東風15B的前輩,潘興2導彈小史_風聞
asiavikin-军事与科技杂谈,同名公众号2020-05-16 09:06
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潘興2導彈是上世紀80年代北約為應對蘇聯SS20導彈威脅而在德國部署的可機動部署中程彈道導彈,具有精度高、發射準備短的優點。北約部署該彈與陸基巡航導彈是為了在陷於僵局的美蘇中程戰略武器談判中有更多籌碼。由於蘇聯國民經濟長期增長乏力,蘇共總書記戈爾巴喬夫急於與西方緩和,幻想以退縮換取西方在經濟上的扶助。最終使得中導條約在對華約集團明顯不利的條件下籤署。1988年潘興2開始退役。而柏林牆倒塌後,西方的援助不見蹤影,北約的擴張倒是滾滾而來。1991年,在蘇聯土崩瓦解前夕,潘興2走完了短暫的一生。不過,潘興2的設計思想對於其它國家的彈道導彈系統還是有所啓發,我國的東風15B也多少借鑑了一些。
美國陸軍的潘興研製計劃最早開始於1958年1月。馬丁 · 瑪麗埃塔公司(也是後來“侏儒”導彈的供應商)航空空間分公司在3月簽訂射程740公里(400海里)的潘興1導彈的主承包合同。1962年6月在俄克拉何馬州貝馬樂堡建立了第一個潘興1導彈營。1964年美軍把潘興1部署在歐洲,1966年又裝備了德國空軍。潘興1系統起初裝在M474履帶車(改型的M113)上。
因為1965年在歐洲的潘興1部隊承擔了快速反應警戒任務,為提高潘興1系統在快速反應警戒任務中的發射、機動和通信能力,研製了潘興1A系統 , 並於69年部署在歐洲。潘興1A用輪式車輛M656取代了履帶發射車,並採用了經改進的起豎發射車,從而縮短了反應時間。但潘興1A最重要的變化是制導系統的升級:從模擬式改為數字式。後續又有一次改進,即自動定位系統和順序發射轉接器。自動定位系統可在未經事先勘測的陣地上為導彈慣性基準系統提供自動校準。順序發射轉接器能在不移動發射設備或電纜的情況下計時和發射3枚導彈。上述系統於76年投入野戰使用。
美國最早在1974年開始考慮研製潘興2導彈。當年4月,陸軍與馬丁 · 瑪麗埃塔簽訂了潘興2的研製合同,這時候潘興2還只是潘興1A的改進型,射程還和潘興1一樣。不過因為對潘興2的精度要求奇高,因此這種導彈在彈頭內需安裝雷達地形匹配末制導系統。在潘興2導彈開始全面工程研製之前 ,曾進行了一項高級研製計劃。計劃中要用經過改進的潘興1A攜帶2型的彈頭進行6次飛行試驗 , 以考核彈頭的命中精度 。從1977年11月至1978年5月 , 共試驗了5次 , 其中成功4次 , 失敗1次 , 但只有2次達到了設計精度要求。在首次飛行試驗中 , 彈頭在再入時雖曾捕獲目標並沿正確彈道飛行 , 但由於軟件設計不夠精確以及天線的擺動軸承發生故障 , 使天線的旋轉受到阻礙 ,最終停止轉動 , 使雷達圖象無法和預先存貯的目標圖象對照匹配。彈頭的脱靶量達659米。第二次成功了, 完全達到了預定要求, 脱靶量接近設計要求 , 約為40米 。第三次卻又因為計算機的焊點故障導致飛行失敗。第四次飛行直到雷達天線進行最後兩次圓周掃描時還很順利 , 但是就在彈頭即將命中之際 , 制導與控制系統部分失靈 , 彈頭脱靶量增至118米。第五次試驗是最成功的,彈頭落在距目標25米的範圍內。由於這次試驗完全成功, 美國陸軍大喜過望,認為試驗目的已經達到 , 於是取消了原定的第六次試驗。
其實,潘興2的雷達末制導系統(區域制導雷達 RADAG,X波段)早在1972年就開始研製了。系統分包商古德伊爾宇航公司用直升機和飛機進行了定高和俯衝狀態下的靜態試驗。固定高度的靜態試驗用CH47直升機在73-74年進行,以在中低空的不同高度層作變換航向飛行、爬升或下降時收集取樣數據 。俯衝狀態精度試驗由FJ4B攜帶試驗吊艙以45度-90度俯衝角進行,於1975年開始試驗。
