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洲际弹道导弹

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R-7弹道导弹是世界上第一种能发射核子弹头和太空卫星的发射载具

洲际弹道导弹(英语:intercontinental ballistic missile缩写ICBM)是一种超远程弹道导弹,射程在5500公里以上,设计用途为投递一枚或多枚的核弹头。该种导弹的威力强大,常被设想成导致世界末日核战争中使用的武器。洲际弹道导弹具有比中程弹道导弹短程弹道导弹和新命名的战区弹道导弹更长的射程和更快的速度。然而以射程来区分导弹种类总是带有主观性和一定的随意性,所以目前并没有普遍接受的定义严格地区分上述各种类型的导弹,所有定义都只在一定的学术群体内部能够达成共识。

世界上试射成功的第一枚洲际弹道导弹是苏联R-7(苏军的昵称是Семёрка,意为“老七”),北约代号SS-6“警棍”。这枚导弹于1957年5月15日从位于加盟共和国哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场试射成功,飞行了6000公里。

目前拥有可立即投入使用的洲际弹道导弹(包括潜射导弹)的国家有: 美国俄罗斯中国法国英国印度朝鲜。在2002年,美国和俄罗斯达成《战略武器限制谈判》(SALT),将各自部署的洲际弹道导弹削减至不多于2200枚。

至于南亚巴基斯坦和中东的以色列拥有中程弹道导弹,而且正在研发洲际弹道导弹。

普遍相信朝鲜正在研发洲际弹道导弹火星14弹道导弹,该国在1998年和2006年进行的两次导弹试射未取得明显的成功,但是2017年的试射已经达到洲际导弹的理论水准,火星15弹道导弹更达到了大国一万公里以上的大导弹标准,鉴于该武器的敏感性与技术难度,目前全球只有少量的国家具备建造能力,同时还要能运作这样的导弹,更是极少数。

发射后的各个飞行阶段

洲际弹道导弹发射后可以区分成下列三个飞行阶段:

发展历史

V2火箭(复制品,摄于德国佩内明德

二战时期

洲际弹道导弹的设计思想最早可以追溯到1930—1940年代由德国著名火箭专家沃纳·冯·布劳恩纳粹政府提议的A9/10英语Aggregate (rocket family)系列。由于后来二战德国战败,这些构想未能实现。最早的中程弹道导弹则是冯·布劳恩在二战期间主持设计制造的V2火箭(“V”取自德语Vergeltung的首字母,意为“复仇”)。V2上装备的是液体燃料发动机和惯性导引,从移动发射车上发射以避免遭受盟军的空袭。

冷战时期

二战结束后,冯·布劳恩和大批曾为纳粹服务的德国科学家被俘,之后被秘密转移到美国,加入了美国军方发起的名为“回纹针行动”(Operation Paperclip)的中程弹道导弹研发计划,在V2设计思想的基础上研制了“红石”和“丘比特”中程弹道导弹。依据《北大西洋公约》的规定,美国可以将这些导弹部署在射程可覆盖苏联东欧平原地区的欧洲国家。

而苏联在1950年代却没有控制到利用中程导弹即可攻击美国本土的地区,因此倍感威胁。在著名火箭专家谢尔盖·科罗廖夫的主持下,苏联加快了她在二战结束前就已经启动的洲际弹道导弹研发计划。当时科罗廖夫掌握了一批从德国缴获的V2火箭设计资料,但他对这一设计并不满意,于是带领自己的队伍另行设计了R-7弹道导弹,这就是在1957年5月15日人类试射成功的第一枚洲际弹道导弹。1957年10月4日,苏联利用R-7火箭将第一颗人造卫星卫星一号”送上太空,开启了人类的太空探索时代。

在同一时期的美国,洲际弹道导弹的研发却因军方内部不同兵种之间的竞争与各自为政导致进度减缓(当时美国陆海空三军都试图让自己先掌握所谓的“军事太空权”)。1957年6月6日,美国成功试射第一枚“擎天神”洲际弹道导弹。但这种导弹与苏联的R-7都有一个严重的弱点——需要庞大的固定发射装置,这使得它们面对空袭防御力很差。进入1960年代后,在国防部长罗拔·史杜兰治·麦南马拉主持下,美国先后成功研制了“民兵”、“北极星”,和“天空闪电”等使用固体燃料火箭推进的洲际弹道导弹。与此同时英国也自行研发了“蓝光”火箭,但由于无法找到一处远离人口稠密区作为发射场,一直没能投入使用。

