概述
"潘興”飛彈是美國研製的一種中程地對地固體彈道飛彈,有三種型號。“潘興Ⅰ”飛彈已退役,“潘興”Ⅱ飛彈是第三代地對地戰術飛彈,1974年開始研製,1985年裝備部隊。主要用於打擊原華沙條約國的指揮所和交通樞紐等硬目標。該飛彈採用慣性制導和雷達地形匹配末制導兩套系統,命中精度約30米,是目前地對地彈道飛彈命中精度最高的一種飛彈.飛彈戰鬥部為5千至5萬噸級TNT當量的核彈頭,最大射程1800千米,最大飛行高度約300千米,命中精度為40米,最大速度達12倍音速,彈長10米,彈徑1米,發射質量7.26噸,發射準備時間為5分鐘。
研製背景
二十世紀七十年代末,急劇增強的蘇聯軍事力量,一直使西歐國家感到日益嚴重的威脅。從六十年代到七十年代,蘇聯已使它的常規武裝大大擴展並現代化了,並且特別加緊發展核武器,尤其是核運載工具。
至一九七九年夏天,蘇聯已經部署了大約一百八十枚對準西歐的SS-20中程彈道飛彈。其射程約為四千八百公里,可以攜帶三個分導多彈頭,每個都可以是高達十五萬噸級的核彈頭,命中精度可達三百至四百米。在這以前,蘇聯早已部署了SS-4和SS-5中程核飛彈,還有具備核攻擊能力的圖-22M“逆火”戰略轟炸機和蘇-24“擊劍手”戰鬥轟炸機。這就使得所有西歐國家都處於蘇聯各種核武器的射程之內,而西歐國家卻沒有能直接打擊蘇聯本土的戰術核武器。面對這種懸殊狀態,再加上對美國可能提供核保護能力的不信任,西歐各國從1970年起,就迫切要求裝備足以還擊蘇聯本土的戰術核飛彈。
當時北大西洋集團使用的戰術核飛彈是美國的“潘興Ia”飛彈,其射程為740公里,可攜帶一枚六至四十萬噸級的核彈頭,慣性制導,命中精度約四百米。1960年開始在歐洲部署。但由於其射程不足,精度不夠,已不適應八十年代的需要。
美國從1974年4月開始研製“潘興Ⅱ”式飛彈。當時主要是提高精度,射程仍和“潘興Ia”的相同,到一九七八年才決定加大射程。對“潘興Ⅱ”式飛彈的基本要求是增大射程和提高精度。射程要求在一千八百公里,以便能夠直接打擊蘇聯西部地區的主要軍事目標,提高精度能保證以低爆炸彈頭有效地摧毀預定的軍事目標。只有遠射程和高精度配合在一起,才能構成最大的威脅。
1978年12月,美國國防部正式批准“潘興Ⅱ”式飛彈進入全面工程發展階段。1979年2月,與主要承包商簽訂了“潘興Ⅱ”飛彈的全面研製契約,預計將於1983年開始裝備北大西洋集團五個國家的部隊及駐歐美軍。
結構特點
“潘興Ⅱ”飛彈是一種中程地對地彈道式戰術飛彈,其主要攻擊目標是飛彈基地、飛機場、海軍基地、指揮和控制中心、交通樞鈕等。這種飛彈的主要優點是精度較高,射程較遠,並可機動發射。
“潘興Ⅱ”飛彈的總長十米,直徑一米,總重七千二百公斤,其基本構造如圖一所示,它可以分為三部分:第一級、第二級和再入器。一、二級有大體相同的結構,主要是固體火箭發發動機、其燃燒室由凱夫拉有機纖維製成,因而重量較輕。噴管咽部由石墨材料製成,噴管出口由碳酚醛材料製成,噴管可以擺動,除產生推力外,還承擔飛彈俯仰和偏航運動的控制。
第一級底部十字形地裝有四個空氣舵,其中兩個固定,兩個可動。當第一級工作時,固定舵保證飛彈的穩定性,可動舵控制滾轉運動。第二級沒有空氣舵,在它工作時,滾轉運動由再入器的空氣舵控制,俯仰和偏航靠擺動噴管控制。
