编者按：本文为美国智库“中国航天研究所”5月11日在其网站公布的研究报告紧固件用在哪，不可用于商业目的。原文98页较长紧固件用在哪，本文为缩写版紧固件用在哪，保留了主要内容紧固件用在哪，删除的主要是一些猜测性和不定量不定性表述，也删除了复杂的小节划分。此外还校核了描述的前后一致性，确认了专有名词和名称（如单位名称等）的指代。全部资料均为公开来源获得。（第四部分从原文第49页到第62页）材料材料科学在火箭技术中非常重要，它涉及到从燃烧室和再入飞行器使用的耐高温材料到弹体和内部结构件使用的高强度金属合金、芳纶纤维、复合材料。
一般来说导弹弹体各子系统所采用的材料既需要有很大的刚性，还必须重量轻。生产这种轻质合金需要先进冶金技术。火箭的结构重量一般达到空重的一半，因此削减重量成为提高火箭性能的关键一环。固体燃料导弹的复合材料发动机外壳由缠绕机缠绕高强度纤维制成。而液体燃料导弹则主要由轻质合金制成。不同发动机可能使用不同材料，如DF-21的第一级发动机采用高强度钢，而上面级采用玻璃纤维增强塑料复合材料。
其他因素还包括野战条件下的自然环境（雨、雪、风、沙），以及进入太空后的压力问题。
另一个与材料技术水平有关的重要领域是发动机喷管制造，用在此处的材料必须是轻质耐热材料。中国采用激光烧结技术和最新添加剂技术制造发动机喷管，既能提高发动机燃烧效率又能加快生产速度。
图：缠绕法制造的导弹弹体
相关机构及领域
● 中国航天科技集团公司一院
o 702所/北京强度环境研究所。该所位于北京丰台区，成立于1956年，从事火箭和导弹部件的静态和热力学测试。
o 703所/航天材料及工艺研究所。该所改进了火箭第二第三级轨道调整发动机的制造工艺。
合金
合金用于液体燃料火箭和导弹的下面级和内部结构。DF-5导弹就采用铝铜合金和铝镁合金。
● 中国航天科技集团公司800所位于江苏南通，它在高强度轻质合金的生产和降低成本上取得了重大突破，2019年800所将铝锂合金用于火箭燃料储箱，火箭结构重量降低了10%。
纤维和复合材料
固体燃料火箭发动机是使用复合材料和纤维缠绕材料的主要部件之一，一些机构在涉及该领域的新型复合材料和批量制造技术上取得了很大进展。
● 中国航天科技集团公司四院，该院在固体推进火箭发动机壳体的碳纤维缠绕制造上取得突破，该技术用于“长征—11”号运载火箭，也用于4.2米直径的“快舟21”和“快舟31”火箭发动机。
o 43所（西安航天复合材料研究所），从事复合材料的研究和生产。
● 中国航天科技集团公司六院
o 中国媒体公开报道中提及工程师冯艳丽就职于46所，参与一种称为F-12的芳纶纤维材料的研发，这种材料主要用于固体燃料导弹弹体。
制造技术
火箭结构部件的制造技术对重量影响很大，减少各类连接件和紧固件数量，能降低材料总重的同时又提高刚性，这能有效提高火箭性能。新焊接技术的采用可降低重量，这是20世纪90年代世界航空航天业取得重大技术突破的领域。如首都航空航天机械有限公司(211厂)在储罐生产技术方面取得的明显进展就包括搅拌摩擦焊接技术。该厂从1997年开始技术攻关，2004年取得突破，2009年首次应用于“长征”系列运载火箭。合理推测该技术会用于“DF-5”洲际弹道导弹和其他型号导弹。麻省理工学院和该厂科学家曾联合撰写论文发表在《材料科学与技术杂志》上，文章称这项技术“极大地提高了中国航空航天工业的制造能力”。
商业发射公司景观公司开始使用自动激光烧结技术为自产的TQ-12 LOX/甲烷发动机制造喷口，这台发动机推力为80吨。采用这种制造技术能大大减轻发动机重量，热效率更高，速度更快。
测试
研制导弹需要各种测试设备，如火箭发动机试验台、跌落测试设施、风洞、导弹测试场等。这涵盖了风洞测试、地面测试和试射三个环节。关于弹头试验的细节很少，但相关的基础设施建设是完备的。