早期的洲际弹道导弹的发展为人类的太空探索提供了直接而坚实的基础,空间技术史上许多著名的运载火箭,如“宇宙神”(Atlas,美国)、“红石”(Redstone,美国)、“大力神”系列,美国)、“卫星”(苏联)、“质子”(苏联),“风暴”(中国)都是从早期洲际弹道导弹设计中移植过来的(这些设计最终都没有在洲际导弹中使用)。随着技术的进步,现代洲际弹道导弹的打击精度已大为提高,不再需要携带破坏力巨大的弹头即可摧毁预定目标,所以尺寸已比早期导弹大为减小,弹头也比原来更轻,推进剂则改为固体燃料(这使得它们的运载能力要低于运载火箭),但处在洲际弹道导弹研发初期的各国一般仍采用液体燃料火箭,因为其构造比固体燃料火箭更为简单。当今世界各国(尤其是大国)的洲际弹道导弹的部署一般遵循“相互保证毁灭”的战略思想。

到了1970年代,美苏都开始研制反弹道导弹系统,这使得上述“相互确保毁灭”原则的基础受到威胁。为避免军备竞赛加剧,1972年5月26日,美苏签署了《反弹道导弹条约》(Anti-Ballistic Missile Treaty),以保存现有洲际弹道导弹的威胁力,保证冷战双方的平衡。然而这一平衡在1980年代美国总统罗纳德·里根启动星球大战计划,发展新一代的“和平卫士”和“侏儒”洲际弹道导弹后再次受到威胁。这些举动导致了后来的各次《削减战略武器条约》谈判。

洲际导弹分代:

  1. 液体燃料单弹头,1950年代末研制装备。包括苏联的SS-6系列,美国的“宇宙神”、“大力神”系列。发射前需要很长时间加注准备,使用低温液体燃料不易贮存。命中精度低,圆概率误差近10公里。采用地面塔架发射。
  2. 固体燃料增程型,1960年代前期开始装备。包括美国的“大力神Ⅱ”、“民兵Ⅰ”、“民兵Ⅱ”导弹,苏联的SS-7SS-8等。最大起飞重量减小至80吨,射程却增加至1.1万公里。命中精度提高到了百米级。采用地下发射井。
  3. 集束式多弹头突防。由于1960年代后期美苏研发战略防御系统,为此各自的洲际导弹开始强调突防。包括苏联的SS-9系列、SS-11系列和美国的“民兵Ⅲ”。
  4. 分导式多弹头:1970年代开始,美苏开始研制。包括美国的“潘兴Ⅱ”,苏联的SS-17SS-18SS-19SS-20等命中精度为数十米。
  5. 小型化高机动部署。1980年代以后,地面洲际导弹更强调生存力与突防力。采用速燃发动机,红外和雷达隐身弹体和弹头,弹头独立携带的发动机的高超音速变轨。包括苏联/俄罗斯研制的“白杨-M”“亚尔斯”,潜射型的“布拉瓦”“蓝天”导弹。

后冷战时期

2009年,联合国安理会五个常任理事国都具有洲际弹道导弹系统:所有国家都有潜射导弹,俄罗斯、美国和中国还有陆基洲际弹道导弹。此外,俄罗斯和中国还有移动式陆基导弹

2012年4月19日,印度成功试射烈火-5。印度传媒更报道,印度成功加入了洲际弹道导弹俱乐部。[1]

现代洲际弹道导弹

位于立陶宛普洛克斯廷(Plokstine)导弹基地的一个R-12“德维纳河”导弹地下发射井的圆形拱顶
美国LGM-30G民兵III型导弹试射

多弹头

现代洲际弹道导弹基本上都携带着分导式多弹头,每个弹头可各自携带一枚核弹,这样便可以使用一枚导弹同时攻击多个目标。分导式多弹头的出现与两个因素有关:

1、美苏之间在1972年和1979年先后签订了两个阶段的《削减战略武器条约》,其中对两大国各自的战略运载火箭(launch vehicle)数量作出了限制;显然发展分导式多弹头技术就可以在不增加运载火箭总数的基础上提高自身的实际战略打击能力;

