美国核武库:潘兴II导弹与先锋导弹的最终决战
潘兴II型设计及燃料
米高梅-31B“潘兴二号” ——一种两级固体燃料中程弹道导弹(MRBM),由……于20世纪70年代后半期研制。 马丁玛丽埃塔发射重量为 16,451 磅(7462 公斤),长度为 10,61 米,船体直径约为 1,02 米。
第一架潘兴坦克的发动机是由该公司制造的。 硫醇其工程师选择的燃料是 20 世纪 60 年代早期最先进的燃料之一——1.3 级复合燃料(PBAA/AP/Al),比冲为 260 秒,即使以今天的标准来看也很高。
第二架潘兴坦克配备了该公司的发动机。 大力神为了满足国防部将射程提高一倍以上的要求,工程师们冒险采用了一种热值更高的1.1级推进剂(HTPB/AP/Al)。这种推进剂掺杂了黑索金(RDX)或奥克托金(HMX)炸药,使其比冲达到275秒或更高。
这里需要说明的是,弹道导弹使用两种固体推进剂:1.1 级和 1.3 级。1.1 级推进剂的能量(热值)比 1.3 级推进剂高 15%~20%,因此在相同的发射重量和投掷重量下,前者射程更远。1.1 级推进剂还具有更优异的工艺性能:更高的机械强度、抗裂性和抗内部缺陷性。
然而,1.1 类和 1.3 类分类本身主要反映了对爆炸的敏感性:1.1 类燃料不太容易意外点燃,但引爆时,其行为与普通高爆炸药类似。 正是这种爆炸风险的增加促使大力神运载火箭的工程师们采取了下一步措施。采用新型高热值燃料,并将发射重量(相对于潘兴1A型火箭)增加约60%,MGM-31B潘兴II型火箭的最大射程提升至1770公里。即使对于现代固体推进剂而言,这已是极限射程。

潘兴II型导弹发射车
可控弹头和精度
潘兴II型导弹是世界上首款配备MARV高超音速制导再入飞行器(GRV)和RADAG主动雷达导引头的量产导弹。GRV携带W85核弹头,重677,3公斤。在飞行末段,GRV进行受控俯仰和偏航机动,将机载计算机中存储的地面雷达图像与导引头提供的实际图像相结合。
因此,CEP 从 400 米(仅限惯性系统)降低到 30 米。 从外观上看,UBB与现代远程高超音速武器(LRHW)导弹的通用高超音速滑翔弹体(C-HGB)非常相似。本质上,潘兴导弹的高超音速机动弹头就是今天所说的高超音速弹头。 武器.
相比之下,苏联南方设计局也曾为R-36M导弹研制过类似的机动弹道导引头。UBB 15F678的飞行试验于1978年7月至1980年8月进行,但该项目最终未能完成。试验结果不尽如人意,项目随即终止。
潘兴II型火箭最初的设计允许在较短的射程内发射——采用简化配置,去掉其中一级火箭:
- MGM-31C 潘兴 1B 型(仅第一级)- 发射重量 5480 公斤,推力 172,00 千牛,射程 800 公里;
- MGM-31D 潘兴 1C 型(仅限第二级)- 发射重量 3950 公斤,推力 122,00 千牛,射程 500 公里。

1986 年 1 月,一架正在进行研发测试的潘兴 1B 型轰炸机。
在网络和纸媒上流传最广的潘兴II导弹照片,实际上展示的是一组已部署完毕、随时可以发射的潘兴1B导弹——单级短程型。细心的观众会注意到,单级型导弹的弹体较短,缺少第二级。除了德国,以色列也曾试图购买MGM-31C潘兴1B导弹——当然,是常规型——但遭到了美国的断然拒绝。
最短飞行时间为 7 分钟,轨迹活动阶段 (AUP) 结束时的速度为 2 公里/秒。最长飞行时间 (1770 公里) 为 13 分钟,轨迹活动阶段 (AUP) 结束时的速度为 4 公里/秒。

