軍(jun)工

東五彈(dan)(dan)頭(tou)是我國第一種洲際導彈(dan)(dan)彈(dan)(dan)頭(tou)，與之前的(de)型號相比(bi)，在再(zai)入防(fang)(fang)熱、姿(zi)控、突(tu)(tu)防(fang)(fang)和核(he)戰斗(dou)部(bu)性(xing)能(neng)上都有新(xin)的(de)突(tu)(tu)破。其(qi)一，彈(dan)(dan)頭(tou)再(zai)入大(da)氣層時速(su)度大(da)，防(fang)(fang)熱設計十分復雜(za)；其(qi)二，為了對抗敵區反導系統，要設計涉及許多新(xin)概念(nian)的(de)突(tu)(tu)防(fang)(fang)系統；其(qi)三(san)，為了按(an)程序釋放(fang)多個誘餌(er)，以(yi)及為了提高再(zai)入落點(dian)的(de)精度，要變無控彈(dan)(dan)頭(tou)為具有姿(zi)態控制系統和慢旋系統的(de)有控彈(dan)(dan)頭(tou)。  

洲際(ji)彈(dan)(dan)頭研制首(shou)先要解決的(de)是(shi)防(fang)熱(re)問題(ti)(ti)。1969年和(he)1971年，東三(san)和(he)東四飛行試(shi)驗中曾兩次出現(xian)彈(dan)(dan)頭防(fang)熱(re)問題(ti)(ti)解決不好導(dao)(dao)致試(shi)驗失(shi)敗。相比之下，洲際(ji)導(dao)(dao)彈(dan)(dan)的(de)彈(dan)(dan)頭系統(tong)的(de)工(gong)作條件要嚴酷得多。洲際(ji)導(dao)(dao)彈(dan)(dan)彈(dan)(dan)頭再入大(da)氣(qi)(qi)層時馬赫(he)數高(gao)達(da)20-25，空氣(qi)(qi)強烈壓(ya)縮(suo)引起壓(ya)力急劇(ju)上升，同時一(yi)部分動能(neng)(neng)轉化為熱(re)能(neng)(neng)，溫度(du)也隨(sui)之劇(ju)升。美蘇在60年代設(she)計(ji)第二代洲際(ji)導(dao)(dao)彈(dan)(dan)（如Titan II和(he)R-36）彈(dan)(dan)頭時為了解決氣(qi)(qi)動加熱(re)問題(ti)(ti)，采用(yong)了大(da)鈍頭錐形(xing)彈(dan)(dan)頭，這種外形(xing)再入時形(xing)成的(de)弓形(xing)激波可以帶走較多的(de)熱(re)流，但減速較快，不利于(yu)突防(fang)和(he)提高(gao)落點精(jing)度(du)。 

美國(guo)Titan II洲際導彈采用的大(da)鈍頭錐(zhui)形彈頭Mk6, 重3.7噸，長3.1米，爆(bao)炸當量9 Mt ; 

東五(wu)彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)外(wai)(wai)(wai)形(xing)采用了小(xiao)鈍頭(tou)(tou)(tou)錐(zhui)外(wai)(wai)(wai)形(xing)，這種(zhong)外(wai)(wai)(wai)形(xing)的(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)再入(ru)時減速較慢，有利(li)于突防(fang)(fang)和提高落(luo)點精度，但(dan)氣(qi)動加(jia)熱(re)(re)(re)較嚴重。東五(wu)彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)再入(ru)時，端頭(tou)(tou)(tou)駐點壓力達10MPa，駐點附(fu)近(jin)的(de)(de)滯止(zhi)溫度高達 8000-10000℃，彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)錐(zhui)體表面溫度3000-3500℃左右。這樣嚴重的(de)(de)再入(ru)氣(qi)動加(jia)熱(re)(re)(re)環境直接威脅著彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)安全。防(fang)(fang)熱(re)(re)(re)材料的(de)(de)作(zuo)用不僅要保證彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)在再入(ru)環境中免(mian)遭燒毀，而且在結(jie)構(gou)外(wai)(wai)(wai)形(xing)上(shang)應保持原設計的(de)(de)氣(qi)動外(wai)(wai)(wai)形(xing)，保證彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)落(luo)點精度；對結(jie)構(gou)內(nei)部(bu)的(de)(de)裝置(zhi)應保持給定的(de)(de)溫度范圍，不致因熱(re)(re)(re)量(liang)傳(chuan)入(ru)過多(duo)而影響到(dao)有效載荷。彈(dan)(dan)(dan)(dan)頭(tou)(tou)(tou)防(fang)(fang)熱(re)(re)(re)技(ji)術若(ruo)不能突破，洲(zhou)際導彈(dan)(dan)(dan)(dan)就無法研制(zhi)成(cheng)功。