回過頭來繼續説潘興2,既然精度有了保證,射程上就不要那麼摳門了,況且北約內部早就有人不滿意潘興1的那點射程,鼓動搞個更大的出來。這樣潘興2的射程就增大為1850公里(1000海里)。於是79年1月潘興2的氣動模型開始吹風。隨着1979年2月國防系統採購評審議事會同意潘興2進入全面工程研製階段, 同月23日 , 馬丁 · 瑪麗埃塔與美國陸軍簽定了價值為3.6億美元的合同, 在57個月內製造28枚導 彈並要完成飛行試驗。1個月後, 馬丁 · 馬麗埃塔確定了參予導彈研製的轉包商:本迪克斯宇航電氣負責彈載和地面計算機,古德伊爾宇航負責雷達相關末制導系統,赫克里斯公司負責火箭發動機,辛格 · 基爾福特公司負責慣性測量系統。當年7月,第1階段風洞試驗結束。10月份,第2階段風洞試驗開始,一直持續到81年2月。81年6月,古德伊爾向馬丁 · 瑪麗埃塔交付了首個相關器原型,10月份交付了首個雷達原型。
1981年底北約決定:到1983年秋,一旦日內瓦中程戰略武器談判破裂便立即開始在西德部署巡航導彈和潘興2導彈,後牆由此確定。但是在研製過程中遇到任何工程開發一貫的老朋友:技術和經費問題導致進度滯後。為搶時間使導彈能在1983秋開始部署,美國防部命令加速導彈試驗,陸軍決定採取研製與批生產同時並進的辦法(所以邊設計邊生產這種玩法也不是光我們幹過)。計劃從1982年4月先從東靶場發射兩枚導彈:第一枚用於試驗最大射程條件下的氣動加熱性能,第二枚驗證導彈在最大動壓及彈頭在振動環境下的性能。這兩次試驗如果獲得成功 , 就可以一邊從西部的靶場繼續做研製性飛行試驗 , 一邊開始製造生產型導彈。1982年3月,鑑於研製中的問題尚未完全解決 , 飛行試驗有可能推遲。結果陸軍又一次修訂了試驗計劃 , 壓縮了飛行試驗的次數與時間,打算到1983年5月結束試驗 , 試驗次數也從28次減為18次!
1982年4月古德伊爾接受了成批生產末制導系統的合同(1100萬美元)。6月,五角大樓在連全面試驗都還沒進行的情況下就同意進行小批量生產!不過為了保證導彈質量 , 在正式生產之前要完成最關鍵的地面操作和繫留制導試驗。當月底,馬丁 · 瑪麗埃塔接受了開始成批生產導彈的合同,價值1.05億美元。7月22日,進行首次全面研製發射試驗,但以失敗告終。三個月後的10月25日,馬丁 · 瑪麗埃塔接到價值4億美元的附加合同。但眾議院拒絕了1983年申請用於生產潘興2的4.98億的請求,只批准了1.113億繼續導彈研製。年底,古德伊爾接受了2400萬美元的制導系統供貨合同。
進入1983年,2月份赫克里斯交付了首批發動機。此間馬丁 · 瑪麗埃塔已經開始哭窮要關閉導彈生產線。4月末國防部長卡斯帕.温伯格要求眾議院立即追加4.78億美元以避免5月底關閉生產線!5月,參眾兩院終於同意温伯格的要求,給了4.536億。到了年底,日內瓦中導談判破裂,北約下令部署潘興2,開始以1比1的比例替換潘興1A。
潘興2武器系統的重要硬件包括導彈 、起豎發射車、10噸牽引車和前區電纜組件。後者又包括含有導彈點火控制器在內的遠距離發射控制裝置。此裝置的必要組成部分是足夠的通信設備以確保證完成重要的指揮、控制和通信任務,包括核安全釋放裝置和武器系統的控制。一標準的發射排配備三枚導彈,還配一輛發射排控制中心車, 內有三台遠距離發控裝置,一枚導彈一台。基準景象發生器也佔用一部車,發射排能據此製作出自己的目標微型磁帶, 瞄準所有潛在目標。潘興支援營一般配有系統部件檢測站、後區動力裝置、電工間設備、機工間設備和其它輔助設備,以在潘興系統長期部署期間提供必要 的支援。幾種容器和導彈吊具準備用來運輸和裝配分解的潘興導彈。由適當的牽引車牽引的M127半拖車每發導彈兩輛 , 一般用來運輸分解狀態的導彈彈體和彈頭。