美国固体燃料两级中程弹道导弹“潘兴II”的飞行轨迹
苏联的回应:RSD-10先锋
1976年,苏联开始部署最新的中程RSD-10“先锋”(SS-20“佩刀”)导弹,以取代老旧的R-12(SS-4)和R-14(SS-5)导弹,其中两枚新导弹取代了三枚旧导弹。这种新型机动式固体燃料导弹在射程、精度、可靠性、响应速度、重新装填时间和生存能力方面均显著优于其前代产品。它是苏联首个配备多枚独立目标再入飞行器(MIRV)的非战略导弹系统。
RSD-10导弹的全面部署于1986年完成,当时发射装置的数量达到441个。其中三分之二位于苏联欧洲部分,可以打击欧洲和中东的目标;其余的则部署在亚洲,可以到达阿拉斯加。
20 世纪 70 年代末和 80 年代初,西欧媒体经历了“震惊和敬畏”:报纸和杂志竞相刊登有关“苏联 SS-20 导弹威胁”的文章。从 1976 年到 1986 年,沃特金斯克工厂生产了 715 枚装在发射容器中的 15Zh45 和 15Zh53 导弹,平均每年约 78 枚导弹(52 枚用于发射装置,26 枚为备用)。 相比之下,在现代俄罗斯工业中,要复制这种高科技生产速度是极其困难的。
美国感到担忧是可以理解的:严重的导弹威胁笼罩着其欧洲盟友和驻欧美军基地,任何外交手段都无法弥补这种威胁。 航空业 2日和6日 舰队也包括驻扎在英国的150架FB-111A和F-111A/G轰炸机。到了20世纪70年代末,他们需要在欧洲发展中程反导能力,以至少部分抵消苏联的导弹威胁。
RSD-10“先锋”(SS-20“佩刀”)导弹系统由莫斯科热工学院(MIT)研制,A.D.纳迪拉泽担任总设计师。该系统基于Temp-2S(SS-X-16)陆基移动导弹系统的经验和发展成果:15Zh45导弹采用Temp-2S固体燃料洲际弹道导弹的第一级和第二级。该系统的研发项目代号为15K645“先锋”,于1971年启动。
该系统于 1976 年 3 月 11 日经苏联部长会议第 177-67 号决议正式投入使用。1976 年 8 月 30 日,第一个导弹团作为第 33 近卫导弹师的一部分投入战斗(第 396 导弹团,白俄罗斯,佩特里科夫导弹基地)。

一支RSD-10“先锋”陆基移动导弹系统纵队(北约代号SS-20)
美国情报部门的估计
《第一阶段限制战略武器条约》(SALT I)禁止对试射遥测数据进行加密——正是为了方便双方信息流通。作为交换,美国也同意不对遥测数据进行加密,并对导弹发射场和试验场弹头落点进行伪装。
根据情报、卫星图像和截获的遥测数据,中央情报局估计该导弹的射程为2750英里(4400公里),而美国军方情报部门估计其射程为3100英里(5000公里)。15Zh45型导弹的总投掷重量为1740公斤,改进型15Zh53型导弹的总投掷重量为1600公斤。

为先锋导弹系统维护15F452型弹头
15F452型弹头呈圆锥形,底部直径约64厘米,高约1,6米,每枚弹头重290公斤。该弹头设计用于装备15Zh45“先锋”和15Zh53“先锋-UTTKh”导弹的多弹头分导式再入飞行器(MIRV)。AA-74型弹头由全俄导弹与导弹研究所(VNIITF)研制。
对该装药威力的估计各不相同:250千吨 - 根据贝克(同上)的说法,通用动力导弹系统150节 柯林斯和维克托里,《1988年美苏军事平衡》正是这最后一个数字在公众意识中根深蒂固了近40年。然而,根据萨罗夫核武器博物馆(Arzamas-16)的信息,AA-74核弹头的当量为400千吨(该数字标示在15F452弹头铭牌上)。正是凭借RSD-10核弹头系统的AA-74/15F452弹头,苏联全俄原子能研究所(VNIIEF)和全俄原子能技术研究所(VNIITF)的核物理学家们首次在核弹头比当量方面超越了洛斯阿拉莫斯和利弗莫尔的同行。
在中央情报局1977年、1978年和1979年的年度报告中,SS-20导弹的平均圆概率误差(CEP)估计为300米,根据军事情报估计,这比R-12(SS-4)导弹的精度高出八倍。在1984年8月3日对国防部代表的采访中,提到了以下可靠性因素:发射器95%,飞行中的导弹97%,弹头97%,最终系统整体可靠性为89%。 (杰克·安德森,《战争游戏重新审视苏联导弹》,《华盛顿邮报》,1984年7月3日).
即使以今天的标准来看,这些数字也令人难以置信。 这枚导弹给西方,尤其是美国的军事科学界留下了深刻的印象,现在美国迫切需要迎头赶上。