彈頭(tou)氣動防熱(re)(re)(re)(re)需要解決四個(ge)方面(mian)的問(wen)題：一(yi)，熱(re)(re)(re)(re)環境預(yu)(yu)(yu)測(ce)，突出的是(shi)端(duan)頭(tou)和(he)(he)窗口等(deng)(deng)局(ju)部(bu)嚴重(zhong)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)部(bu)位的熱(re)(re)(re)(re)環境和(he)(he)熱(re)(re)(re)(re)增量(liang)預(yu)(yu)(yu)測(ce)；二(er)，材料(liao)(liao)與(yu)結構設(she)計(ji)，重(zhong)點是(shi)嚴重(zhong)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)部(bu)位，如端(duan)頭(tou)高性(xing)能(neng)防熱(re)(re)(re)(re)材料(liao)(liao)的研(yan)制、應用以及合理的材料(liao)(liao)匹配設(she)計(ji)和(he)(he)熱(re)(re)(re)(re)脆性(xing)材料(liao)(liao)熱(re)(re)(re)(re)應力破(po)壞問(wen)題等(deng)(deng)；三，防熱(re)(re)(re)(re)設(she)計(ji)效果預(yu)(yu)(yu)測(ce)和(he)(he)地面(mian)考核(he)與(yu)評(ping)估試驗(yan)；四，燒蝕外(wai)形變化對氣動力特性(xing)，特別是(shi)飛行穩定性(xing)影響的預(yu)(yu)(yu)測(ce)與(yu)評(ping)估。

武(wu)器(qi)(qi)(qi)專(zhuan)用防護(hu)油(you)(you)（俗(su)稱“槍(qiang)油(you)(you)”）是武(wu)器(qi)(qi)(qi)裝備(bei)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)擦拭和(he)(he)防護(hu)材料，對保持武(wu)器(qi)(qi)(qi)裝備(bei)良好的(de)(de)(de)技術狀態和(he)(he)防止銹(xiu)蝕(shi)、降低(di)(di)(di)磨損(sun)、延長壽命(ming)等具有不(bu)(bu)可替(ti)代的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)作用。世界(jie)各(ge)國(guo)軍(jun)(jun)方(fang)歷(li)來都十(shi)分(fen)重(zhong)視武(wu)器(qi)(qi)(qi)專(zhuan)用防護(hu)油(you)(you)的(de)(de)(de)研(yan)究與開發(fa)。最典型(xing)的(de)(de)(de)就(jiu)是越戰后(hou)，美軍(jun)(jun)針對傳(chuan)統(tong)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)型(xing)防銹(xiu)油(you)(you)功(gong)能(neng)單一、性(xing)能(neng)不(bu)(bu)理想的(de)(de)(de)問題，于(yu)1971年提(ti)(ti)出了一項(xiang)名稱為“PD-48”的(de)(de)(de)采購(gou)計(ji)劃，對產(chan)品(pin)性(xing)能(neng)提(ti)(ti)出了如下要(yao)求：（1）武(wu)器(qi)(qi)(qi)射擊(ji)完畢后(hou)，能(neng)有效去除(chu)火藥殘渣、積炭(tan)和(he)(he)其(qi)(qi)他(ta)污染物；（2）能(neng)在高(gao)溫(wen)、低(di)(di)(di)溫(wen)、雨淋等各(ge)種苛刻條件下，對武(wu)器(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)提(ti)(ti)供(gong)可靠的(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)性(xing)，且不(bu)(bu)能(neng)發(fa)粘，不(bu)(bu)吸附灰(hui)塵(chen)；（3）能(neng)在高(gao)溫(wen)、高(gao)濕、高(gao)鹽霧(wu)、嚴寒或海水(shui)浸泡等各(ge)種氣候和(he)(he)使用條件下，對武(wu)器(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)提(ti)(ti)供(gong)良好的(de)(de)(de)防護(hu)性(xing)。由此，引出了武(wu)器(qi)(qi)(qi)專(zhuan)用防護(hu)油(you)(you)由單一防護(hu)功(gong)能(neng)向清(qing)潔、潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)、防護(hu)多(duo)功(gong)能(neng)的(de)(de)(de)轉變(bian)。在經歷(li)近(jin)3年時(shi)間(jian)實驗室研(yan)制(zhi)及從M16步槍(qiang)到(dao)(dao)火炮(pao)、裝甲(jia)車輛等各(ge)種武(wu)器(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)試驗和(he)(he)實戰檢驗之后(hou)，美軍(jun)(jun)方(fang)對BREAK-FREE公司研(yan)制(zhi)的(de)(de)(de)武(wu)器(qi)(qi)(qi)清(qing)潔潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)防護(hu)三用油(you)(you)（CLP）給予了高(gao)度(du)評價，并依(yi)據(ju)該(gai)產(chan)品(pin)于(yu)1979年制(zhi)訂(ding)了軍(jun)(jun)用標準MIL-L-63460，在其(qi)(qi)中明(ming)確規定：CLP可替(ti)代武(wu)器(qi)(qi)(qi)裝備(bei)上(shang)原用的(de)(de)(de)MIL-C-372 炮(pao)膛(tang)清(qing)潔劑(ji)（RBC）、VV-L-800 通用低(di)(di)(di)溫(wen)水(shui)置換(huan)型(xing)防銹(xiu)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)（PL-S）、MIL-L-46000 半流體潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)（LSA）、MIL-L-14107 武(wu)器(qi)(qi)(qi)用低(di)(di)(di)溫(wen)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)（LAW）和(he)(he)MIL-L-3150 中質防銹(xiu)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)油(you)(you)（RBC）等產(chan)品(pin)。目前，CLP（北約產(chan)品(pin)代號：S-758）已在美國(guo)、澳大(da)利(li)亞、芬(fen)蘭(lan)、加拿大(da)、比利(li)時(shi)等20多(duo)個國(guo)家得(de)到(dao)(dao)廣(guang)泛(fan)應用，其(qi)(qi)產(chan)品(pin)標準也(ye)已發(fa)展到(dao)(dao)MIL-L-63460D。