2、分导式多弹头技术对当时研制反弹道导弹系统的努力无疑是一个巨大的打击——要研制一个能同时拦截数枚甚至数十枚弹头的反导弹系统的难度是巨大的。事实上,MIRV的出现使当时世界范围内正在研制中的绝大多数反导弹系统方案纷纷被废弃。美国的第一个反导系统——位于北达科他州的“卫兵”反弹道导弹设施于1975年投入使用,但仅一年之后就被废弃;苏联于1970年代建成的负责防卫莫斯科周边地区的“橡皮套鞋”(Galosh)反弹道导弹系统则一直服役到今天。以色列建成的基于“天箭”(Arrow)导弹的ABM系统于1998年投入使用[3],但只能拦截短程的战区弹道导弹,而不是洲际弹道导弹。直到2004年,美国部署在阿拉斯加国家导弹防御系统才具备初步的作战能力[4]

发射平台

洲际弹道导弹可从下列发射平台发射:

  • 火箭固定架:当今绝大多数都不用固定架发射,而是已采取其他方式发射,较不容易被锁定拦截,但唯有中国火箭军东风-5B型还是以火箭固定架发射。
  • 导弹发射井:这是一种地下发射装置,对敌人的袭击具有一定的防御力,并且可以保护导弹不受到天候的影响,维修上也比较容易。当美国的核弹头的精确度达到可以瞄准每一个发射井的时候,迫使苏联必须大幅强化发射井所能够承受核战争中的第一波攻击之后仍然有反击的机会。美苏两国实际上都因为对方的核弹头威力与精确度逐渐提升而必须对发射井进行加强的工程。这也促使苏联积极研发陆上机动发射载具。
  • 潜艇:当今绝大多数潜射弹道导弹都是洲际弹道导弹;
  • 重型卡车:俄罗斯战略火箭军装备的RT-2UTTH“白杨”-M中国火箭军装备的东风-31/东风-41洲际弹道导弹使用这一种发射方式,作为发射平台的移动发射车可以难以察觉地在各种地形上转移与发射。美国曾经试图研发一款利用大型卡车移动的洲际弹道导弹,不过基于成本的关系而放弃,领土广大的苏联则是十分适合使用此类陆上发射工具。
  • 铁路机车:使用这种平台的导弹如俄罗斯的РТ-23УТТХ «Молодец»(俄语Молодец意为“好样的、太棒了”,拉丁字母转写为英语Scientific transliteration of CyrillicRT-23UTTX Molodets),这种导弹北约命名为SS-24“手术刀”(Scalpel)。

后三种发射平台机动灵活,一般很难发现,尤其是潜射导弹。但是两种路上型态的发射载具的操作成本远比固定的发射井要高,潜艇更是如此,苏联在研发的过程当中也发现铁路发射载具无法使用液体燃料火箭,因此迫使苏联必须加快脚步发展大型固态燃料火箭。

适用性

在存储中的洲际弹道导弹最关键的要素是能否迅速可靠地投入使用,或称为其“适用性”(serviceability)。美国的“民兵”导弹是第一种装有能够自测适用性的计算机控制系统的洲际弹道导弹。

导弹适用性的限制因素之一是火箭推进段使用何种燃料。如今多数助推器使用的是固体燃料,因为固体燃料可以在弹体中存放的时间较长,稳定性较高,随时都可以点火发射。而最早期使用的液体燃料则因为其性质的不稳定与高腐蚀性,无法长时间储存在弹体当中需要在发射之前再注入火箭,同时注入的时间相当的长,这不但大大影响了导弹的反应时间,还可能造成目标的暴露(给导弹加注燃料的过程对于现代空间侦察技术而言是很容易被发现的),在实战中可能还未发射就已被敌军摧毁。由于苏联在大推力固体燃料火箭开发上一直有技术困难,相对在液态燃料的研究上有相当的成就与进展。后期苏联使用的液态燃料改进为能够在弹体内储存长达7年的时间,这个时间差不多等于导弹本身需要取出大修的时刻,因此在部分需求上算是满足高适用性的要求。然而基于其他技术与性能方面的要求,最终苏联还是与美国一样都以固态燃料作为主要的推进动力来源,现代许多俄制导弹已经出现固态火箭发射特有的大量烟雾。