风洞测试
再入段飞行器设计和相关材料必须进行高超声速风洞试验。这种风洞模拟的气流速度超过5倍音速。
● JF-10 —中国的第一个氢氧爆震风洞，1998年完工。
● JF-12—高超声速激波风洞（上图）。位于北京怀柔区。风洞长约265米，重1000吨，中国媒体称其为“JF-12超级巨龙”。该风洞的建设工作开始于2008年，2012年首次使用，2017年竣工。这个直径2.5米的风洞属于中国科学院力学研究所，研究人员可用该风洞模拟在25-40公里(约82000 -164000英尺)高度以5-10马赫速度飞行。JF-12还具备高温模拟能力，可模拟3500K(3226摄氏度)温度环境，传统的高超声速风洞通常只能模拟1000K。最重要的是，它的稳定持续模拟时间超过100毫秒。该风洞由财政部和中国科学院共同投资，是“国家中长期科学技术发展规划纲要(2006 – 2020年)”八大项目之一。据香港《文汇报》报道，风洞的建设成本为4600万元人民币(约660万美元)。
● JF-22 -中国最新的大型风洞，JF-22模拟速度在7-30马赫之间。从国家电视台对风洞的报道中可以看到再入飞行器被吊进了风洞(下图)。
地面测试
地面测试包括火箭发动机的静态测试和再入飞行器的跌落测试。
20世纪60年代三线时期位于陕西宝鸡汾州的六院试验场是中国航天唯一的液体动力研发基地。
图：165所的液体火箭试验台。
● 中国航天科技集团公司六院
o 101所/北京航天试验技术研究所，位于北京丰台区，成立于1958年，主要负责火箭发动机测试，包括第二级、第三级发动机和卫星姿态控制系统测试。
o 165所/西安航天动力试验技术研究所，亚洲最大的液体火箭发动机测试基地，是中国新一代运载火箭液氧/煤油发动机的主要地面测试基地。1992年该所迁至西安，1998年清水头试验区建设完毕。2003年抱龙峪901考台建设完成，2018年凤州试验区特种材料产业园成立，2019年一个全新火箭发动机测试平台开工建设。
图：2016年3米直径二级固体火箭发动机点火试验
飞行测试
导弹的飞行测试要发射导弹，这需要大范围的试验场和遥测支持场站。中国导弹试射一般从酒泉发射，有些向东发射到渤海，那里水浅方便回收。有些导弹测试从甘肃西部发射，利用地球自转从这里发射可以模拟更远射程。中国导弹试验日程繁忙。根据亨利.肯曼的研究和统计，从2012年11月中旬到2017年9月中旬，太原航天发射中心进行了不少于66次的军用航天发射任务，基本每27天一次。2019年7月和2020年8月中国还向南沙群岛和西沙群岛之间的南海海域发射了两枚反舰弹道导弹。
主要发射场区:
● 酒泉卫星发射中心—中国火箭技术发源地。中心前身是西北综合导弹试验基地，成立于1958年，当时的苏联派遣了技术专家并提供了R-2导弹作为技术援助。中心所在地位于内蒙古自治区西部的布格音阿日拉，又称第20（试验训练）基地、东风航天城，它的西部区域又称双城子导弹测试中心。该中心也进行短程弹道导弹、对地巡航导弹和弹道导弹防御系统测试。
● 太原卫星发射中心成立于1967年，也称第25试验训练基地。该中心可测试中程弹道导弹，如东风-21。中心距离山西省省会太原150多公里。西方分析人士一般称其为五寨太空和导弹测试中心。
弹头落点试验场
中国西部地区的导弹落点试验场可进行各类测试，场区内建有油料库、跑道、变电站和坚固掩体。新疆若羌县附近的一处试验场建有1900米长跑道和F-35模型。新疆民丰县和皮山县仍存1970年代的老测试场。
运载火箭辅助设备
发射弹道导弹的流程十分复杂，涉及人员多，要准备火箭，安装弹头，校准各子系统，将目标数据上传导弹计算机。以DF-31为例，整个系统大约有8-10辆车。