我軍于20世(shi)紀(ji)80年代后期，開展了武(wu)器清潔潤(run)滑(hua)防護油的跟(gen)蹤和研究工(gong)作(zuo)，并(bing)參照MIL-L-63460D（1988）制定(ding)了武(wu)器清潔潤(run)滑(hua)防護三用(yong)油規范(fan)（GJB 2378-95）。但(dan)限于當時的技術水平，國內有關單位研制的樣(yang)品在實際使用(yong)中仍存在一定(ding)問題，所以至今未(wei)能在部隊推廣(guang)應用(yong)。

1 研制技術指標

為提高武(wu)器(qi)裝備的維護(hu)(hu)保養(yang)質量，筆者從(cong)2001年起對多功能武(wu)器(qi)專用(yong)防護(hu)(hu)油(you)進行了專題攻關研究。產品的研制技術指標采用(yong)我軍的武(wu)器(qi)清(qing)潔潤滑防護(hu)(hu)三用(yong)油(you)規范（GJB 2378-95），其與MIL-L-63460D（1988）[JP2]標準的主要差(cha)異是：根(gen)據國情(qing)，減(jian)少(shao)了推進劑(ji)反應產物防腐(fu)性、殘余物的低溫流(liu)動性和(he)化學試劑(ji)檢驗試紙干擾性檢測項目。具體內容見表1。

2 研制過程

2.1 篩選基礎油

基(ji)礎油(you)(you)是防(fang)(fang)銹(xiu)油(you)(you)的(de)(de)(de)基(ji)本組(zu)成部分(fen)，對產品(pin)理化性(xing)(xing)能(neng)有決(jue)定(ding)(ding)性(xing)(xing)作(zuo)用(yong)(yong)。根據武器清潔潤滑(hua)防(fang)(fang)護三用(yong)(yong)油(you)(you)的(de)(de)(de)戰術技(ji)術指標要求和預定(ding)(ding)用(yong)(yong)途，其基(ji)礎油(you)(you)應具有優(you)良(liang)的(de)(de)(de)高低溫性(xing)(xing)能(neng)、較大(da)密(mi)度和與相(xiang)(xiang)關有機溶(rong)劑(ji)有良(liang)好的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)溶(rong)性(xing)(xing)等特點，以滿足武器系統(tong)在-45 ℃以上各種(zhong)環境條件下(xia)的(de)(de)(de)正常射擊、油(you)(you)品(pin)中固體潤滑(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)分(fen)散懸浮和油(you)(you)品(pin)清潔、潤滑(hua)、防(fang)(fang)護三項功能(neng)的(de)(de)(de)正常發揮。為(wei)此，課題組(zu)采集(ji)、分(fen)析(xi)了國內6家(jia)煉廠生(sheng)產的(de)(de)(de)8種(zhong)礦(kuang)物(wu)基(ji)礎油(you)(you)和合成油(you)(you)，經大(da)量篩(shai)選試(shi)驗(yan)(yan)，確定(ding)(ding)了以質量分(fen)數(shu)90%環烷基(ji)礦(kuang)物(wu)基(ji)礎油(you)(you)和10%合成油(you)(you)為(wei)基(ji)本組(zu)分(fen)的(de)(de)(de)復(fu)配基(ji)礎油(you)(you)。部分(fen)基(ji)礎油(you)(you)篩(shai)選試(shi)驗(yan)(yan)結果如表2。

