑞红定价 元责任印制 王美丽图书出现印装质量问题，请拨打售后服务热线，本社负责调换书书书航天发射科学与技术编写委员会名誉主编：于本水黄瑞松刘竹生主编：杨树兴包元吉副 主 编：（按姓氏笔画排序）万全王生捷刘浩姜毅胡习明贺卫东葛令民编委：（按姓氏笔画排序）于殿君王东锋邓科朱恒强刘占卿汤元平李建冬李梅何家声赵瑞兴荣吉利党海燕傅德彬路峰谭大成航天发射科学与技术学术顾问委员会（按姓氏笔画排序）丁旭昶于倩于建平王缜牛养慈任跃进刘淑艳李喜仁张泽明陈亚军陈登高周凤广赵长禄郝志忠秦烨唐胜景曾智勇总序世界各国为了进一步提高综合国力，都在大力开发空间资源和加强国防建设。作为重要运载器的火箭、导弹，以及相关的发射科学技术，也相应地都得到了广泛的重视。发射科学技术综合了基础科学和其他应用科学领域的最新成就，以及工程技术的最新成果，是科学技术和基础工业紧密结合的产物。同时，发射科学技术也反映了一个国家相关科学技术和基础工业的发展水平。航天发射科学技术的发展历史漫长，我国古代带火的弓箭便是火箭的雏形。火箭出现后，被迅速用于各种军事行动和民间娱乐。随着现代科学技术的发展和人类需求的增加，美国、俄罗斯、中国、日本、法国、英国等航天大国，投入了大量的人力、物力进行航天发射的研究和开发，并取得了丰硕成果，代表了世界的先进水平。火箭、导弹的发射水平，决定了一个国家航天活动和国防保障区域的范围。因此，各航天大国均把发展先进的发射和运载技术作为保持其领先地位的战略部署之一。无论是空间应用、科学探测、载人航天、国际商业发射与国际合作，还是国防建设，都对发射技术提出了新的要求，促使航天发射科学技术向着更高层次发展。综上所述，系统归纳、总结发射领域的理论和技术成果，供从事相关领域教学、研发、设计、使用人员学习和参考，具有重要的意义。这对提高教育水平、提升技术能力、推动科学发展和提高航天发射领域的研发水平将会起到十分重要的作用。航天发射科学技术构成复杂，涉及众多学科，而且内容广泛，系列丛书的编写需要有关领域的专家、学者来共同完成。因此，北京理工大学、北京航天发射技术研究所、北京机械设备研究所、北京特种机械研究所、总装备部工程设计研究院等国内从事相关领域研究的权威单位组建了本丛书的作者队伍，期望将发射科学技术的航天发射总体技术重要成果著作成册，帮助读者更深入地了解和掌握航天发射领域的知识和技术，推动我国航天事业的发展。本丛书力求系统性、完整性、实用性和理论性的统一，从发射总体技术、发射装置、地面支持技术、发射场总体设计、发射装置设计、发射控制技术、发射装置试验技术、发射气体动力学、发射动力学、弹射内弹道学等多个相互支撑的学科领域，以发射技术基本理论，火箭、导弹发射相关典型系统和设备为重点，全面介绍国内外的相关技术和设备、设施。本丛书作者队伍是一个庞大的教育、科研、设计团队，为了编写好本丛书，编写人员辛勤劳动，做出了很大努力。同时，得到了相关学会，以及从事编写的五个单位的领导、专家及工作人员的关心和大力支持，在此深表感谢！由于种种原因，书中难免存在不当之处，敬请读者批评指正！编写委员会目 录 1 中国的航天事业自 1956 年创建以来，坚持走自力更生、艰苦奋斗的道路，从“两弹一星”发展到载人航天工程，经历了无数个夜以继日的艰难鏖战、无数次惊心动魄的模拟实验，依靠全国大协作和集体的智慧，取得了举世瞩目的成就。在研制工作中造就了一大批有理论和实践经验、善于技术攻关的优秀科技人才。本书旨在将丰富的实践经验科学化、理论化、系统化，使这些成果见之于文字。航天发射总体技术是“航天发射科学与技术”系列丛书的一个分册，内容包括地（舰）面固定和机动、液体和固体火箭发射技术，及其实现航天发射技术的地面设备系统。全书主要侧重于地面机动发射和固定阵地发射的技术内容，既反映整个系统的完整性，又对每一部分进行了具体论述。全书共 8 章，从概论开始，引出火箭、导弹的发射方式、生存能力、地面设备系统、总体设计、使用环境与适应性设计和地面设备系统试验等内容。全书以工程应用为主，力求做到内容翔实、逻辑严谨、概念清楚、结论正确，给出了必要的公式、数据、图表和引证依据，便于工程技术人员、管理人员和高等院校相关专业师生查阅参考。本书在编写过程中，得到了北京航天发射技术研究所、北京机电工程研究所及北京工程机械研究所有关领导和专家的帮助，在此一并表示感谢！鉴于编写人员水平有限，编写时间仓促，缺点和错误在所难免，恳请广大读者批评指正。作 者 2013 年 12 月 目 录 1 第 1 章 概论 1 1.1 引言 1 1.2 航天发射技术的发展史 3 1.3 航天发射技术的发展趋势 21 第 2 章 火箭、导弹和航天器 23 2.1 概述 23 2.2 火箭 24 2.2.1 化学火箭 24 2.2.2 电火箭 28 2.2.3 核能火箭 29 2.2.4 激光火箭 30 2.2.5 太阳能火箭 30 2.2.6 光子火箭 30 2.2.7 探空火箭 30 2.2.8 运载火箭 34 2.3 导弹 48 2.3.1 地地导弹 48 2.3.2 潜地导弹 48 2.3.3 舰空导弹 49 2.3.4 空空导弹 50 2.3.5 空地导弹 51 2.3.6 舰舰导弹 52 2.3.7 岸舰导弹 53 2.3.8 空舰导弹 53 航天发射总体技术 2 2.3.9 战略导弹 