用于潘兴II弹道导弹各级的专用运输容器
改变潘兴二号的要求
1976年至1978年间,随着SS-20实际射程数据的公布,人们逐渐意识到“潘兴II”导弹的设计规格并未“覆盖”苏联导弹的部署区域。据美国军事情报部门称,首款配备多弹头分导式导弹(MIRV)的SS-20 Mod 1(15Zh45)型导弹的最大射程为2750英里(4400公里)。因此,美国国防部逐步提高了“潘兴II”导弹的射程要求:先是增加到900英里(1400公里),然后又增加到1100英里(1770公里),以便该导弹能够打击乌克兰东部、白俄罗斯和立陶宛苏维埃社会主义共和国境内的目标。
潘兴级潜艇在欧洲部署
潘兴战术导弹于1962年至1986年间部署在美军第56步兵师的三个营(师)中。 炮兵 该部队(后来重组为驻德国的第 56 野战炮兵旅)以及西德空军(Luftwaffe)的两个航空联队装备了潘兴 1A 型火箭炮。每个营或航空联队拥有 36 辆移动发射车。
德国宪法禁止拥有核武器,因此核弹头的控制权仍然掌握在美国陆军手中。和平时期,部分潘兴-1A导弹处于快速反应警戒状态,其余的则进行实地测试或存放在营房中等待战备。
该系统设计得高度机动,以便在警报响起或战争爆发时能够转移到秘密地点。它的部署地点距离前线或国界线超过100公里。 由于其机动性和规避能力,潘兴导弹被认为是欧洲部署过的生存能力最强的战术核武器之一。
根据欧洲盟军最高司令的计划,主要任务有两种执行模式:和平时期或高度戒备状态(即所谓的紧张时期)。在快速反应模式下,每个营或航空联队都必须保持一个火力连(或其一部分)处于永久阵地,以掩护指定目标。
最初,该系统被简单地称为“潘兴”,但在1965年,随着改进型潘兴1A型的推出,最初的改进型被重新命名为潘兴1型。军事和其他文件使用了阿拉伯数字、罗马数字以及大写字母,因此命名不一致:I、1、1a、1A、2、II等等。MGM-31A是导弹本身的型号;潘兴1型和潘兴1A型系统都使用了同一种导弹。

