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導彈能用發射井,為何有的衛星和飛船卻不用發射井?

火箭發射衛星或者宇宙飛船當然可以用發射井,但是沒有必要,完全是浪費成本的行為,特別是許多國際商業衛星發射,使用發射井發射沒有價格競爭力,而航天科研活動目前來說也沒有抗打擊的需求。

發射井作為陸基彈道導彈的主要發射方式之一,已經經過差不多60年的發展,技術成熟可靠。其出現和發展都是伴隨著己方技術進步的動力和敵方導彈精度、威力提高的壓力進行的,最主要的目的就是為了提高導彈的生存能力和設施的抗打擊能力,顯然和平年代火箭發射場並不需要這種能力且為此付出額外的成本代價和發射、維護侷限。

導彈能用發射井,為何有的衛星和飛船卻不用發射井?

從冷戰之前到現在,自從發射井誕生以來,世界各導彈大國對其進行的研究和改進就從未停止過,而關於發射井的研究主要有以下幾個方面:1、戰爭時期確保成功發射導彈;2、具備較好的隱蔽能力,防止敵方衛星偵查;3、和平時期,井內環境確保能夠維持長期儲存導彈所需的條件,並且能夠擔負值班任務;4、在遭受核打擊的情況下,能夠保證生存能力,繼續履行發射任務,完成核反擊。那麼從發射井的幾個主要研究內容來看,無一與衛星或者飛船所用火箭發射有關,處理第1條後半段(無論導彈還是火箭都要以確保發射成功為己任)以外。除了個別軍事衛星以外,其他的火箭發射專案(商業衛星、科研衛星、飛船、空間站元件等)都是公開發射,無須隱蔽,甚至還要大肆宣傳,一方面是為了提升自身國際航天大國形象,另一方面也是為了商業目的,以自己較高的發射成功率來爭奪訂單。

導彈能用發射井,為何有的衛星和飛船卻不用發射井?

一開始,美蘇兩國的洲際彈道導彈發射都經歷了從地面上到地下,抗力由低到高,防護級別由單一抗超壓到綜合核加固的發展過程。這裡,任何工程一旦從地面轉入地下就意味著成本的大幅提高(即使民用軌道交通,地面輕軌的造價也比地鐵要便宜的多),而抗力的提高、防護級別的提升更是會大幅提高工程成本,這一點對於需要應對各種發射載荷、不同軌道要求的航天發射來說,更是吃不消的。但僅就發射而言,能夠發射洲際導彈的發射井,當然也可以設計成發射火箭,這一點完全沒有難度,畢竟洲際彈道導彈和運載火箭的技術很大程度上是相通的。因此,衛星和飛船的發射可以用發射井,但是沒有這方面的需要,成本上也難以承受。

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然後我們說點發射井相關的問題。在上世紀五十年代的時候,美蘇兩國的衛星偵查水平(基本談不上)和導彈命中精度都很低。提高導彈發射設施的防護力還不是很迫切的問題。所以,這一時期的導彈基本都是地面儲存、地面準備、地面發射。比如說美國的“宇宙神D”,平時矗立在地面上,戰時臨時加註推進劑,完全沒有防護能力。後來,修築了地面掩體,導彈平躺在掩體內,輔助設施均在周圍地面上展開,掩體的抗體也只有0。14Kg/c㎡。發展到“宇宙神E”時,修建了地下掩體(注意,並非井式發射),掩體上表面與地面平齊,平時導彈平躺在掩體內,發射前開啟掩體蓋,導彈起豎,加註燃料,也就這樣掩體的抗力就提高到了1。75Kg/c㎡。

以上無論是掩體還是將掩體上蓋與地面修平,都還沒有進入發射井階段,直到五十年代末、六十年代初,美蘇兩國的洲際導彈才從“掩體階段發展到地下井階段”。但是,此時還屬於導彈井下儲存、井下準備、地面(井口)發射(如下圖),比如說“宇宙神F、大力神I”等洲際導彈。此時的導彈雖然進入了地下井,但是不能在井下直接發射,需要開啟井蓋後用提升裝置將導彈提升到地面上發射。這也是因為早期技術不足,導彈本身效能較低,所需發射輔助設施較多等原因所致。但是,此時的地下井設施已可以將抗力提高到7Kg/c㎡。

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上世紀六十年代中期以後,由於美蘇兩國洲際彈道導彈的部署規模都達到了一定程度,相互之間的威脅大增,提高導彈防護能力的需求刻不容緩。而此時兩國的導彈採用全慣性制導、固體/可貯存推進劑、輔助設施簡化等技術進步也為發射井的設計提高了便利。此後,蘇聯和美國的SS-7、SS-8、大力神II、民兵I/II等洲際導彈,全都從井口發射變為發射井地下直接發射,大幅縮短髮射準備時間,提高發射隱蔽性。此外,這一時期的發射井抗力也提高到21Kg/c㎡

此後一段時間內,雖然導彈發射井的抗力獲得大幅度提高,但是由於六七十年代美蘇等國的衛星解析度和導彈精度仍然不高(美國當時衛星解析度大約在2米以上,蘇聯SS-8導彈的命中精度也超過2公里)。據美國當時測算公佈的資料,蘇聯若發射攜帶500萬噸當量核彈頭的SS-8攻擊抗力為21Kg/c㎡的“民兵I”導彈發射井,摧毀機率遠低於50%。所以,此時對於發射井僅僅是重視防衝擊波超壓,而綜合防護能力還沒有重視起來。

導彈能用發射井,為何有的衛星和飛船卻不用發射井?

到了七十年代以後,鑑於洲際導彈集束式彈頭、分導式彈頭的發展,已經衛星偵查水平、導彈命中精度的提高,以及對核爆炸效應的研究進展,美蘇開始重視“電磁脈衝、破片、地衝擊波、核輻射”等對發射井的影響。因此,各國開始進行導彈發射井的加固工作,僅以美國為例,從七十年代初期開始,耗時8年,耗資10億美元(七十年代幣值),對全美1000個“民兵”導彈發射井進行“核加固”。

“民兵”導彈發射井的核加固工作包括:1、加強對地衝擊波和空氣衝擊波的抗超壓能力,發射井體抗力增加到140Kg/c㎡並配套減震裝置,井蓋抗力增加到72Kg/c㎡;2、提高電磁脈衝防護能力,在發射井與發射控制室之間設定中間接地環帶,配置高靈敏感測器和脈衝檢測儀,可以在電磁脈衝到來前暫時斷開關鍵電路;3、提高核輻射防護水平,井蓋加厚25公分以上,並在混凝土中摻入“硼”以吸收中子;4、在發射井蓋周邊設定碎片收集裝置,提高抗破片能力。從此,發射井進入了不僅具備抗超壓能力,也具備了核防護能力。

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