中国在短程弹道导弹甚至在一些远程洲际弹道导弹（如DF-26）上充分展示了机动、再装填、齐射的能力。
中国十分重视研制专用车辆，这些车辆可以增加核武库和常规导弹的机动性，发射后可迅速撤出并重新部署。
图：DF-16 运输发射车
图：DF-26装填操作
图：DF-21导弹从支援车辆中吊起。
运输发射车虽然不如导弹复杂，但也同样重要。中国早期的弹道导弹发射准备时间长达数小时，虽然分散部署在隐蔽山区的坚固阵地中，但一旦被发现就无法生存，中国早期的预警网络能力也不足。
比如DF-3导弹，运输起竖发射车进入阵地后起竖导弹，但车上并没有专门的动力用于导弹起竖，因此发射前弹头和导弹是分离的。早期型号的DF-31号称公路机动，并没有足够的越野能力。
车队中还包括其他一些类型的支援车辆，可以保证人员输送安全，具备伪装能力，可隐蔽行动。早期的运输车、机动拖车和移动式发射架已经被集成式的运输起竖发射车代替。
这些辅助支援车辆不仅足够皮实，能够用于复杂地形的长期作战使用，也用于中国其他多种机动式武器系统。大多数移动发射车使用冷发射方式，导弹点火前先气体加压，发射时将导弹弹入空中再点火。这些车辆都能很好应对导弹发动机点火后喷出的火焰和气体。
不过这些辅助车辆似乎仍依赖进口发动机和零部件，如“万山”军用特种车辆底盘的公开资料显示其发动机似乎进口自德国。车辆设计等方面则借鉴或与白俄罗斯合作完成。还有如湖北航天双龙专用汽车有限公司与白俄罗斯明斯克合资汽车工厂(玛斯)联合投资。DF-31运输车汉阳底盘变速箱由采埃孚公司生产。以HY-480底盘为基础的HY-4330底盘配备华柴道依茨公司生产的12缸发动机，这家公司是道依茨发动机和中国国有防务公司北方工业的合资子公司。万山汽车WS2900采用了美国康明斯(Cummins)发动机、液力变矩器和德国采埃孚(ZF)的变速箱。
类似设备也用于航天科工火箭技术有限公司发射空间运载火箭。
图：发射“快舟1A”民用运载火箭的7轴“阿克塞尔”运输起竖发射车。
相关机构和发展历程
生产弹道导弹运输起竖发射车和有关辅助车辆的重要单位：
● 中国航天科技集团公司一院/中国运载火箭技术研究院拥有多个下属机构从事运输起竖发射车和相关辅助车辆的研制和生产，这些机构于2006年合并为航天发射技术及特种车事业部，还包括15所/北京航天发射技术研究所，该所2004年还合并了泰安航天特种车公司和519厂。截至2018年航天发射技术及特种车事业部共拥有员工6000人。
o 519厂/长治清华机械厂，位于山西长治、负责运输及相关车辆总装，成立于1964年，最初属于第七机械工业部。它为北京的一院和长治的五院生产配套设备。
o 泰安航天特种车有限公司位于山东泰安，最早创建于1952年，目前的新厂成立于2004年，隶属中国航天科技集团公司，生产弹道导弹运输起竖发射车和HTF系列底盘，2009年到2013年在泰安岱岳区南部扩建了新厂房，生产能力大大提高。
● 湖北三环汉阳特种有限公司]是一家位于湖北武汉的重型车辆生产商，主要为解放军生产专用车辆，包括DF-31AG导弹运输起竖发射车。其前身为汉阳特种汽车制造厂。
● 中国航天科工集团公司四院拥有多家以前隶属九院的从事运输起竖发射车研制生产的单位：
o 南京晨光集团有限责任公司/307厂，公司成立于1964年，原隶属于七机部，主要生产车辆。可能涉及DF- 21C和D导弹系统。
o万峰厂，位于湖北孝感市，生产导弹发射地面设备。
o 万山厂，位于湖北孝感，生产导弹运输车辆。商业卫星图像表明从2005年6月到2013年6月万山厂厂房面积增加了约70%，新建的多层办公楼面积也增加了约70%。厂区东部从2008年至2014年新建设施占地面积超过4平方公里。
总装
