俄军白杨洲际导弹,准确命中目标

俄罗斯国防部信息与大众传媒司9日发布消息称,从“普列谢茨克”发射场成功试射“白杨”型洲际弹道导弹。此次试射指在确认“白杨”型洲际弹道导弹的基本飞行性能,以及测试未来的作战装备和攻克防导系统的手段。 国防部强调:“设定的试射目标全部达成。洲际弹道导弹实验弹头在堪察加半岛试验场准确击中假想目标。试射结果将用于进一步提高俄未来的弹道导弹部队效率。

白杨-M导弹是目前俄罗斯战略火箭部队装备的主要远程弹道导弹。该导弹由三级固体燃料火箭推动,长22.7米,弹体直径1.95米,发射重量47.2吨,战斗部重1.2吨,可携带多枚分导弹头,射程超过1万公里。它飞行速度快,并能作变轨机动飞行,抗干扰能力强, 具有很强的突防能力。俄罗斯专家称该导弹能够“有效地穿透任何国家的反导弹系统”。 美国人承认,“白杨M导弹”大大降低了美国导弹防御系统的效果,从而使他们的计划产生了混乱。

研制背景

俄罗斯根据新军事战略的要求,在战略核力量的建设上,一方面依靠从苏联继承的庞大核武库发挥有效的威慑作用;另一方面制定了到2005年的战略力量发展计划,以研制21世纪新一代陆基和潜射战略弹道导弹。该计划的重点之一就是研制白杨-M导弹。

俄罗斯的战略火箭军中,有50%的导弹超过了安全期限。80年代部署的SS-18、SS-19、SS-24和SS-25等战略导弹型号到21世纪初都将超出使用期限。俄罗斯担负战备值班任务的战略导弹种类曾有11种之多,这对武器装备的使用和维护等方面造成很多问题。

当时,在俄罗斯研究投产的3种洲际弹道导弹中,只有SS-25属于单弹头导弹。在乌克兰组装的 SS-24是一种多弹头导弹,1992年仍在研制之中的SS-18的后继型(SS-X-26)也是一种多弹头导弹。SS-25适于携带一种先进的单弹头,并且主要是在俄罗斯组装,因此该导弹成为俄罗斯的当然选择。但SS-25导弹的公路机动系统的发射车太复杂,而且操作和维护费用很高。由于机动发射车操作 人员的数目是地下井发射的5~6倍,所以俄罗斯火箭军的编制人数增加了大约数万人。

按照《第二阶段削减战略武器条约》(STARTⅡ)的规定,俄罗斯最重要的两种战略型多弹头导弹SS-18和SS-24最迟在2007年撤除。俄罗斯亟须发展适应21世纪核战略需求和符合STARTⅡ规定的新一代战略导弹力量。

发展完全由俄罗斯研制和生产的战略型号俄罗斯的战略核力量是从苏联继承过来的,而苏联生产战略导弹的工厂有75%是在俄罗斯境外。俄罗斯大部分洲际弹道导弹是在乌克兰制造的,这与俄罗斯的核大国地位不相符。主要战略型号SS-18、SS-24分别由乌克兰的扬格尔设计局研制,由南方机械科研生产联合体制造。白杨导弹虽在俄罗斯境内总装,但其惯性制导系统也在乌克兰的哈尔科夫生产的。因此,为加强战略武器装备研制和生产的独立性,俄罗斯必须发展全部零部件在俄罗斯生产,全弹在俄罗斯总装的新型战略型号。白杨-M是第1种完全在俄罗斯境内研制、生产的战略弹道导弹。

研制历程

白杨-M导弹系统的研制工作始于20世纪80年代后期,1994年12月20日,白杨-M导弹进行了首次试射,原计划进行7次试射,实际上只进行了4次。1997年7月8日,在普列谢茨夫靶场白杨-M导弹进行了第4次发射试验 ,也是定型前的最后一次发射。白杨-M导弹系统是俄罗斯导弹制造业历史上第一种自己研制和生产的导弹系统。

设计者们认为,在白杨-M导弹系统研制、试验过程中,以及在其战术技术性能指标中有很多“第一”,甚至在世界上也是首次。如第一次为高防护性的井基和机动陆基发射装置制造了标准化统一的导弹;首次使用了新型试验系统,借助它可检验导弹系统在地面和飞行状态下各系统和组件的工作状态和可靠性,这可大大缩小传统试验规模,减少费用,同时又不降低导弹系统研制和试验的可靠性。

