解析美国“三叉戟”ⅡD5导弹的改进

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  “三叉戟”ⅡD5导弹是美国和英国目前唯一的海基战略导弹武器,是美英战略核力量的主体。为了确保这一力量的有效性,美国在该型导弹服役的同时,不断对其进行系统改进。改进计划不但反映了核禁试条件下美国战略核武器发展的特点,而且将对美国战略核力量的发展产生一定影响。
  
  “三叉戟”ⅡD5导弹改进的动因
  2005年10月,美国“俄亥俄”级战略导弹核潜艇“阿拉巴马”号卸载了最后24枚运行的C4导弹,至此美国海军退役了服役26年的全部“三叉戟”IC4导弹,这使“三叉戟”ⅡD5导弹成为了唯一的潜射弹道导弹。“三叉戟”ⅡD5为三级固体推进导弹,弹长13.4米,弹径2.11米,发射重量59吨,射程11000千米,采用星光惯性制导,装配了W76和W88两种弹头,命中精度90-120米。射程远和命中精度高是“三叉戟”ⅡD5导弹的两个突出优点。但从长远来看,美国“三叉戟”ⅡD5导弹在服役中仍存在诸多难以解决的问题。
  系统采购和维护费用紧张 “三叉戟”ⅡD5导弹从1987年开始批量生产,迄今为止美国海军已购买408枚,官方已经将D5导弹的生产延长到2013年,将采购总数从453枚增加到了561枚,并额外拨款122亿美元。从长远来看,这一支出使美国海军经费变得紧张。
  
  大部分导弹服役期届满 由于美国海军将“俄亥俄”级战略导弹潜艇的服役年限从30年延长到了44年,即2040年左右,最老的潜艇计划到2029年退役,而“三叉戟”ⅡD5导弹最初计划服役至2020年。在近20年的时间内,与“俄亥俄”级战略导弹潜艇配套的弹道导弹将逐渐减少,使美国战略威慑能力出现一个断档期。
  “三叉戟”的W76弹头作为美国战略核力量的骨干已服役了20余年,作为战略威慑的主要手段,它为美国挤垮苏联,称霸全球立下了汗马功劳。但由于一般核武器的寿命只有20年,因此进入新世纪后,W76已经进入垂暮,它已经成为美国核武库中最老的装备,内部生锈、材料衰退、腐蚀和关键零部件变脆等风险也相应变大。而美国为了把钱用在采购其它新型武器上并不打算把这些冷战遗物白白扔掉,计划斥资20亿美元在2007-2017年的十年间对W76核弹头进行检修,希望能够延长其寿命。
  弹头可靠性存在疑问 冷战时期,美国科学家为了满足军方提出的小型化、大威力的需求,采用了轻、薄设计。W76弹头设计当量为100千吨,重量只有96千克,这时美国核弹头技术水平达到了前所未有的高度,与“三叉戟”导弹的上一代“海神”C3导弹携带的弹头W68相比,它在重量几乎相同的情况下,威力却提高了一倍半(W68当量为40千吨),但是这种极限设计使弹头的可靠性变低,可能造成威力不足或哑弹。2005年4月3日,美国多名科学家在《纽约时报》上撰文揭露了这一问题,这才引起公众对美国核力量可靠性的疑问。
  打击精度难以满足军方的新需要冷战时期,由于海基弹道导弹打击精度较低,它一般担负打击只需要概略瞄准的城市或地面机动目标。但随着潜射导弹打击精度的提高,它已经逐步替代井式战略导弹担负的对地面加固目标的打击任务,这也使美俄大幅度削减井式战略导弹成为可能。例如,“三叉戟”导弹的打击精度已达到了90~120米,已经达到甚至超过了美国最先进的MX井式战略导弹的水平。但是随着美国“先发制人”战略的提出,美国赋予战略力量远程常规打击地面“时间敏感”目标和地下坚固目标的任务,这一精度水平也难以满足军方需要,为此亟待利用新型制导技术改进“三叉戟”导弹。
  
