东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

原创 军武数据库 2019-10-21 12:55:17

这是一个问答的题目,觉得发成文章还是有一定的价值的。

“东风-41造价超过10亿”这是一个地摊儿文学的说法。属于一拍脑门往大了处说的毛病。不过10亿这个价钱很震撼,于是也就在军迷圈子里面流传开了。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

如果测算到底东风-41导弹多少钱,我们完全可以拆分这型导弹的BOM来计算出一个合理的价格。

发射一枚东风-41导弹所需要的成本,我们可以看到的是导弹本体的价钱+发射车损耗折旧+周边维持系统费用+人员费用这几个大的方面。

发射车损耗折旧、周边维持系统费用、人员费用和单一一枚导弹的发射成本没太大关系,所以我们来讨论下导弹本体。

从导弹本体价钱来说,这是发射一枚导弹的最大成本。我们来看看并且算一下成本:

一枚固体洲际弹道导弹的结构如下:

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

主要是多级的火箭发动机构成主体,并且包含战斗部和导引控制机构。

首先在发射过程中最大的成本部分就是固体火箭发动机。,这个部分就又有两块要说了。第一个部分是燃料,第二个部分是发动机外壳。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

这张图片是央视所推出的一个节目《大国工匠》的实况场景,工人在雕刻整形的就是固体火箭燃料。

很多的人认为固体火箭发动机燃料是一种火药,但这样的认知就是一个入门水平了吧。咱们说下成分:目前我国所使用的固体火箭燃料主要是端羟基聚丁二烯(HTPB)为主要能量来源的材料。

端羟基聚丁二烯是一种十分粘稠的甘油状液体,很像我们日常使用的胶水的感觉,不过比胶水还要粘稠一些。如果熟悉化学的朋友应该一看名字就知道这种东西是一种聚氨酯了。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

从价格上说端羟基聚丁二烯还真不贵,军标的产品一公斤大约60-80元人民币,一吨的价格只不到8万元而已。

端羟基聚丁二烯在国产固体火箭燃料中占比12%-18%,为了配合HTPB燃烧,还需要大量的氧化剂,我们的火箭里还包含大约56%-68%高氯酸铵作为氧化剂。高氯酸铵这东西就更便宜啦,高纯度的高氯酸胺大约一公斤只有9块钱左右,一吨的价格不到一万块。但是有一点要注意的是HTPB低温下很难燃烧,必须加热到500度度以上的温度才可以真正的燃烧起来,当然了在火箭发射的燃烧温度绝对大于这个要求。难就难在点火上,为了能够似固体火箭能够持续燃烧,在固体火箭燃料中还加入了20%左右的铝粉。铝粉的价格也也不高,火箭发动机上用的铝粉的价格大约是130-140元人民币一公斤,也就是14万元一吨。这样按照配比,我们可以计算出来大致的火箭燃料费用:包含加工成本一吨的固体火箭燃料的价格实际只有5.5万元。

东风-11重量为54吨,按照火箭的经验数据的推算,其中里面会包含32-35吨的固体火箭燃料,那么总固体燃料的成本费用在200万元以内。

同时,我们还要计算的是火箭发动机喷管的费用。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

之前国产的固体火箭发动机喷管大部分材料为铼合金,铼是一种极其昂贵的金属元素。如果全部是铼合金的喷管,那么一套价格会在300万人民币以上,但目前我们的火箭喷管是碳的。确切说是碳-碳复合材料喷管。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

说起来比较高大上的感觉,实际上这种喷管是石墨加环氧素质缠绕而成。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

切开后看可以看出明显的缠绕分层结构。当然了具体的can rao

一套喷管的价格在30万人民币左右,而在东风-41三级火箭的推进系统中,喷管的数量多达9个,因此价格在270万左右。

很多的读者可能看到这里就会疑问,一个导弹上用的发动机喷管为什么做到这么便宜?理由很简单,现在常用的火箭发动机有两种,液体火箭发动机和固体火箭发动机,液体火箭发动机承担了燃料泵的工作,因此结构相当复杂。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

液体火箭发动机是整个液体火箭中最复杂造价最高的部件。而固体火箭发动机仅仅是燃气的一个通路,结构简单仅仅需要承受整个推进过程中的高温烧蚀即可,自然价格就降低了很多很多。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

继续说就是东风41的弹体了。固体燃料火箭由于整个燃烧的过程是在弹体内部逐渐进行的,因此整个弹体在推进过程中会承受高温。一般的来说,远程大功率火箭发动机采用的是三明治结构:

