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潜射弹道导弹(二)——美国之矛(20161006期)

 卖蚂蚁的小豆豆 2017-02-21


 字数:4502   阅读时间:15分钟

潜射弹道导弹(二)——美国篇

承接上期,扮演着“三位一体战略核力量和二次核反击力量”的潜射弹道导弹因其无法比拟的优势在大国的武器库中一直独占鳌头,成为捍卫和彰显大国地位的利器。看当今世界,能够代表潜射弹道导弹发展过程的除了上期介绍的俄罗斯,就是目前的头号军事强国——美国。当然美国也一直把潜射弹道导弹当做与人决斗的长矛,不遗余力的进行研究和发展,并大量装备。截至目前为止,潜射弹道导弹所携带的核弹头数量已超过1100枚,已经超过了美国空基核力量和陆基核力量核弹头数量的总和。本期就美国潜射弹道导弹的发展历程做一个介绍,且看他与俄罗斯究竟有哪些不同之处。


美国对潜射导弹的研究起源于二战末期在德国高级司令部缴获的一份关于V-2导弹半潜式驳船的设计方案,可以说是德国人成为了美国乃至世界潜射弹道导弹研究的启蒙老师。而二战后东西方的军事对抗、潜艇和弹道导弹技术的进步成为了美国人加速研究潜射弹道导弹的催化剂。

美国从50年代中期开始发展潜地弹道导弹,1961年在'乔治·华盛顿' 号核动力潜艇上首次水下发射成功。先后研制出'北极星'A1A2A3'海神'(C3)'三叉戟'-(C4)'三叉戟'-(D5)六种型号潜地 导弹,分别于1960年、1962年、1971年、1979年和1990年装备潜艇。


美国潜射弹道导弹家族

1955年,时任美国总统的艾森豪威尔批准了国家安全委员会关于海军装备忠诚弹道导弹的报告。于是,美国海军开启了迈向潜射弹道导弹的第一步——“丘比特”导弹。然而研究并非一帆风顺,先是研制周期一拖再拖,后是性能一降再降,虽然洛克希德导弹与空间技术公司(LMSC)提出了基于固体推进剂的“丘比特S”导弹,但其体量过于庞大(直径3.04m,重72.64t),最终只停留在了设计图纸上。


丘比特导弹

“北极星”

——美国第一代潜射弹道导弹

 在相关研究陷入僵局之后,一个前瞻性的人物出现了,他就是美国国家原子能委员会的爱德华·泰勒,他认为在技术进步的前提下,大幅度减少弹头重量是完全可行的,新武器的研制要基于最新的科学技术,甚至是可以预见的未来技术。于是,洛克希德公司提出了新的设计方案,这就是大名鼎鼎的“北极星”潜射弹道导弹,代号UGM-27。北极星系列潜射弹道导弹前后共生产3个型号,分别是“北极星”A1、A2、A3。

“北极星”A1潜射导弹由第一级、级间段、第二级、仪器舱和弹头组成,圆柱形主体上部为锥柱裙体。第一级重量为7.94t,第二级重量为0.42t,弹头为单弹头(60万吨TNT)。“北极星”A1依靠液压泵系统带动喷流致偏环来调整推力方向。第一级使用的钢制罩,第二级使用的是钛合金罩,在第二级发动机的前封头上有6个成60°分布的止推口,可以产生反向推力。“北极星”A1发射是由燃气发生器产生高压气体将导弹推出水面后点火,发射后还需要往发射筒内注水以保持潜艇平衡。这种发射方式也成为美国潜射导弹的主要发射方式。


“北极星”A1导弹

“北极星”A1导弹的载体为5艘“华盛顿”级核潜艇,每艘可携带16枚导弹,以关岛为基地,是美国在太平洋地区的重要核威慑力量。1965年10月14日,随着最后一艘携带“北极星”A1潜射导弹的“林肯”号核潜艇返回美国,“北极星”A1导弹正式退出历史舞台,被“北极星”A2接替。


“华盛顿”级核潜艇

参数:艇长116.3m,艇宽10.1m,水下排水量6800t,潜深220m,水下航速25kn

众所周知,“北极星”A1导弹是美国为了应对苏联SS-6洲际导弹打击和“确保相互摧毁”的军事战略指导下的早产儿,导弹的性能尤其是射程并没有达到海军的要求(2278km),因此改进后的“北极星”A2遍诞生了。采取的改进措施如下:

1) 二级发动机的壳体采用玻璃纤维加环氧树脂缠绕而成,代替A1的钢制壳体,减重约110kg;

