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渊亭独家:分析美国陆基战略核力量的现状和未来

 小飞侠cawdbof0 2023-06-17 发布于北京

摘要:2023年4月19日上午,美国空军再度成功试射了一枚没有携带核弹头的“民兵”III洲际弹道导弹。作为美国“三位一体”核力量的重要组成部分之一,美国陆基战略核力量是美国用来进行快速核攻击/核反击的主要手段。本文主要从现状和今后的发展两个方面,对美国陆基战略核力量进行介绍。

关键词美国,空军全球打击司令部,战略核武器,“民兵”III洲际弹道导弹,“哨兵”洲际弹道导弹

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此次“民兵”III洲际弹道导弹试射的现场画面

太平洋时间2023年4月19日上午5点11分,美国空军全球打击司令部在范登堡美国太空部队基地再次成功进行了一次没有携带核弹头的“民兵”III洲际弹道导弹试射任务。导弹发射后,其上面携带的MK12A/MK21再入飞行器在大约飞行了6759公里后,准确落入西太平洋达马绍尔群岛的夸贾林环礁附近靶区。据悉,来自内布拉斯加州第625战略作战中队的飞行员在一架隶属美国海军的E-6B飞机上,利用机载的洲际弹道导弹发射控制系统向这枚“民兵”III洲际弹道导弹下达了发射指令,而来自蒙大拿州马尔姆斯特伦空军基地第341导弹联队的士兵被选为此次试射任务的小组成员。此次试射,不仅检验了“民兵”III洲际弹道导弹和E-6B飞机的机载洲际弹道导弹发射控制系统的可靠性和有效性,还验证了美国海空军装备的互操作性,同时,还为美国今后保持持续有效的核威慑能力提供了宝贵的数据支持。

美国陆基战略核力量现状

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地下发射井中的“民兵”III洲际弹道导弹

在美国现在的“三位一体”战略核力量的构成中,陆基战略核力量主要由400枚“民兵”III洲际弹道导弹构成,这些导弹分散部署在美国境内的450个地下固定发射井中(其中50个处于没有配备“民兵”III洲际弹道导弹的非作战部署状态),并平均隶属于美国空军的3个导弹联队,这些导弹联队分别是,位于怀俄明州沃伦空军基地的第90导弹联队、位于蒙大拿州马尔姆斯特伦空军基地的第341导弹联队以及位于北达科他州迈诺特空军基地的第91导弹联队。其中,每个导弹联队下辖3个中队,每个中队配备50枚“民兵”III洲际弹道导弹,这些导弹分别由5个建在地下5米处的发射控制中心控制,每个发射控制中心操控的导弹数量为10枚,且这5个发射控制中心中有2个是指挥控制中心,用于负责整个中队的导弹发射控制任务,同时,5个发射中心互为备份,必要时,任何一个发射控制中心都能承担整个中队的导弹发射控制任务。

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“民兵”III洲际弹道导弹发射一瞬

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“民兵”III洲际弹道导弹发射控制中心布局示意图

“民兵”III洲际弹道导弹(型号:LGM-30G)是波音公司研制的一款采用地下发射井发射的陆基固体燃料洲际弹道导弹,目前全部配备给美国空军使用。该导弹从1964年开始进行方案论证,1966年正式开始研制,1968年8月进行首次飞行试验,1970年7月完成研制性飞行试验。期间共试射25次,成功17次,失败8次(其中3次是由于导弹制导控制系统微型电路中的“微粒玷污”引起的)。1970年6月“民兵”III洲际弹道导弹开始正式服役,其采购单价为920万美元(1984年美元值)。“民兵”III洲际弹道导弹于1978年12月停产,最初预计服役期限为10年,但由于后续各种原因,导致其目前仍然是美国陆基战略核力量中唯一可依靠的装备。而从上世纪90年代开始,为提高“民兵”III洲际弹道导弹的可靠性、可维护性和作战效能,美国先后对“民兵”III洲际弹道导弹的再入飞行器、弹头、制导、推进等部分进行了大规模延寿改进,使其可以继续服役到2030年。同时,在“民兵”III洲际弹道导弹服役后,其配套的地下发射井、指控通信等配套的系统也先后进行了改进,如,其地下发射井从1970年代开始就进行了全面加固升级。

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“民兵”III洲际弹道导弹的结构示意图

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“民兵”III洲际弹道导弹此前配备的NS-20惯性制导系统和如今使用的NS-50惯性制导系统结构示意图