  “三叉戟”IID5导弹改进计划
  为保证导弹的有效性,延长服役期,目前,美国海军一方面通过新的采购计划,另一方面通过全面整修和改进,以使“三叉戟”导弹服役到2042年。改进内容主要包括导弹弹体、弹头和火控瞄准系统。
  弹体改进 美国海军与阿连特技术系统公司签订了7150万美元合同,在2007年前为全部D5导弹生产新型固体推进系统,包括购买火箭发动机和关键部件,并加大D5导弹的库存。整修过的导弹将从2013年开始服役,并命名为“D5A”。2001年11月,美海军与洛·马公司下属的空间系统/导弹与空间作战分公司签订合同,由该公司为“三叉戟”导弹提供系统支持以及相关技术和工程服务。2002年6月,ATK公司又与空间系统公司签订合同为美国海军“三叉戟”导弹生产所有的三级固体推进系统,并对推进系统使用的生产材料进行质量再认证。
  2003年,国会再次划拨4.16亿美元改进D5,改进后的导弹为新型号D5LE(延寿型)。
  弹头改进 目前,“三叉戟”导弹弹头有W88和W76两种型号,大多“三叉戟”导弹都携带较老的当量较低的W76弹头。W76从1978年开始服役。1996-1999年期间美国在对该弹头评估中发现一些“负面变化”,为此,美国开始对其进行延寿和性能改进。
  ——W76延寿改造。
  W76-0。美国海军对W76-0弹头的升级改造包括:一是更换中子发生器。从2002年4月开始用MC4380A型中子发生器替换原有的MC4380。二是设计新的储氚器,2003年开始向海军交付。三是进行飞行试验,2000年8月对安装改进W76-0部件的联台试验组件(1TA)进行了飞行试验。
  W76-1(W76 MODl)。W76-1还将延用现有W76的钚和铀部件,但要进行实质性的整修。每个弹头都将在潘太克斯核武器组装厂拆开,然后重新整修,目的是使弹头再服役30年,一些弹头将服役到2040年。整修内容包括:将对现有的W76钚弹芯进行重新鉴定;整修热核次级部件;更换高能炸药;研制新的MC4700型解保、引信禾口点火系统,包括雷达和飞行计算机;开发新的地爆引信,2000年对此进行了计算机模拟试验;用新型MC4600中子发生器替换MC4380和MC4380A;为储氚器研制新的氚注入系统。2003年,W76-1进行首次飞行试验。2004财年,W76-1进入工程开发和生产阶段。W76-1使用的再入载具为MK-4A,当量将减少40%,为60千吨。
  ---W76性能改进。
  
  为提高“三叉戟”导弹弹头打击精度,美海军制订了“增效型(E2)再入体计划”。2003年1月,洛·马公司为E2计划中的再入飞行器申请了专利。新飞行器上装有舵,使其能在三轴方向上机动,海军在2002年对此曾进行试验。此前海军还对再入飞行器中的GPS接收器进行过测试。2005年3月,美海军“俄亥俄”级战略导弹潜艇“田纳西州”号发射了1枚带有三轴悬浮系统和GPS弹头的“三叉 戟”ⅡD5导弹。
  E2计划还包括对”三叉戟”弹头可调当量进行研究。美国圣地亚实验室主任罗伯逊曾透露,“三叉戟”导弹可以装备携带单个假次级的低当量弹头,甚至可能发展不同当量的W76,以打击“非俄罗斯”国家,包括无核武器国家。虽然美国国会以具备GPS精度的潜射弹道导弹再入载具将使潜艇可以装备微型核弹为由,在2004年拒绝了E2计划的预算,但海军使用了其它资金,以保障改进导弹精度的计划。如果W76-1安装触地引信,并使用洛·马公司的机动再入飞行器,那么,“三叉戟”导弹就能打击地下深埋目标。
  ——常规弹头换装。
  美国防部2006年3月向国会申请拨款,用来将部分“三叉戟”核导弹改装成常规武器,并计划在2008年开始部署。该项目预计将耗资5亿美元,为期5年。
  瞄准系统改进 目前,美国正在升级其战略作战计划系统(SWPS),使其灵活性更大,响应能力更快。为了与SWPS要求相适应,美国海军对“三叉戟”的发射控制系统进行了改造。包括在潜艇上增加基于个人计算机的系统,以使导弹能快速重新瞄准目标。2003年10月,美国海军与通用动力公司先进信息系统部签订合同,负责2006年12月前的“三叉戟”导弹火控系统生产、运行保障、现场工程服务和维修,以及潜艇武器控制系统的研发和生产。此外,美国海军还对当前“三叉戟”导弹的MK-6制导系统进行了改造,并延长服役年限。改造后称为MK-6LE,计划在2013年运行,并持续到2042年。
  