动力装置

白杨-M导弹推进系统的显著特点是,各级发动机的直径均比SS-25导弹发动机大和采用了新的推力向量控制方式。白杨-M导弹的一子级、二子级、三子级发动机的直径分别从1.80m、1.55m、1.34m增加到1.86m、1.61m、1.58 m,从而增加了推进剂的装药空间。其中三子级发动机直径增大15%以上,推进剂装药空间增加30%。由于发动机燃烧室推进剂装药空间增大,各级发动机的装药量均比SS-25导弹发动机要多。以一子级发动机为例,白杨-M导弹一子级发动机总质量比SS-25导弹增加800kg,但SS-25导弹一子级发动机壳体采用玻璃钢圆筒段和钛合金前后封头,而白杨-M导弹很可能使用质量更轻的有机纤维复合材料壳体。白杨-M导弹一子级因不用燃气舵推力向量控制也会减轻部分质量,这样白杨-M导弹一子级发动机推进剂装药量的增加值很可能比发动机总质量增加值还要大。

另外,前苏联在固体推进剂中已应用硝基胺硝酰铵(NH4N(NO2)2)、三氢化铝等高能组分,其中硝基胺硝酰铵在前苏联时期已进行工业化生产,使用硝基胺硝酰铵的丁羟推进剂的理论比冲可达到2653N·s/千克。所以,白杨-M导弹可能还使用了能量更高的固体推进剂。总之,白杨-M导弹三级固体推进系统的能量比SS-25导弹有明显提高,与SS-25导弹相比,总质量仅增加了不到5%,投掷质量却提高了20%。国外有的分析家还认为,白杨-M导弹高能量的固体发动机使其具有快速助推或助推段机动能力,但这一推测尚需要进一步证实。

苏联的陆基战略弹道导弹固体发动机主要以燃气舵、空气舵、二次喷射方式等实现推力向量控制,SS-25导弹一子级发动机就采用了燃气舵加空气舵(4个栅格翼、4个稳定翼)的推力向量控制方式。但是图1显示出白杨-M导弹一子级发动机没有SS-25导弹所特有的栅格翼和稳定翼,这表明白杨-M导弹一子级发动机实现推力向量控制的方式不同于SS-25导弹的燃气舵加空气舵方式。

80年代初,前苏联固体发动机柔性喷管技术已经相当成熟。80年代中期,服役的潜地战略弹道导弹直径2.4 m的固体发动机就应用了单个潜入式柔性摆动喷管。纳吉拉泽设计局在80年代中期提出了小型固体陆基机动洲际导弹方案,其三级发动机推力向量控制均采用双向摆动喷管。这就表明该设计局当时已放弃了传统的推力向量控制设计,转向摆动喷管的思路。从以上分析推测,白杨-M导弹的发动机采用了比较先进的柔性摆动喷管技术。

制导控制

白杨-M导弹的命中精度至少比SS-25导弹提高近1倍,达到CEP≤350m。而俄罗斯战略导弹部队称,白杨-M导弹的命中精度优于美国精度最高的MX导弹(CEP≤110m)。根据公开文献 道,白杨-M导弹的制导系统与SS-25导弹一样,为计算机控制的惯性制导或自动控制惯性制导。

如果白杨-M导弹应用了机动弹头技术,那么也就很可能应用了前苏联进行过飞行试验的战略弹道导弹机动弹头末制导技术。该机动弹头采用地图匹配精确制导体制,进行地图匹配的探测雷达是大功率毫米波雷达,雷达天线位于弹头侧边。雷达天线与弹头之间用导轨联接,天线与弹头分离时利用轴向力从导轨滑出,以防止产生影响弹头精度的脉冲干扰力。

机动末制导弹头和导弹母体的分离方式与一般惯性弹头相同,弹头飞行到120公里高度时,雷达天线开始工作,利用打击目标附近(最大距离约100公里)特征显著的地形、地貌(如河流、湖泊、金属桥、铁塔等)实现目标地图匹配。目标匹配完成后,以高压气瓶为动力源的控制系统对弹头进行调姿和位置修正,然后抛掉弹上雷达天线及高压气瓶,此时弹头位于飞行高度约90公里的再入点。弹头再入后可直接飞向目标,也可进行突防机动飞行。不进行突防机动时,弹头的命中精度为CEP≤60米,进行突防机动时,弹头命中精度为CEP≤100米。

下面是机动末制导弹头工作流程:

(a)采用高压气瓶、液压作动筒移动铀238核装置的位置,即以改变弹头质心的方法产生机动飞行的控制力的控制力距,实现弹头的位置修正,弹头尾部还装有8个用于调姿的径向喷管。上述方法有利于保持弹头良好的空气动力外形,避免了采用空气舵方式所带来的许多问题。