以现在“民兵”III洲际弹道导弹的基本性能来说,其弹长18.26米,弹径1.67米,裙部直径1.88米,弹重36.03吨,射程大于9656.064公里(有资料表明最远射程可达10000公里以上),最大飞行高度1120千米,关机速度为23马赫。“民兵”III洲际弹道导弹采用三级固体燃料火箭发动机以及热发射技术,其中第一级为推力约92.15吨的M55A1固体燃料火箭发动机,第二级为推力约27.58吨的SR-19固体燃料火箭发动机,第三级为推力约15.91吨的SR-73固体燃料火箭发动机,这三款发动机,此前都经过了ATK公司的技术翻新。制导系统方面,“民兵”III洲际弹道导弹目前使用的是波音公司生产的NS-50惯性制导系统,该系统的新型导弹制导计算机采用16位高速微处理器芯片,并集成了放大器组件的功能,且其电子控制系统采用了与MX惯性测量装置/计算机接口类似的时分多路传输串口进行数据传输,同时,“民兵”III洲际弹道导弹的飞行仪表组件中还集成了GPS硬件,该硬件可提供实时的导弹空间位置信息以及飞行弹道数据,从而满足了导弹试验时的安全需求。

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“民兵”III洲际弹道导弹使用的MK12A再入飞行器和配备的3枚W78热核弹头

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MK21再入飞行器结构示意图

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W87热核弹头的结构和部分性能示意图

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“民兵”III洲际弹道导弹飞行过程和再入飞行器释放分导式热核弹头的过程示意图

在毁伤能力上,“民兵”III洲际弹道导弹可根据需要搭载1-3枚分导式热核弹头。其中,在使用MK12A分导式多弹头再入飞行器时,可最多携带3枚W78热核弹头。MK12A再入飞行器重955千克,搭载的W78热核弹头于1977年完成工程研制,其弹头长约181厘米,底部直径约54厘米,重约363千克,核裂变材料和核聚变材料分别采用钚和氘化锂-6,爆炸威力为335千吨TNT当量,弹头前部则使用了碳-碳复合防热材料,并使用了改进后的制导系统,其命中精度(CEP)水平为183-227米。目前共有200枚W78热核弹头部署在“民兵”III洲际弹道导弹上,剩下400枚作为长期储备;而当“民兵”III洲际弹道导弹使用MK21再入飞行器时,则携带1枚W87热核弹头。MK21再入飞行器重194千克,搭载的W87热核弹头长约174厘米,底部直径约55厘米,重约194千克,命中精度(CEP)水平小于120米,使用的核裂变材料和核聚变材料分别为浓缩铀以及氘化锂-6,最低爆炸威力为300千吨TNT当量,而将弹头的次级系统加上浓缩铀-235套筒后,就可将爆炸威力提高到475千吨TNT当量的水平,但弹头本身的重量也会略有增加。此外,W87热核弹头的外壳和配套的电子系统都经过了特殊的加固设计,能更好的在复杂严酷的核战环境下使用,同时,其还拥有5种不同的起爆方式,包括高空起爆、中空起爆、低空起爆、近地起爆和触地起爆。W87核弹头的研制工作始于1982年2月,1986年4月第一批生产型W87核弹头下线,随后服役,目前,共有200枚W87核弹头部署在“民兵”III洲际弹道导弹上,剩下的300多枚则处于长期储备状态。

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“民兵”III洲际弹道导弹使用的加固后的地下发射井的大致结构示意图

“民兵”III洲际弹道导弹通常安放在配套的地下发射井中,其每个控制发射中心配套的发射井之间的间距约为9公里,与发射控制中心的间距约为5.5公里。发射井井深约27米,直径3.6米,井盖厚0.9米,整套设施重85吨,发射井本身则由发射筒、井盖、两层环形设备间和人员进出通道等部分组成,其中,发射筒和井盖都为钢筋混凝土结构,配备的电子设备则安装在防震地板上。“民兵”III洲际弹道导弹的地下发射井目前基本都经过了加固升级,对核爆后产生的核辐射、电磁脉冲、空气冲击波、地冲击波和建筑物碎片都有良好的防护能力,承压能力和抗冲击波超压能力分别达到了6865-13730千帕以及478803千帕的水平。

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配套“民兵”III洲际弹道导弹使用的导弹运输-起竖车

而“民兵”III洲际弹道导弹日常的运输则由导弹运输-起竖车和导弹有效载荷运输车完成,其中,导弹运输-起竖车采用彼得比尔特牵引车头以及带有主动环境控制系统的运输箱,这种车辆主要用于运输“民兵”III洲际弹道导弹的主弹体部分,至于导弹有效载荷运输车则主要用于运输“民兵”III洲际弹道导弹配套的核弹头等部分。