53 2.3.10 战术导弹 54 2.3.11 反导导弹 54 2.3.12 弹道导弹 54 2.3.13 防空导弹 61 2.3.14 飞航导弹 73 2.4 航天器 78 2.4.1 航天器的分类 78 2.4.2 航天器的组成 79 2.4.3 航天器的特点 81 2.4.4 典型航天器 81 第 3 章 发射方式 96 3.1 概述 96 3.2 发射方式的分类 97 3.3 固定发射 98 3.3.1 地面固定发射 98 3.3.2 半地下固定发射 99 3.3.3 地下固定发射 100 3.3.4 水下固定发射 103 3.4 机动发射 103 3.4.1 公路机动发射 104 3.4.2 越野机动发射 104 3.4.3 掩体机动发射 105 3.4.4 铁路机动发射 106 3.4.5 水面机动发射 109 3.4.6 水下机动发射 109 3.4.7 空中机动发射 111 3.5 自动力发射 112 3.5.1 地下井自动力发射 112 3.5.2 潜艇自动力发射 113 3.5.3 地面自动力发射 113 3.6 外动力发射 114 3.6.1 压缩空气式动力装置 115 目 录 3 3.6.2 燃气式动力装置 115 3.6.3 燃气-蒸汽式动力装置 116 3.6.4 炮射式动力装置 116 3.6.5 自弹式动力装置 117 3.6.6 液压式动力装置 117 3.6.7 电磁式动力装置 117 3.6.8 投放式动力装置 118 3.6.9 复合式动力装置 119 3.7 发射方式的研究性试验 119 3.7.1 缩比模型发射试验 120 3.7.2 模拟与仿真试验 121 3.7.3 全尺寸模型发射试验 122 3.8 防空导弹的发射方式 122 3.8.1 倾斜发射 123 3.8.2 垂直发射 125 3.8.3 箱式发射 126 3.9 飞航导弹的发射方式 128 3.9.1 贮运箱发射 128 3.9.2 垂直发射 129 3.9.3 水面发射 129 3.9.4 水下发射 130 3.9.5 自行车载发射 130 3.9.6 空中发射 131 3.10 运载火箭的发射方式 131 3.10.1 地面场坪发射 132 3.10.2 地面车载发射 132 3.10.3 空中发射 133 3.10.4 海上发射 133 第 4 章 导弹武器系统生存能力 135 4.1 概述 135 4.2 导弹武器系统的生存环境 139 4.2.1 未来战场的侦察环境 140 4.2.2 未来战场的攻击环境 153 航天发射总体技术 4 4.2.3 核爆炸效应 158 4.3 导弹武器系统生存能力分析 173 4.3.1 核攻击条件下导弹武器系统生存能力分析 173 4.3.2 常规攻击条件下导弹武器系统生存能力分析 179 4.4 导弹武器系统生存概率计算 181 4.4.1 单元目标的生存概率 181 4.4.2 集群目标的生存概率 182 4.4.3 地下井发射导弹武器系统的生存概率 184 4.4.4 随意机动发射导弹武器系统的生存概率 185 4.4.5 冲刺机动发射导弹武器系统的生存概率 186 4.5 提高导弹武器系统生存能力的主要技术途径 187 4.5.1 提高导弹武器系统的伪装隐蔽能力 187 4.5.2 提高导弹武器系统的快速反应能力 194 4.5.3 提高导弹武器系统的快速机动能力 196 4.5.4 提高导弹武器系统的抗核加固水平 197 第 5 章 地面设备系统 204 5.1 概述 204 5.2 弹道导弹地面设备系统 208 5.2.1 战略弹道导弹地面固定发射地面设备系统 208 5.2.2 战略弹道导弹地下井贮存、地面发射地面设备系统 210 5.2.3 战略弹道导弹地下井发射地面设备系统 212 5.2.4 战略弹道导弹公路机动发射地面设备系统 215 5.2.5 战略弹道导弹铁路机动发射地面设备系统 217 5.2.6 战术弹道导弹公路机动发射地面设备系统 219 5.3 防空导弹地面设备 224 5.3.1“爱国者”防空导弹地面设备 224 5.3.2“C-300”防空导弹地面设备 227 5.3.3“响尾蛇”防空导弹地面设备 236 5.3.4“道尔”防空导弹地面设备 237 5.4 飞航导弹发射装置 239 5.4.1 自行式车载飞航导弹发射装置 239 5.4.2 舰舰飞航导弹发射装置 242 5.4.3 瞄准机动式飞航导弹发射装置 246 目 录 5 第 6 章 地面设备系统总体设计 254 6.1 概述 254 6.2 总体设计原则 255 6.2.1 满足作战或商业发射的需求 255 6.2.2 坚持地面设备系统与导弹的同步一体化设计 256 6.2.3 坚持先进性与继承性相结合 257 6.2.4 坚持近期需要与长远目标相结合 258 6.2.5 坚持技术配套与实物配套相结合 258 6.2.6 坚持效能与费用相结合 259 6.3 总体设计依据 260 6.3.1 导弹或运载火箭的主要总体参数 260 6.3.2 航天器的主要总体参数 261 6.3.3 导弹试验场或航天器发射场的定点与工程勘察报告 262 6.3.4 导弹试验场或航天器发射场的保障条件 262 6.3.5 目标特征 2