  “三叉戟”ⅡD5导弹改进的影响
  提高了美战略系统信息化能力和武器打击精度 美国在“三叉戟”导弹的改进过程中,突出了现代信息技术最新成果的应用。首先,首次在洲际导弹上正式应用了GPS,大幅度提高了导弹打击精度。从美军在“三叉戟”导弹常规改装计划中透露的情况来看,经过改装的导弹精度可以从目前的90~120米提高到9米以内,这使导弹在一定程度上可以利用常规弹头达成核弹头的作战效果。其次,美军在瞄准系统改进中使用了新的数据链系统,大大缩短了作战反应时间,并使在远洋机动的战略导弹可以得到更可靠、更快捷的控制和指挥,为美军在第一时间应对危机奠定了基础,使美军战略层次的“先发制人”打击策略成为可能。
  弥补了未来可能的武器不足,确保威慑的连续性 从美国目前情况来看,由于经费和战略原因,美海军已将“俄亥俄”级潜艇的服役年限延长,而“三叉戟”ⅡD5导弹最初只能服役到2020年,新潜射战略导弹的服役也将在2030年以后,这无疑将使“俄亥俄”级战略导弹潜艇缺少可靠有效的配套武器系统。而“三叉戟”ⅡD5导弹弹体和弹头延寿改造计划将使这一空档期得到弥补,保证美国战略威慑的连续性。
  弥补设计缺陷,增强了系统可靠性 2005年中,美国科学家指出,由于设计的失误,W76外层的放射屏蔽壳在有些地方“像啤酒罐一样薄”。他们声称,这将引发所谓的“瑞雷—泰勒”(Rayleigh-Taylor)不稳定现象,也就是说放射屏蔽壳内材料和能量的膨胀将使周围金属的均匀表面产生不规则破裂缝。反过来,这些不规则状况使射线无法正常压缩内部聚变装置,从而导致无法反应,或反应无法达到设计威力。从上述美国弹头改进内容可以看出,其目的不仅局限于延长武器寿命,而且更换了大量核部件,这在一定程度上消除了设计缺陷,使系统更加可靠。
  缓解了新型武器需求压力,降低了系统全寿命成本“三叉戟”ⅡD5导弹改造计划大幅度降低了美海军战略武器费用。首先,现有系统寿命的延长使“三叉戟”导弹服役期后延,这使美军对新型武器系统的需求压力得以缓解,不但节约了新系统的研发费用,而且通过延长现有系统全寿命周期,使武器成本大幅度降低。其次,如果为了消除W76核弹头的设计缺陷,而用新部件来更换所有的1280枚W76核弹头,费用估计在750亿美元左右,远超过目前20多亿美元的延寿计划。而通过延寿及改进计划,不但使费用得以分摊,而且新弹头的性能也得到了提高。最后,美国在上述改进计划中,在硬件使用中广泛应用了用途更广的商用零件进行升级,这将使当前的采购和未来的维护费用保持在较低水平上。
  
  使战略威慑形式多样化,巩固了海基战略力量的地位 虽然,按照《莫斯科条约》,美国在2012年前将对潜射弹道导弹的弹头数量进行较大幅度削减,但从美国权威军控杂志《原子科学家公报》2006年初透露的情况来看,美国当前拥有潜射核弹头2016枚,而美国陆基核弹头数只有1050枚。
  从“三叉戟”ⅡD5导弹改造计划可以看出,美国海军在保持海基战略力量的主体地位的同时,还在积极探索未来海基战略力量的新用途,以期继续巩固这一力量形式的地位。首先,在W76弹头改进中探索了可调当量弹头技术,这将使海军可以根据作战需要为减少附带损伤,而适当调整弹头威力,以打击美国所谓的“恐怖主义分子和国家”;其次,试图利用触地核爆能力部分达到钻地核武器的效果,扩大打击目标范围;最后,计划用常规弹头替代核弹头,远程打击所谓“时间敏感”的战略目标。
  [编辑/李海峰]
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