(b)采用在大气层外进行目标特征匹配的雷达地图匹配制导技术。这种方法不仅避免了弹头高速再入大气层后形成“黑障区”对地图匹配造成的影响,保证了精度,而且还避免了在大气层内进行地图匹配所需的弹头拉平减速,提高了弹头的突防能力。

(c)可以根据弹头打击区域反导系统防御能力的强弱,预先装定机动程序调整机动范围的大小。弹头最大机动范围是在标准弹道中心直径5公里范围内,可进行纵向机动和侧向机动。该弹头比SS-18导弹所用纯惯性分导式弹头要重得多,质量约1500~1600千克。

弹头

白杨-M导弹是单弹头导弹,但是它具有改装成可带3~4个分导式多弹头导弹的能力,突防能力很强。俄罗斯多次称,白杨-M导弹弹头具有机动再入能力或特殊飞行弹道,使国外研制的弹道导弹防御系统难于拦截。美国空军声称,根据其对白杨-M导弹各次飞行试验的监测,还不能证实白杨-M导弹弹头已经进行了机动再入能力或特殊飞行弹道的飞行试验。但是,对白杨-M导弹和SS-25导弹的对比和其他分析显示,白杨-M导弹弹头很可能应用了机动再入技术。

首先,白杨-M导弹的整流罩外形和投掷质量均比SS-25导弹大,而两者弹头的威力大小一样,说明白杨-M导弹的弹头与SS-25导弹弹头有所不同。其次,白杨-M导弹是作为俄罗斯21世纪的陆基标准战略型号,在其研制之初的1993年,美国已经提出发展国家导弹防御系统的计划,所以白杨-M导弹有应用弹头机动再入技术提高突防反拦截能力的需求。第三,俄罗斯已拥有较为成熟的战略弹道导弹弹头机动再入技术基础,苏联时期曾用SS-18导弹进行过机动弹头的飞行试验。

俄罗斯称白杨-M导弹具有机动再入能力,而美国空军通过对飞行试验的监测认为白杨-M导弹未进行机动再入试验。这说明白杨-M导弹很可能应用的是经过飞行验证的较成熟的技术。苏联曾用SS-18进行过10次机动弹头的飞行试验。

发射方式

白杨-M导弹有两种发射方式:公路机动发射和地下井发射。俄罗斯表示,在21世纪初部署的白杨-M导弹中有90枚是由地下井发射,将置放在改进后的SS-18导弹发射井中。公路机动发射时,导弹借助火药蓄压器从运输发射筒发射。在一子级飞行段靠气动舵和燃气舵控制导弹的飞行,燃气舵装在主发动机喷管处。在二子级和三子级飞行段则通过向喷管扩散段喷入气体和通过有摆动装置的喷管来控制导弹的飞行。

第1辆白杨-M导弹的新型八轴MAZ-79221运输/起竖/发射车(TEL)已于1995年6月交付使用。

性能优势

防御体系但并不完全是上述这些指标使“白杨”-M导弹系统成为现代化的武器系统,其主要优势是它在穿越敌方反导弹防御体系时的飞行和作战稳定性能。首次使用的3台巡航固体燃料发动机功率强大,这不仅可增加导弹战斗部的重量,也可使导弹能够比其它俄制导弹以更快的速度飞行,大大缩减导弹在轨迹主动段中的时间和高度,同时,数十台辅助发动机、操纵仪表和设备使这种快速飞行很难被敌方预料到,从而极大地提高克服敌各种反导弹防御系统的能力。

虽然,在所有的“白杨”-M导弹试射中美国的侦察卫星都极力进行跟踪,但据俄专家估计,美国人至今也不明白,该导弹是如何“跳过美电子监测仪器监督系统的。即使美国人事先也接到了这一导弹系统的战术技术性能参数,但他们也未搞清这一问题。看来,俄在新型武器系统中专用技术的使用不仅仅限于导弹的重量和体积指标上。

“白杨”-M导弹上安装有准确的引导和控制系统,由于在这一系统中采用了新技术,“白杨”-M导弹的核武杀伤因素极为稳定,导弹完全没有对电磁脉冲的敏感性,可以毫无问题地发射、飞行并最终击中地球另一端的目标。

“白杨”-M导弹系统又一个突出的性能是它可以与任何发射装置进行统一配套。该系统可利用现有的基础设施,无需专门建立新的发射装置,该导弹完全可与现有的作战指挥和通信系统兼容匹配,这可使导弹系统装备部队的费用减少一半以上。据称,接纳这一新型武器系统,只需在发射井中安装30%的新设备,其余的稍加改装即可。

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