2.2 篩選防銹劑

防(fang)(fang)銹油(you)(you)中的(de)油(you)(you)溶性(xing)緩(huan)(huan)蝕劑(ji)是由極(ji)性(xing)和(he)非極(ji)性(xing)基團兩部分組(zu)成(cheng)的(de)油(you)(you)溶性(xing)表面(mian)(mian)(mian)活性(xing)物質(zhi)，通過在油(you)(you)-氣界面(mian)(mian)(mian)和(he)油(you)(you)-金屬界面(mian)(mian)(mian)的(de)定向吸附，減緩(huan)(huan)水、氧等(deng)腐蝕性(xing)介(jie)質(zhi)向金屬表面(mian)(mian)(mian)的(de)侵入(ru)，從而起(qi)到緩(huan)(huan)蝕作(zuo)用(yong)。目(mu)前國(guo)內外研(yan)究的(de)油(you)(you)溶性(xing)緩(huan)(huan)蝕劑(ji)有(you)數百種，但綜合考慮其性(xing)能(neng)、制造工藝、成(cheng)本、原料來源等(deng)各(ge)(ge)方(fang)面(mian)(mian)(mian)的(de)因素(su)，國(guo)內經常使用(yong)的(de)只有(you)一二十種。本研(yan)究在對各(ge)(ge)油(you)(you)溶性(xing)緩(huan)(huan)蝕劑(ji)配伍性(xing)能(neng)大量(liang)研(yan)究的(de)基礎上，確定了由磺酸鹽、羧酸鹽和(he)酯(zhi)類防(fang)(fang)銹劑(ji)及少量(liang)表面(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑(ji)組(zu)成(cheng)的(de)，具(ju)有(you)“超加合效應”的(de)新(xin)型復合防(fang)(fang)銹劑(ji)體(ti)系，其在45號變壓器油(you)(you)中以質(zhi)量(liang)分數10%加入(ru)，濕熱試(shi)驗(yan)可達(da)到1000 h以上，鹽霧試(shi)驗(yan)可達(da)到60 h以上。