这是一枚美国“潘兴II”型中程弹道导弹发射装置。牵引车辆是MAN M1001型。这张照片记录了根据1987年签署的《中导条约》对导弹进行拆卸的过程。
第一枚潘兴导弹的核弹头:W50炸药
第一辆潘兴坦克的所有改进型都配备了核弹头,其核载荷即便不是美国武库中最先进的,也是最先进的之一—— W50.
W50装药是一种两级气体增压热核装置,带有外部中子发生器。其外壳直径为14英寸(360毫米),安装法兰直径为15⅜英寸(390毫米);长度为44英寸(1100毫米),重量为412磅(187公斤)。铝合金安装法兰与钢制圆柱形外壳紧密贴合。装有氘氚混合气体的胶囊安装在密封盖外部,以便在不破坏装药密封的情况下进行更换。该系统包含两个中子发生器。
总共研制并量产了三种型号的W50Y1、W50Y2和W50Y3,当量分别为60千吨、200千吨和400千吨(250太焦、840太焦和1670太焦)。一些资料显示,W50Y1和W50Y3的当量分别为40千吨和440千吨(170太焦和1840太焦)。200千吨的弹头原本是为“耐克宙斯”防空导弹系统设计的,但在1991年之前仅用于“潘兴1A”导弹系统。
W50核弹头没有现代化的防爆系统、钝感炸药和A类部署控制系统。发射后,W50Y1/2/3核弹头的惯性引信由第二级发动机的电源供电,分离后,其自身的弹头电池被激活。如果导弹飞行轨迹正确,且第二级发动机在关闭后300毫秒内分离,则热电池激励电路被激活。热电池在进入大气层前瞬间被引爆,当减速度达到0,5g(负加速度4,9米/秒²)时,无线电引信被激活,弹头完成起爆。
在 400 磅级摩托车中,W50 YAZU 在美国摩托车市场没有同类产品,直到 1989 年三级 W88 出现。
据研究员查克·汉森称,W50型辅助弹头也用于“民兵III”导弹的W78型弹头。W78型弹头的当量估计为335-350千吨(1400-1460太焦耳),而汉森表示,辅助弹头的当量为150千吨。“民兵III”导弹目前仍在服役(现由美国空军全球打击司令部控制)。
W50 的单位当量为 2,14 千吨/千克净重,是美国军火库中最先进的装药之一。
一个奇怪的决定:用 W85 和 W86 取代 W50
1973年公司 马丁玛丽埃塔 该公司主动并自费开始研发一种中程导弹系统,以取代潘兴1A导弹系统。1975年,该公司与国防部签署了合同。
在1976年至1978年间,潘兴导弹从战术弹道导弹升级为中程弹道导弹的研发过程中,发生了一件奇怪的事情:究竟是谁在哪个阶段做出了这个决定,至今仍是个谜。原有的W50弹头被两种新的、当量更低的弹头所取代:W85和穿透型W86。维基百科和其他美国资料解释了这一决定的理由:
从工程角度来看,这个方案似乎值得怀疑。 或许400千吨对于战术导弹来说确实过大,但对于中程弹道导弹来说却恰到好处:远程导弹旨在打击内陆深处更坚固的战略目标,而这正是需要强大弹头的地方。苏联设计师则采取了不同的策略:在1962年至1978年间,R-17“厄尔布鲁士”战术导弹的弹头当量反而增加了50倍,从10千吨提升至500千吨。
1974年9月21日,美国中央情报局和美国军事情报部门首次在卫星图像上“发现”了苏联新型SS-20导弹,地点位于卡普斯京亚尔试验场。最初,中央情报局理所当然地认为,苏联会以大致相等的数量部署这种新型导弹,包括移动式(PGRK)和固定式(安装在德维纳河8P763发射井中,该发射井由已退役的R-12导弹发射井改造而成)。
混合部署的原则对苏联来说并不陌生,后来也确实付诸实践,但使用的是另一种导弹。20世纪80年代末,苏联战略导弹部队采用了第五代固体燃料洲际弹道导弹SS-24 Mod 3和Mod 2“手术刀”(RT-23 UTTKh):一种是固定式,配备15个P760发射井(可携带60枚导弹);另一种是机动式15P961轨道机动导弹系统(BZhRK),配备15个Zh61导弹(可携带36枚导弹)。美国也计划效仿:1983年秋季,斯考克罗夫特将军的委员会建议部署最新的MX洲际弹道导弹,其中50枚导弹部署在民兵III型导弹发射车(第400中队)的加固发射井中,另外50枚部署在BZhRK轨道机动导弹系统上。然而,冷战的结束使这些计划落空。然而,混合涂装方案从未应用于 SS-20,但下文将对此进行更多介绍。