潘興2彈頭為W85核彈頭, 是B61彈頭的派生型 , 可空爆和地爆。兩種彈頭主要結構和基本電氣 佈線相同。彈頭內有供導彈電路和彈頭安全 , 解保以及引信系統連接用的設備。據報道 , 整個彈頭1362公斤 , 核裝藥重662公斤 , 當量1-2萬噸級。也有人認為 , 再入彈頭重667公斤,其射程1800公里。彈頭解保是在二級燃燒停止後375秒開始 , 在導彈加速度減至5g時結束。
1981年9月以前曾試驗了一種鑽地核彈頭W86, 彈頭觸地速度600米/秒 , 能鑽入地下30-40米深。據報道 , 這種鑽地 彈頭重1816公斤 , 當量1-2萬噸級。也有人説整個再入彈頭1362公斤,當量千噸以下。在潘興2試驗時使用的再入彈頭重726公斤。
和平時期 , 部署在歐洲的潘興2導彈 , 以快速反應警戒設備所覆蓋的指定目標為攻擊對象,由各營的發射連(下轄三個排) , 在固定基地上進行作戰訓練 。到適當時候 ,奉命進入戒備 ,佔據以前未使用過的野外發射陣地 , 覆蓋所有指派目標。全面展開後 , 發射單元按發射排部署並在地理位置上疏散開,以減少易損性 。發射排按隨機的時間表轉移到新發射位置以提高生存能力 。遠離發射排中心車的起豎發射車可以獨立計時和發射單發潘興導彈。起豎發射車所需 唯一發射設備是遠距離發控裝置。它可從排發控中心取出供單輛發射車獨立計時、發射。需要 時 , 無線通訊裝置及發報和文電鑑別手段也配屬給發射車。潘興2系統這種單台發射車隨意部署方式能最大限度地疏散為小型作戰單元 , 因而顯著提高了射前生存能力。
發射前潘興2由陀螺儀慣性平台校準方位。發射陣位可通過查看國防測繪局的大比例尺地圖確定。錄有雷達區域相關器目標基準景象的磁帶可由國防測繪局利用潘興基準景象系統提供 ,或由發射排利用基準景象製作設備製作。
潘興2導彈發射後 , 按助推段 , 中段和末段三個階段飛行。助推段包括從一級點火至推力終止 , 無動力滑行和從二級點火至推力終止直至再入器與其分離為止 。發射後直到再入器分離, 導彈沿慣性制導的彈道飛行。助推段期間的姿態指令和制導指令(滾動姿態除外) 由兩級推進裝置上的擺動噴管執行。
在一級工作期間 , 一級的兩個活動空氣舵提供滾動控制 , 兩個固定舵用於穩定。
彈道中段從再入器與彈體分離算起 ,一直持續到末段開始。中段大部分在大氣層外飛行,最大高度300公里,最大速度12馬赫。中段開始時 , 再入器做向下俯仰飛行,以便為重返大氣時調定方向,同時也減少雷達反射面積。中段的姿態控制 , 在飛離大氣層前和再入過程由再入器舵控系統完成。在大氣層外飛行期間由反作用控制系統完成。
再入器下降到目標上方預定高度開始末段飛行。首先在慣導系統控制下作速度控制機動 ,即通過改變再入器指向使其以一定攻角進入60-70公里高的大氣層,利用升力改變速度矢量 。其 目的是躲避反導系統攻擊和降低再入速度,而射程變化範圍不超過幾十公里 , 再入器的再入角略小於40度,最大減速小於25g,但高於戰鬥部解保裝置工作所需的5g。接着拋掉天線罩 , 再入器朝目標方向機動。大約在15公里高度以下 , 雷達相關器開始工作 , 天線以每秒兩轉的速度 繞垂直軸轉動 , 對目標區地形掃瞄。兩轉中的一轉是判識所飛越的地形 , 另一轉確定飛行高度。天線掃瞄範圍在4500米高度為35平方公里 。
雷達提供高度修正和目標回波信號, 相關器計算機將雷達圖象變成目標區的數字圖,相關器將雷達數據同預貯的目標基準數據比較,得到擊中目標所需位置修正量, 以此修正制導系統, 制導系統產生操縱指令並給氣動舵控制系統 , 氣動舵操縱再入器飛向目標。這種搜索、比較 、修正過程在彈道末段要進行幾次, 直到約900米高度為止 。之後彈頭按彈道直接衝向目標 。如果由於某種原因使雷達相關器系統未工作或者發現相關器數據質量有缺陷 , 慣導系統會繼續工作 , 以慣導精度導引再入器至目標區,此時精度自然不能指望。
潘興2的高精度用於對付加固目標也有效。北約之前的戰術彈道導彈武器系統 , 包括潘興1A在內 , 還沒有足夠的能力攻擊這些加固目標 。