发射与运行过程

如前所述,洲际弹道导弹在发射后先经过推进加速阶段。此一阶段结束时,助推器将与弹头(战斗部)分离,弹头进入无推力的亚轨道飞行阶段,沿着以地球中心点为焦点、并于地球表面相交的椭圆轨道飞行。在这个阶段中,导弹飞行于大气层之外,不对外界释放出任何物质,一般无法被敌方探测到。这一阶段弹头的飞行速度达到7公里/秒,很难进行拦截。资料显示,许多导弹在此阶段还会释放出铝化气球、电子噪声发生器等干扰设备,为突防敌方雷达作准备。

到了再入大气层阶段,高速飞行的弹头与空气发生摩擦会令弹头温度急剧升高。所以洲际导弹的弹头外表都要加有热防护层(heatshield),以保护弹头不致过热。早期洲际导弹的防护层一般是绝热性能很好的胶合板,这种材料的比强度(单位质量材料的强度)可与碳纤维增强环氧树脂复合材料(carbon fiber/epoxy composites)相媲美,在高温下焦化速度较慢。现代洲际导弹的防护层多为热解石墨,又称“定向石墨”),这是一种沿一个方向导热性能极好,而沿另一个与之正交的方向几乎不导热的新型材料,可以有效地保护弹头不受高温破坏。

打击精度是另一个普遍关心的问题。将打击精度提高一倍意味着摧毁同样的目标,需要弹头的重量(爆炸当量)可以降为原来的1/4。打击精度受到制导系统和掌握的实时地球物理学信息的限制。一些分析人士认为,多数政府支持的定位、导航测绘系统,如GPS、Seasat(海洋观测卫星)等等,都具有向洲际弹道导弹提供诸如重力异常等信息的功能,以提高它们的打击精度。

除配备空间导航系统外,现代的战略导弹还配有专用的高速集成电路,综合导航系统和装在导弹上的各种传感器得到的数据,以每秒数千到上百万次的速度实时求解导弹的运动微分方程,将结果返回助推器以便修正轨道偏差。导弹运行数据的读取按照发射前预设的时间表进行。

还有一种特殊的洲际弹道导弹使用的与前面不同的飞行策略——苏联于1960年代研制的“部分轨道轰炸系统”。这种导弹使用近地轨道,然后脱离轨道飞向目标,这种导弹环绕轨道的轨迹不会泄露其攻击目标。苏联在联合国禁止在太空平台或轨道部署核武或任何其他大规模毁灭性武器后,仍然继续发展部署此型导弹,至1979年第二次限制战略武器谈判后于1983年停止使用。

分类介绍

陆基洲际弹道导弹

美国试射的“和平卫士”(Peacekeeper)洲际弹道导弹的重返弹头接近位于马绍尔群岛附近的夸贾林环礁目标地附近时的景象。图中八条亮线为同一导弹释放出的八个弹头,每个弹头可携带当量相当于25枚在广岛爆炸的小男孩原子弹的氢弹。

美国空军目前部署500枚洲际弹道导弹,分布在Malmstrom、Minot及F.E. Warren空军基地四周。这些导弹均属于LGM-30G“民兵”III型。“和平卫士”导弹已于2005年退役[2]。依照《削减战略武器条约》的规定,所有“民兵”II型导弹均已销毁,发射井也已永久封闭或拍卖。依照《第二阶段削减战略武器条约》的规定,美国原有的绝大多数分导式多弹头型洲际弹道导弹已改成单一弹头,但由于美国后来退出了《第二阶段削减战略武器条约》,有专家估计美国约保留500枚ICBM,800颗弹头[3]

截止2006年7月,俄罗斯战略火箭军Раке́тные войска́ стратеги́ческого назначе́ния)部署了502枚洲际弹道导弹,包括80枚R-36M型、126枚UR-100N型、254枚白杨型及42枚白杨-M型[4]

中国人民解放军火箭军部署了约200枚东风-5型及东风-31型洲际弹道导弹,亦有数量不明最新型东风-41洲际弹道导弹;东风-5为定置型,多分布在新疆青海以及内蒙古-甘肃一线被称为"地下长城"的地下铁路的移动式地下发射阵地,主要目标针对俄罗斯、印度、中东的美国盟邦与欧洲国家;东风-31和东风-41多配置在机动发射车,主要目标针对美国本土、阿拉斯加夏威夷的美军据点。

