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潜射洲际导弹瘦身弹艇结合更完美

2019-11-15贲勋

太空探索 2019年11期
关键词:三叉戟耐压小型化

文/贲勋

▲消除了“龟背”的俄罗斯台风级战略核潜艇

▲建造中的台风级核潜艇,可以看到导弹舱位于两个完全并列的耐压艇壳之间

不久前,据俄罗斯媒体报道,首艘955A型(北风之神级)弗拉基米尔大公号弹道导弹核潜艇离开北方机械制造联合体船厂,开始了新一轮试航。这艘2017年11月下水的俄罗斯新一代战略导弹核潜艇,在此次试航中首次曝出了高清照片。它与955基本型核潜艇相比,最直观的变化是导弹舱和艇体融合更加完美,取消了“龟背”。那么,核潜艇“龟背”与潜射洲际导弹之间有啥联系?潜射洲际导弹如何才能做到小型化?

因弹而出现的“龟背”

“龟背”是指潜艇背部超出耐压艇壳非正常的突兀部分(不包括指挥围壳),这种结构通常出现在战略导弹核潜艇上。

“龟背”出现的原因是潜射洲际导弹的尺寸大于潜艇直径,为了将巨大的导弹容纳到核潜艇中,只能在潜艇耐压艇壳上人为再加高。它的出现破坏了核潜艇的流畅外形,增大了航行阻力和噪声,是核潜艇与潜射洲际导弹尺寸之间矛盾妥协的产物,削减“龟背”是世界各核大国设计战略核潜艇的重要方向。

解决“龟背”与导弹之间的矛盾,可以从两个思路上考虑,一是将核潜艇做大,二是将潜射洲际导弹做小。

事实也是如此,核潜艇越做越大,潜射洲际导弹越做越小,正是世界各国核潜艇和潜射洲际导弹的进化路线。通过将核潜艇做大来消除“龟背”,俄罗斯的941型台风级战略核潜艇最为典型。

该级核潜艇为了将长16米的SS-N-20潜射洲际导弹完全容纳进去,采用了一种极端的3耐压艇壳方案。在该方案中,核潜艇由两个完全并列的耐压艇壳组成,导弹舱位于两个耐压艇壳之间,在导弹舱外面再包裹一层小直径的耐压艇壳。

这种设计在世界上独一无二,其代价之大令人瞠目结舌,最直接的影响就是核潜艇的尺寸和吨位过大,宽度达到23.3米,排水量超过3.6万吨,是世界上建造的最大潜艇。

“台风级”可携带20枚射程8300公里的SS-N-20潜射洲际导弹,单枚导弹投送能力为10枚10万吨级的核弹头。但是,尺寸和吨位变大并没有让“台风级”的战斗力翻倍,美国的俄亥俄级战略核潜艇排水量只有1.9万吨,吨位只是“台风级”的一半,但可以携带24枚射程1.1万公里的三叉戟-2潜射洲际导弹,战略威慑能力反而超过“台风级”。

▲消除“龟背”的代价就是体积的庞大,这是台风级核潜艇(左)同阿库拉级核潜艇在一起

弹艇需要有机结合

实现潜射洲际导弹小型化是解决“龟背”问题的根本途径。在潜射洲际导弹小型化实践中,美国的技术储备最为深厚。美国对潜射导弹的研究源于第二次世界大战末期,在德国高级司令部缴获的一份关于V-2导弹半潜式驳船的设计方案。

二战后,东西方军事对抗、潜艇和弹道导弹技术的进步,成为了美国加速研制潜射弹道导弹的催化剂。美国从上世纪50年代中期开始发展潜射弹道导弹,1961年在乔治·华盛顿号核潜艇上成功进行了首次水下发射。

▲台风级核潜艇上的导弹发射舱

▲为台风级核潜艇吊装SS-N-20潜射洲际导弹

▲带有“龟背”的美国俄亥俄级战略核潜艇

▲三叉戟-2潜射洲际导弹

此后,美国先后研制出了“北极星”A1、A2、A3、“海神”“三叉戟-1”和“三叉戟-2”六种型号的潜射弹道导弹,分别于1960年、1962年、1971年、1979年和1990年装备在核潜艇上。

从“北极星”系列到“三叉戟”系列,美国的潜射弹道技术有了长足进步,单纯从尺寸和吨位上讲,其潜射导弹越来越大,但从射程和威力上来讲,这种尺寸和吨位放大的代价是很小的。

对比来看,美国第一代潜射导弹“北极星A1”的长度为8.69米,直径1.37米,起飞质量13吨,弹头为60万吨级的核弹头,射程2200公里;而现役的“三叉戟-2”,弹长13.42米,直径2.11米,起飞质量59.1吨,弹头为12枚10万吨级的核弹头,射程达到1.1万公里。

从威力和射程与尺寸的对比来看,美国潜射洲际导弹的小型化做得最好,这得益于“三叉戟-2”的优异性能。美国俄亥俄级战略核潜艇的“龟背”很小,也成就了其世界最强战略核潜艇之一的地位。

三因素制约导弹小型化

制约潜射洲际导弹小型化的关键因素包括核弹头、固体燃料和发动机。以“三叉戟-2”为例,从载荷上看,该导弹可搭载8~14枚W-76核弹头(10万吨级)或8枚W-88核弹头(47.5万吨级),总重量2.8吨。其中,W-88核弹头高1.7米,直径0.55米,重量小于360千克。

从数据中可以看出,核弹头小型化属美国做得最好,这是在保证导弹威力前提下,进行导弹小型化的基础。

▲美国潜射导弹家族(左起:北极星A1、A2、A3,海神,三叉戟-1,三叉戟-2)

从动力系统上看,“三叉戟-2”的一子级和二子级发动机与早期型号相比有了较大改进,燃料为硝酸酯增塑聚醚-75(NEPE-75)高能推进剂,并且都采用了单个潜入式喷管;二子级还用了可延伸的碳喷管出口锥;三子级发动机采用凯夫拉纤维代替玻璃纤维,使壳体减重达40%。

此外,该导弹还通过总能量控制技术(GEMS)燃尽推进剂来控制速度,以此获得最佳弹道实现远射程。小型化的核弹头、高能量密度的推进剂、高性能的发动机加上先进能量控制技术,使得“三叉戟-2”实现了小型化与作战性能之间的平衡。

对于战略核潜艇来说,最主要的作用是形成可靠的战略二次核反击威慑能力。在技术水平尚不能完全实现潜射洲际导弹小型化时,保留核潜艇“龟背”而强化导弹的威力仍然有着重要意义。

▲俄亥俄级核潜艇上的导弹发射舱

尽管带有“龟背”的战略核潜艇不是很完美,但在体系作战的框架下,在导弹射程与威力足够的前提下,仍然可以依托海上堡垒区对潜在对手形成足够的战略威慑,有效捍卫国家利益。

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