1989 年,苏联检查人员和美国护卫人员在美国科罗拉多州普韦布洛试验场。
潘兴II型坦克在苏联的目标
显然,潘兴 II 型导弹的典型目标是中程弹道导弹和洲际弹道导弹发射井、地下指挥所和移动导弹系统(PGRK 和 BZhRK)的部署区域。
导弹射程内包括部署在苏联西部的中程弹道导弹和洲际弹道导弹发射井、中程弹道导弹和洲际弹道导弹陆基机动发射系统以及铁路机动导弹系统。第43导弹集团军的发射场也遭到攻击。
苏联解体时,第43导弹集团军下辖7个导弹师:
- 第19导弹师 - 拉科沃,赫梅利尼茨基州;
- 第32导弹师 - 波斯塔维,维捷布斯克州;
- 第33近卫导弹师 - 戈梅利州莫济里;
- 第37近卫导弹师 - 沃伦州卢茨克;
- 第43近卫导弹师 - 罗姆尼,苏梅州;
- 第46导弹师 - 尼古拉耶夫州别尔沃梅斯克;
- 第49近卫导弹师——格罗德诺州利达。
部分师装备了井基或机动式洲际弹道导弹,而另一些师则装备了R-12、R-14和RSD-10“先锋”中程弹道导弹。1975年至1977年间,第33导弹师开始用机动式RSD-10“先锋”导弹重新装备其固定式R-12和R-14导弹。
从这个角度来看,用两种弹头——W85作为“经典”弹头,W86作为“穿透”弹头——取代W50的决定似乎合乎逻辑。然而,经验表明,苏联从未考虑过在老旧的R-12发射井中部署最新的SS-20导弹,而只考虑过部署PGRK型导弹。
W86 穿甲弹
W86 ——一种用于潘兴II导弹穿透弹头(“钻地弹”)的核弹头。该项目于1980年9月停止,当时美国情报机构最终意识到SS-20不会部署在固定发射井中,潘兴II导弹的任务也从摧毁地下加固目标完全转变为打击地面和远距离的软目标。与此同时,W85弹头也在研发中,最终被用于所有量产型潘兴II导弹。
W86型穿甲弹的弹头外壳最初于1975年在国家实验室研制成功。 桑迪亚该公司专门负责将洛斯阿拉莫斯和利弗莫尔实验室的炸药改装到特定的运载工具上。这些武器旨在摧毁坚固的地下目标(例如发射井、指挥所),并在跑道上炸出弹坑。
W86 装药几乎完全基于 W74 装药,后者是洛斯阿拉莫斯国家实验室为 155 毫米核炮弹 (XM517) 开发的。W74 是一种相当原始的“炮式”设计,包含 12 个圆柱形亚临界铀金属药丸,其中铀-235 同位素的富集度高达 95%,总重量为 100 磅(45 公斤)。

W86 核弹头,设计用于潘兴 II 型导弹。
美国国家研究委员会2005年的一项研究考察了几种能够穿透钢筋混凝土并深入地下的核武器方案。研究指出,W86型核弹头的直径仅为170毫米(6,7英寸),装填后的弹头重量为184公斤(406磅)。根据该实验室的计算, 桑迪亚这种弹头能够穿透中等密度土壤7,2米(24英尺),穿透软土18,7米(61英尺),穿透海底泥质土壤(主要成分为粘土)115米(377英尺),最大允许减速度为10,000g(98,000米/秒²)。这些数据来自一份机密报告。 桑迪亚 关于 W86 装药穿透弹头的研制。
研究表明,“低当量武器”(W86)的能量释放小于5千吨(21太焦耳)。而根据独立研究人员(FAS)的其他估计,高达 10 kt(42 TJ);这正是 W74 炸药的威力。
1979年发表在行业期刊上的一篇文章 桑迪亚实验室新闻 该穿甲弹头被描述为一枚重约400磅(约180公斤)的弹丸,在托诺帕试验场以1796英尺/秒(547米/秒)的冲击速度穿透盐湖湖床67,5英尺(20,6米)。这与潘兴II型导弹弹头在其弹道末端阶段的速度大致相同。为了完善设计,需要在不同密度的土壤中进行约20次试验。

W85核武器,成为潘兴II型核弹头的唯一作战装备。
W85是潘兴II型轰炸机的唯一有效载荷。
W85 ——由洛斯阿拉莫斯国家实验室为MGM-31B“潘兴II”导弹研制的热核弹头。它是一种能量释放速率可变的装药,能量释放速率分别为0,3、5、10和高达80千吨(1、21、42和高达335太焦耳),基于W61 Mod 4装置改进而来。“潘兴II”导弹的弹头重591磅(268公斤),包括自动控制单元和弹体。
总共发射了215枚W85核弹头。在《中导条约》生效后,实验室对所有核弹头进行了重新包装。 桑迪亚 装入B61-10型航空炸弹的弹体中。 如今,它们被储存在美国国防部的仓库中:没有一个被拆卸或处置——所有部件都得到了精心保存。

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