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

目前先进的固体火箭发动机的绝热层采用的是挥发性材料,在高温下不融化而是直接挥发为气体带走大量热量,在使用这种绝热层的时候,火箭壳体可以选用铝合金等更轻量化的材料以增加射程。

而这种“挥发性绝热材料”目前用的最多的其实很常见——就是PVC(聚氯乙烯)!和家里装修的水管、电线导管是一样的东西。

PVC本身不燃烧,在高温下会分解成盐酸、笨、一氯笨和二氯笨等物质,又因为这种高分子化合物本身的密度很低,因此并不会储存大量热量,因此热传导效应也极低,在固体火箭发动机工作的几十秒时间内可以阻止大量的热量传递到外壳上。

根据不同的级数工作时间不同,在东风-41上的每个级固体火箭发动机内还会额外的有几百公斤至2吨的PVC隔热层。但由于这是一种广泛使用的材料,因此PVC的价格也只有7000多一吨。以东风-41的用量来说,整体所有需要的PVC大约是3-5万人民币。

过了PVC绝热层之后就到壳体了。目前据资料表明东风-41的壳体大部分组成部分就是铝合金。一则是铝合金的强度已经够维持东风-41的整体结构支撑,其次就是铝合金重量仅仅为钢的一半左右,因此有助于提高东风-41的效率和射程。

高强度的航空用铝合金价格大约为4万人民币/吨左右。整体上东风-41结构上的铝合金用量大约为70万人民币。

当然了,这里仅仅是指导弹上铝合金的用量原料成本,铝合金的加工很贵,按照行业标准来计算大约为加工原料价格的1.5倍至2倍,对于航空大件来说大约会是10倍左右的加工价格。因此咱们可以粗略的计算东风-41的壳体价格约为700万人民币。

上面基本上大件的东西说完了,咱们再说昂贵的小零件。

东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

弹道导弹为了保证其精度,需要在弹道导弹中安装陀螺仪,这是一种可靠的内导航系统,通过陀螺在三维框架内的高速旋转获得一个稳定的角动量参数。再根据角动量守恒原理可以测量出导弹在飞行时候所处的姿态和速度矢量信息。

高精度的陀螺仪费用极高,在东风-41上的陀螺仪组价格约为2000万人民币左右,这是这枚导弹上最贵的部件了。

其次飞行控制系统,导弹的飞行控制系统主要除了大家所意识到的计算机之外更多的是积分处理电路,利用电子元件的特性不经过计算就可以直接输出导弹控制参数数据。

虽然可靠迅速,但这套系统的价格并不昂贵,总体的费用在70几万人民币以内。

最后就是核弹头了。东风-41可以携带最多10枚核弹头。很多人认为核弹头的费用极高,理由则是——核弹的威力大。这就有点没有逻辑了。

一个国家在跨越过核门槛后,核弹的生产成本并不像很多人认为的那么高,只有有足够的核材料核弹就是工业制品。

在美苏冷战期间,苏联最多拥有67000枚核弹,如果按照网传的一枚核弹一亿美元的计算方法来说这就是6.7万亿美元,远远超过了当年苏联几年GPD总合。从这个角度来讲,苏联有2-3年的时间全国光制造核弹没有干别的任何事情——不合理吧?

而实际上现在的一枚核弹的造价仅仅为400多万人民币而已。这主要得益于现在核电站的大规模建设,产出的钚-239可以不断的供应军事用途的需求并且绰绰有余。对于另外的更重要的聚变材料氘化锂来说在拥核国家中也是极其丰富的。

以10枚核弹的全装东风-41来说,战斗部的部分大约为5000万人民币左右。

基本上的大笔费用都在这里了,加上其他细碎的费用总共一枚东风-41的整体报价可以算作8800万人民币左右。这基本上就是我们发射一枚东风-41的成本了。

是不是感觉低得出乎意料?

那么再说两个数据:

第一个是我们的长征3乙火箭,进行商业发射的报价——6000万美金。但要注意的一点是长3乙是一款发射重量高达241吨的大型火箭,目的是发射卫星,比起东风-41的56吨重了可是要大得多了。并且这里使用了昂贵的液体火箭发动机。

第二个是我们的东风-15B短程弹道导弹,它的报价为45万美元折合人民币实际上只有320万人民币一枚。

反推下成本也可以大致的估算出东风-41的成本范畴。

最后,虽然东风-41是我们的国之重器,但是客观的不迷信的看待事物才好,千万别拍脑门说这个东西10个亿。

转载请注明:《东风-41造价超过10亿?仔细算算并不是大家所传的成本啊

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注