2.3 研制潤滑劑

為(wei)了增加潤滑(hua)油(you)(you)的(de)(de)潤滑(hua)承載能力(li)，增強潤滑(hua)油(you)(you)的(de)(de)時效性(xing)(xing)、高溫性(xing)(xing)、寬溫使(shi)用(yong)(yong)(yong)性(xing)(xing)和惡(e)劣條(tiao)件下(xia)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)性(xing)(xing)能，通(tong)常(chang)在(zai)(zai)潤滑(hua)油(you)(you)中(zhong)加入一定量的(de)(de)固(gu)(gu)體潤滑(hua)劑(ji)。目前，在(zai)(zai)潤滑(hua)油(you)(you)中(zhong)使(shi)用(yong)(yong)(yong)最(zui)多(duo)的(de)(de)固(gu)(gu)體潤滑(hua)劑(ji)有石墨、二硫化鉬、氮(dan)化硼和聚(ju)(ju)四氟乙(yi)烯。由于(yu)PTFE（聚(ju)(ju)四氟乙(yi)烯）是迄今為(wei)止發現的(de)(de)摩(mo)擦系數最(zui)小(xiao)的(de)(de)一種有機固(gu)(gu)體潤滑(hua)材料，且耐溫、無(wu)毒(du)，同時較(jiao)無(wu)機固(gu)(gu)體潤滑(hua)劑(ji)易(yi)于(yu)在(zai)(zai)油(you)(you)中(zhong)分(fen)散懸浮，因而選擇PTFE作為(wei)通(tong)用(yong)(yong)(yong)裝(zhuang)備(bei)防護油(you)(you)的(de)(de)固(gu)(gu)體潤滑(hua)材料。但國(guo)內目前對于(yu)PTFE細粉(fen)(fen)的(de)(de)加工，多(duo)采用(yong)(yong)(yong)機械(xie)切割和研磨(mo)的(de)(de)方法，缺點是粒徑大(da)（5～30 mm），形(xing)狀不(bu)規則，且含有金屬(shu)粉(fen)(fen)沫等機械(xie)雜(za)質，很難滿足(zu)在(zai)(zai)潤滑(hua)油(you)(you)中(zhong)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)要求。而PTFE水(shui)(shui)乳液(ye)，由于(yu)含水(shui)(shui)量在(zai)(zai)60%以上，加入油(you)(you)中(zhong)后會(hui)影響(xiang)油(you)(you)品(pin)其他性(xing)(xing)能，也極不(bu)穩定，無(wu)法使(shi)用(yong)(yong)(yong)。為(wei)此，本研究采用(yong)(yong)(yong)γ射(she)線(xian)輻照、氣(qi)流(liu)粉(fen)(fen)碎等先進加工技術，并通(tong)過分(fen)子表面改性(xing)(xing)，制備(bei)了粒徑在(zai)(zai)200～400 nm，在(zai)(zai)油(you)(you)品(pin)中(zhong)分(fen)散性(xing)(xing)能良好(hao)的(de)(de)PTFE潤滑(hua)劑(ji)。

2.4 研制火藥殘渣清洗劑

火(huo)炮射擊結束后，炮膛內會留下一層粘附力極(ji)強的(de)火(huo)藥(yao)殘(can)(can)(can)渣，如不及時(shi)(shi)清(qing)除，會嚴重腐蝕(shi)炮膛，縮(suo)短炮管的(de)使用(yong)(yong)壽命。目(mu)前常用(yong)(yong)的(de)方(fang)(fang)法是用(yong)(yong)大量(liang)肥(fei)皂水、堿(jian)性(xing)(xing)液等(deng)反(fan)復清(qing)洗(xi)擦拭，除積(ji)炭效果(guo)(guo)較(jiao)差(cha)，且使用(yong)(yong)上(shang)受到很多(duo)條件限制(zhi)。本研(yan)究(jiu)依(yi)據“溶解度參數相近(jin)原則”，在大量(liang)試(shi)驗驗證基礎上(shang)研(yan)制(zhi)成功了由醚類(lei)(lei)(lei)、醇類(lei)(lei)(lei)、酯類(lei)(lei)(lei)物質(zhi)和多(duo)種表(biao)面活性(xing)(xing)劑組成的(de)JT火(huo)藥(yao)殘(can)(can)(can)渣清(qing)洗(xi)劑。試(shi)驗結果(guo)(guo)表(biao)明(ming)(ming)，該劑滲(shen)透(tou)力強，對清(qing)除炮膛內的(de)火(huo)藥(yao)殘(can)(can)(can)渣和粘附在武器裝備上(shang)的(de)其他污染(ran)物有良好(hao)效果(guo)(guo)。其在油品(pin)中加入(ru)8%～15%（質(zhi)量(liang)分數）時(shi)(shi)，火(huo)藥(yao)殘(can)(can)(can)渣的(de)去除率就(jiu)能達到98%以上(shang)。該劑的(de)配方(fang)(fang)和制(zhi)備技術(shu)已獲國家發(fa)明(ming)(ming)專利（ZL 03143226.3）。

2.5 確定配方

在上(shang)述工作基(ji)礎上(shang)，結合防護油(you)組(zu)方(fang)基(ji)本原則(ze)，確定了武器清潔潤(run)滑防護三用油(you)的(de)配(pei)方(fang)。組(zu)成（以(yi)質量分數計）大致如(ru)下：基(ji)礎油(you)68.3%、粘度(du)指數改進劑(ji)(ji)(ji)4%、復合防銹(xiu)劑(ji)(ji)(ji)9%、抗氧劑(ji)(ji)(ji)1%、分散劑(ji)(ji)(ji)2%、JT清洗劑(ji)(ji)(ji)10%、PTFE潤(run)滑劑(ji)(ji)(ji)5.5%、表(biao)面活性劑(ji)(ji)(ji)0.2%。