海基洲际弹道导弹

英国皇家海军潜艇发射的三叉戟II型导弹。
美国俄亥俄级潜舰发射弹道导弹

美国现役和已退役的洲际弹道导弹

  • (SM-65, CGM-16D/E, HGM-16F)—已退役的洲际弹道导弹,由发射井发射,现已用作其它用途。
  • (SM-68, HGM-25A)—已退役的洲际弹道导弹,由发射井发射。
  • (SM-68B, LGM-25C)—已退役的洲际弹道导弹,由发射井发射,现已用作其它用途。
  • (LGM-30A/B)—已退役的洲际弹道导弹,由发射井发射。
  • (LGM-30F)—已退役的洲际弹道导弹,由发射井发射。
  • (LGM-30G)—由发射井发射;在2004年6月28日,在美国常备武器库有517枚。
  • Peacekeeper / MX (LGM-118A)—由发射井发射,最后一枚在2005年退役。
  • MGM-134 Midgetman—由重型卡车发射,从来没有部署过。
  • Polaris(A1/A2/A3,UGM-27A/B/C)—已退役的潜射弹道导弹。
  • Poseidon(C3,UGM-73)—已退役的潜射弹道导弹。
  • Trident(C4/D5,UGM-96A/UGM-133A)—潜射弹道导弹,当中Trident I(C4)已退役,Trident II(D5)在1990年开始部署,计划服役期将超过2020年。

苏联/俄罗斯现役和已退役的洲际弹道导弹

  • SS-4凉鞋 / R-12 / 8K63 ─已于1993年因俄罗斯和美国的军备控制条约而被摧毁。
  • SS-6警棍 / R-7 / 8K71─已退役的洲际弹道导弹。
  • SS-7鞍工 / R-16─已退役的洲际弹道导弹。
  • SS-8黑羚羊 / R9─已退役的洲际弹道导弹。
  • SS-9悬崖/R-36─已退役的洲际弹道导弹。
  • SS-11美洲百合─已退役的洲际弹道导弹。
  • SS-17奔马─已退役的洲际弹道导弹。
  • R-36(美国代号SS-18,北约代号“撒旦”)─洲际弹道导弹,由发射井发射。
  • UR-100N(SS-19,匕首)─洲际弹道导弹,由发射井发射。
  • RT-23 Molodets(导弹)(SS-24,手术刀)─已退役的洲际弹道导弹,由发射井或铁路机车发射。
  • RT-2PM白杨导弹(SS-25,镰刀)─洲际弹道导弹,由重型卡车发射。
  • 白杨-M洲际弹道导弹(北约代号SS-27 "镰刀 B")─洲际弹道导弹,由重型卡车发射。
  • RS-24洲际弹道导弹(RS-24,北约代号SS-27型号2)─洲际弹道导弹,由重型卡车发射。

中华人民共和国现役和已退役的洲际弹道导弹

  • 东风3型 - 已取消,项目转为开发中程弹道导弹
  • 东风4型-(北约代号CSS-3)-已退役。
  • 东风5型(北约代号CSS-4)- 洲际弹道导弹,由发射架发射,射程10000公里(现已被东风-5B/5C型代替,射程12000/13000公里)
  • 东风6型 - 已取消。
  • 东风22型 - 已取消。
  • 东风31型(北约代号CSS-9)- 洲际弹道导弹,由发射井或重型卡车发射,射程8000公里;东风31A型的射程为11270公里;东风-31B/AG型的射程为12000-13000公里
  • 东风41型(北约代号CSS-X-10)- 洲际弹道导弹,射程14000公里。
  • 巨浪2型(北约代号CSS-NX-4)- 由094潜艇发射,射程7400-8000公里。

印度现役和已退役的洲际弹道导弹

各国弹道导弹潜艇

094型(北约代号晋级

具体种类的弹道导弹潜艇包括:

参考文献

  1. ^ Mallikarjun, Y; Subramanian, TS. Agni-V successfully test-fired. The Hindu. 19 April 2012 [2012-04-19]. 
  2. ^ [1]
  3. ^ 存档副本. [2006-08-06]. (原始内容存档于2004-10-10). 
  4. ^ [2]

外部链接

参见