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E-6B飞机

此外,为了确保在陆基洲际弹道导弹发射控制系统损坏时,也能按命令发射“民兵”III洲际弹道导弹,美国还为“民兵”III洲际弹道导弹开发了机载的洲际弹道导弹发射控制系统,利用该系统,操控员可在空中远程遥控“民兵”III洲际弹道导弹的发射。目前,该系统主要安装在美国海军的E-6B飞机上。

美国陆基战略核力量的未来

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“哨兵”洲际弹道导弹渲染图

2020年9月8日,美国诺斯罗普·格鲁曼公司获得美国空军一份价值1330万美元的“陆基战略威慑”(GBSD)洲际弹道导弹工程和制造开发合同,从而,使得诺斯罗普·格鲁曼公司成为美国空军用于替代“民兵”III洲际弹道导弹的下一代陆基洲际弹道导弹的主承包商。2022年,“陆基战略威慑”(GBSD)洲际弹道导弹正式更名为“哨兵”洲际弹道导弹(型号:LGM-35A)。2023年3月2日,美国空军核武器中心与诺斯罗普·格鲁曼公司合作,在犹他州海角的测试场对“哨兵”洲际弹道导弹配套的一级固体火箭发动机进行首次全面静态点火试验,并获得成功。根据美国空军现在的计划,“哨兵”洲际弹道导弹未来将替代现有的400枚“民兵”III洲际弹道导弹,其首次飞行测试或于2023年晚些时候进行,并计划于2027年财年开始交付并部署,2029年形成初始作战能力,其形成全部作战能力的时间点大概在2030年代中期左右,而在这之前,美国空军将继续确保“民兵”III洲际弹道导弹的作战能力。“哨兵”洲际弹道导弹据悉将一直服役到2075年左右,同时,美国空军还将对现有的450个陆基洲际弹道导弹地下发射井和600多个配套设施进行现代化改造,以确保它们在未来仍拥有可靠的战力。

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“哨兵”洲际弹道导弹使用的新地下发射井渲染图

根据现有较为有限的信息,“哨兵”洲际弹道导弹仍然采用三级固体燃料火箭发动机(其中,一级和二级固体燃料火箭发动机由诺斯罗普·格鲁曼公司设计),并使用了全直径无间级段构型设计,最大射程达到了13000公里,应用“惯性制导+GPS制导”的制导体制,可携带2-3枚分导式热核弹头,配备MK21再入飞行器时,携带W87热核弹头,配备MK21A再入飞行器时,则携带W87-1热核弹头,其中,MK21A再入飞行器和W87-1热核弹头分别为MK21再入飞行器和W87-1热核弹头的改进版本,基本参数类似,但在具体性能上有了进一步提高,如:对目标的命中精度进一步提高等。同时,根据2023年4月5日,美国空军发布的“下一代再入飞行器”招标通知,美国空军目前正在寻求为“哨兵”洲际弹道导弹配备性能更好的新一代再入飞行器的计技术,据悉,配备“哨兵”洲际弹道导弹的新一代再入飞行器或将拥有机动变轨能力,从而,提高本身的突防能力。此外,“哨兵”洲际弹道导弹还将采用模块化设计以及带有开放式架构的软件等技术,如此,可让导弹本身拥有更好的升级潜力,并使得导弹的日常维护过程更加安全高效,也更具成本效益。

对美国陆基战略核力量的评价

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拥有陆基战略核力量对美国而言是十分重要

在美国“三位一体”战略核力量体系构成中,陆基战略核力量是当中十分重要的一环,主要承担快速核攻击/核反击的功能。而美国之所以没有像英法那样放弃陆基战略力量的建设,且一直钟情于建设采用地下发射井发射的陆基洲际弹道导弹,一方面主要是因为采用地下发射井发射的陆基洲际弹道导弹具有戒备率高、准备时间短等优势,另外一方面,美国独特的地理优势、强大的军事力量以及能获得盟国反导体系协助的优势决定了,美国本土一般情况下其实遭到敌方大规模核攻击的可能性较低,同时,想要摧毁美国现有的450个陆基洲际弹道导弹地下发射井,也需要对手在第一时间用上百枚大当量的远程甚至洲际射程水平的精确制导核武器进行攻击,而这个能力,目前世界上只有少数国家具备,退一万步说,即使美国这些陆基洲际弹道导弹在第一时间遭到摧毁,美国的海空战略核力量,也有能力对对手开展大规模核报复,但如果美国放弃了陆基战略核力量,仅靠海空战略核力量的话,其会丧失很大一部分的战略核力量,这也将让美国在未来的大国博弈中处于一定的不利地位。因此,美国如今依然重视陆基战略核力量的发展,并继续建设采用地下发射井发射的陆基洲际弹道导弹并不是没有道理的。

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