导弹总装十分复杂，只有大型工厂才能完成，通常需要通过铁路运输大型部件，装配过程流程繁琐。一般导弹由一家工厂总装，而运输起竖发射车辆和其他设备由另一家工厂总装。总装完毕后导弹和车辆运送到火箭军各基地进行检测验收，然后才会配属各作战单位。
图：211厂装配车间
相关机构及研发
● 中国航天科技集团公司一院首都航天机械公司，也称211厂，中国最大的运载火箭总装厂。自1958年开始生产导弹，当时主要依赖苏联技术。该厂除负责中国大多数弹道导弹总装工作外，还生产专用低温储罐、液体燃料发动机和火箭箭体。据2018年11月一篇报道称该厂拥有员工6800人。
关于导弹总装方面的细节外界所知甚少，不过关于导弹和卫星的运载火箭方面倒是有些值得关注的信息，如越来越普遍地使用计算机数控机床和其他自动化技术来提高生产速度和加工精度。
o 211厂为生产“长征三号乙”运载火箭的核心级引入了自动化对接生产流程，可以自动对接3.35米直径的火箭箭体，这项技术引入大大提高了火箭总装速度和精度，这项技术同样可以用于弹道导弹的生产。
o 2019年的一篇报道指出，由于提高了生产效率，211工厂创造了推进剂储罐生产的新纪录。
o 2018年9月初，211厂建立了生产问题导向库系统，它的作用相当于中央数据库，可用于科学研究和确定生产问题解决方案。该数据库覆盖了211厂及其所有下属研究机构、生产车间、职能部门和子公司。
o 有报道详细介绍211厂在“长征-2F”火箭的生产中使用数字化自动化技术，提高了质量控制标准。
● 中国航天科工集团公司四院
o 南京晨光集团/307厂，负责JL-1和DF-21A导弹的总装，也可能负责DF-21C和D改型的生产。
● 在南京江宁区可能还存在一个总装厂，它建立于2000年代早期，从2007年到2010年规模几乎翻番，2018年又进行了扩建。
● 中国航天科工集团公司另一家总装厂可能在长阳航天城，它位于北京市房山区。同一地区还有一处设施与“DF-26”导弹和辅助车辆总装有关。DF-26的辅助车辆在其他地区生产。该工程于2004年开工，2012年第一阶段完成，2013年开始扩建，2020年8月完工，占地面积超过4平方公里。
● 2018年12月4日北京安龙科技集团与中国航天科工集团公司四院四部签署了战略合作协议，北京安龙科技集团有限公司将参与与解放军、武警部队和中国国家安全部有关的设备研制和生产，并为此设立大型机构，该机构位于中国航天科技集团公司六院101所南边。
图：211厂的数控机床
结论
自2000年以来中国弹道导弹部队的规模明显得到了扩充。考虑到未来的战略环境，中国领导层会将重点放在提高核威慑可信度和远程打击能力上，将会继续推动机动式弹道导弹的发展。
尽管针对这一战略进行了产业重组，但基本骨架很大程度上与40年前相比差别不大。多轮重组整合了“专业技能核心”，不排除将来有更大规模的重组。技术上看这些重组的推进非常稳妥。2010年代中期尖端的设计工具和制造技术应用还不大常见，但在过去五年这些工具和技术得到了广泛而普及的应用。2010年代初以来制造设施的规模扩大，大型火箭箭体和固体火箭发动机技术也取得了重大突破。
过去20年中国的弹道导弹工业现代化程度明显提高，但提高速度是渐进式和迭代的，而不是革命性的，中国的弹道导弹工业很可能并不像中国媒体所说的那样先进。我们赞同2005年兰德公司的研究结论，即中国的弹道导弹工业仍然是多种情况共存，结构和技术上仍存在限制，中国正在进行的经济转型将给制造业带来重大挑战，中国的制造业正在竞相提高自动化水平，同时面临吸引和留住人才的问题，在过去20年里新系统研发方面仍存在多项技术瓶颈。
当然，尽管还存在一些问题，但中国的弹道导弹工业总体能力和产能能够满足未来10年中国的国防需要，中国的常规导弹和核导弹的水平肯定会不断提高。
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