2) 二级发动机推进剂采用新研的硝化纤维和硝化甘油代替原来的聚氯甲酸乙酯,显著提高了推力;

3) 一、二级都采用了推力矢量控制(TVC)技术,即可旋转发动机喷管技术来代替原来的喷流致偏环。一方面可最大限度减少轴向推力的损失,另一方面可减轻结构重量,避免致偏环产生的破裂问题;

4) 针对苏联的反导系统,研制了PX-1突防设备。

通过上述改进措施,美国人发现在一、二级减同样的重量,效果却是大不相同。二级减重的增程是一级减重增程的8倍。为其后续导弹研制提供了重要的改进依据。


“北极星”A2导弹

“北极星”A2导弹的载体为5艘“伊桑·艾伦”级和8艘“拉斐特”级核潜艇,每艘潜艇可携带16枚导弹。1974年11月1日,随着最后 一艘携带“北极星”A2潜射导弹的“约翰·马歇尔”号返回美国,“北极星”A2弹道导弹正式退出历史舞台,被“北极星”A3所接替。


“伊桑·艾伦”级核潜艇

参数:艇长125m,艇宽10.1m,水下排水量7900t,潜深300m,水下航速25kn


“拉斐特”级核潜艇

参数:艇长129.5m,艇宽10.1m,水下排水量8250t,潜深300m,水下航速25kn

“北极星”A3为了提高攻击能力、突防能力和生存能力,除了尺寸方面变化不大沿用A2的发射装置以外,其他方面都进行了重大改进。

1) 一、二级都采用玻璃纤维材料,显著降低了重量,一级1.1168t,二级0.4903t;

2) 二级的推力矢量控制用新型液体二次喷射系统代替了原来摆动喷管,在二级 喷管的外围有8个锥形喷嘴,每个喷嘴有3个喷孔,成25°分布,结构重量进一步降低;

3) 弹头用多弹头代替前两版的单弹头设计,提高了突防能力,同时弹头外形也由原来的锥柱形改为锥形;

4) 由于改进之大,使得A3的发射试验进行了多大38次。


“北极星”A3导弹

“北极星”A3导弹最初在“丹尼尔·维伯斯特”号核潜艇上服役,后又部署返厂升级的“华盛顿”级、“伊桑·艾伦”级和“拉斐特”级上,直到1981年完全退役,被更新型的“海神”潜射弹道导弹所代替。

1  “北极星”A1A2A3主要战术性能


“海神”

——美国第二代潜射弹道导弹

针对苏联新的反导系统,洛克希德导弹与空间技术公司基于“北极星”A3提出了加强突防能力的新型再入段弹头方案,称为“北极星”B3方案。此方案的最大创新之处在于1963年出现的分导式多弹头(MIRV)技术,每枚子弹头可以独立打击目标,作战效能大大提高。经过一段时间的探索,美国总统林肯·约翰逊于1965年1月18日向国会正式宣布为海军研制一种全新的弹道导弹(“北极星”B3),并命名“海神”C3,编号UGM-73A。


“海神”C3导弹

“海神”C3直径为1.879m,比A30.509m;长度10.36m,比A30.914m;发射重量29.5t,比A31362kg;射程4000km14枚分弹头)/5200km6枚分弹头)。由于是分导式多弹头,采用了新的弹头释放系统——固体推进剂燃气发生器,以提供额外的速度和机动性。此外,“海神”C3的发动机是第一款安装可动式喷管的导弹。推力矢量控制系统采用了先进的柔性接头系统。

2  “海神”C3主要战术性能


1971331日,“海神”C3正式随“詹姆斯·麦迪逊”号核潜艇出航,标志着正式入役。此后,“海神”C3共装备了30艘“拉斐特”级核潜艇,作战海域遍布全球,成为美国遏制苏联的重要利器。截止19929月,“海神”潜射弹道导弹全部退出现役。海神之后,最新型的“三叉戟”潜射弹道导弹开始登上历史的舞台,并大放光彩。

“三叉戟”

——美国第三代潜射弹道导弹

“三叉戟”的诞生,源于美国海军关于导弹射程的要求。1971年,美国海军希望洛克希德公司研制一款射程为海神导弹2倍的潜射导弹。而此时,正值美苏《限制战略武器条约》谈判中,所以时任美国总统尼克松决定在“海神”导弹的基础上进行下一代导弹的研究,即“海神增程”导弹。一年后,正式命名为“三叉戟”C4潜射弹道导弹。为了在不改变体积的情况下满足海军的要求,“三叉戟”C4进行了以下改进:

1) 导弹由两级增加为三级,三级发动机设置在三级的中心部位;

2) 三级发动机均采用凯夫拉纤维代替玻璃纤维,使壳体减重达40%

3) 得益于电子技术的进步,导弹的电子设备实现了小型化和集成化设计,节省了空间和重量;

4) 导弹头部由锥形改为圆形,使得整流罩内的空间得到了充分的利用,但为了减小上升段的阻力,第一次在导弹头部采用了阻探针,在导弹发射后伸出,减阻50%

5) 采用总能量控制技术(GEMS)燃尽推进剂来控制速度,获得最佳弹道;

6) 采用MK5星光加惯性制导系统大大提高了命中精度,达到380m


“三叉戟”C4导弹

“三叉戟”C4导弹最初在12艘装备海神导弹的核潜艇上服役,后主要用于装备8艘“俄亥俄”级核潜艇,执行天平洋战略巡航任务。“三叉戟”C4的出现极大地提高了美国战略核打击的能力,也促使美国将大部分战略核打击力量部署在潜射弹道导弹上。直到200510月,“三叉戟”C4被更新的“三叉戟”D5潜射导弹所代替。


“俄亥俄”级核潜艇

参数:艇长170.7m,艇宽12.8m,水下排水量18750t,潜深400m,水下航速25kn

在美国人的研究计划里,“三叉戟”C4潜射弹道导弹只是美苏《限制战略武器条约》下的缓兵之计,美国国防部和海军真正追求的是一款重量更大、射程更远、性能更先进的潜射大杀器,这便是“三叉戟”D5潜射弹道导弹。这也就解释了为什么首批8艘装备“三叉戟”C4潜射弹道导弹的俄亥俄级核潜艇的发射筒直径为2.108m,比“三叉戟”C4所需直径大了许多,因为俄亥俄级核潜艇原本就是为“三叉戟”D5而研制。在这里,我们不得不佩服美国人的狡猾。虽然1974年,当时的美国国防部就提出了研制“三叉戟”D5的要求,但由于1974年的美国经济问题——通货膨胀,以及技术难题,使得D5的方案一拖再拖,直到1982年才算最终确定。1981年末,时任美国总统的里根在D5方案逐渐成熟的条件下,发表了装备新一代战略潜射导弹的讲话,极大地促进了D5的研制进度。


“三叉戟”D5导弹

“三叉戟”C4作为过渡型号,为“三叉戟”D5的研制打下了良好的基础。D5为三级固体导弹,一、二级为主体,将C4的适配段和仪器舱合在一起成为新的仪器舱。第三级以及之上的部分则与C4布置相同。相比C4D5的一、二级发动机有了较大的改进,推进剂为聚乙二醇/硝化甘油,并且都采用了单个潜入式喷管,二级还用了可延伸的碳喷管出口锥。


“三叉戟”D5的弹头最初为MK5分导式多弹头方案,后改为C4MK4,并在《美俄关于进一步削减和限制进攻性战略武器条约》签署后,D5携带的弹头数量由8枚减少到4枚。

“三叉戟”D5以其卓越的性能和超远程的投送能力成为美国战略核武库的镇库之宝,也成为美国目前唯一一款在役的潜射弹道导弹。“三叉戟”D5目前还保持着几个唯一:

1) “三叉戟”D51989年以来共发射150多次,是美国历史上唯一一型弹道导弹成功发射次数最多的保持者;

2) “民兵”Ⅲ导弹改为单弹头,LGM-118“和平卫士”退役后,“三叉戟”D5将成为携带核弹头最多的一型导弹;

3) “三叉戟”D5的射程达到了惊人的11100km,使得美国的核潜艇足不出户就可以打击全球任何一个目标,并且在新型指导系统的帮助下命中精度提高到了90m,甚至达到了战术打击的需要。

13 “三叉戟”C4D5主要战术性能


美国凭借着综合国力和科技方面的优势,在潜射弹道导弹领域一直处于领先地位,相对于潜射导弹第二大国的俄罗斯有着绝对优势,弹头数、面目标摧毁能力、硬目标摧毁能力分别是俄的3.12倍、2.51倍和26倍。

作为杀手锏的潜射弹道导弹,在大国国防中有着举足轻重的地位,是捍卫国家利益的最有效武器,必将激励着一代又一代军事科研者为之奋斗。

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