再入器主要包括三部分,即制導—控制艙,戰鬥部和雷達艙,還要加上和第二級相接的連線艙。制導—控制艙主要裝有慣性制導系統、彈上計算機、預存目標參考圖象的存儲器和相關設備。其內還有再入器空氣舵的控制系統和俯仰、偏航噴口的控制系統,是用來控制再入器姿態的。此外,燃氣發生器、蓄壓器、冷氣供應系統及電纜等也在其內。
戰鬥部是核的或常規的,位於制導—控制艙和雷達艙之間。
雷達舵在飛彈的最前端,長度約為一米,直徑大約六十六厘米。它包括雷達、天線及所有電子裝置的能源——電池。在飛彈頂端,有一保護雷達的天線罩和彈頭引信的防護罩,在雷達開始工作前夕,自動起爆分離藥,將防護罩扔掉。
性能指標
“潘興Ⅱ”飛彈是二級固體火箭發動機推動的高超音速彈道式飛彈,其飛行彈道可分為三段,即主動段、中段和末段(參看封三)。從地面發射開始,至第二級火箭工作完畢為主動段。在主動
段,飛彈不斷加速上升,獲得足夠的高度和速度,以後則靠慣性運動而達到預定目標。每一級火箭工作完畢後,自行分離。兩級火箭都脫離後,飛彈只剩下再入器,開始自由飛行的中段。中段大部分處於外層大氣中,高度接近三百公里,速度達馬赫數十二。由於外層大氣極為稀薄,因而阻力很小,干擾也小,特別適合飛彈的慣性運動。在中程段開始時,再入器的頭部便向下傾斜,以形成重返稠密大氣層的最佳姿態。在外層大氣中,再入器的姿態靠其尾部的俯仰和偏航噴口進行調整,進入稠密大氣後即可靠空氣舵調整。當再入裝置進入稠密大氣層並下降到一定高度時,飛行的第三階段,即末段就開始了。再入器進入末段的第一個動作是在慣性制導控制下調整飛行速度,以便能夠以合適的衝擊速度擊中目標。調整速度通過抬起頭部進行一段水平飛行來實現。末段最顯著的特徵是雷達區域相關制導系統開始工作。在一萬五千米高度上,再入器拋開頭部的防護罩,雷達天線開始掃描。雷達不斷從地面取回目標圖象,並與預先存入制導系統的目標區域參考圖象進行比較,確定位置誤差,發出適當的指令給舵面控制系統,修正彈道,使彈頭準確地擊中目標。
“潘興Ⅱ”飛彈的射程約為一千八百公里,比“潘興Ia”增加一倍以上。固體火箭發動機採用端羥基聚丁二稀作為推進劑。推進劑總共約五千四百公斤,其中第一級三千二百公斤,第二級二千二百公斤。
“潘興Ⅱ”飛彈可以攜帶一枚核彈頭。彈頭可以有三種起爆方式,即空中爆炸、地面爆炸或穿地爆炸。合理地選擇起爆方式,可以增加射程和精度,提高飛彈的戰鬥力。由於“潘興Ⅱ”飛彈具有很高的精度,作為一種戰術核武器,它不需要很高的爆炸力,一般為一至二萬噸級,也可使用四百公斤重的常規彈頭。根據不同的起爆方式,應該選擇不同的爆炸力。穿入地下爆炸彈頭,稱為穿地彈頭,其頭部裝有高強度合金鋼的外殼,能夠以很大的衝擊速度鑽入土層或混凝土層,在地下爆炸。它對於摧毀地下目標特別有效。在“潘興Ⅱ”飛彈的早期樣彈試驗中,穿地彈頭曾以每秒六百一十米的衝擊速度鑽入地下,結果彈頭並沒有變形,而僅僅有一些小的磨損。
由於“潘興Ⅱ”飛彈在末段採用雷達區域相關制導,其精度大為提高。該雷達系統最早曾在艦載直升飛機上進行過試驗,以後又在高性能有人駕駛飛機的俯衝飛行中試驗。實踐表明,它能夠達到所期望的精度。為了保證“潘興Ⅱ”飛彈的精度,從一九七七年十一月至一九七八年五月先後進行了五次樣彈飛行試驗。試驗結果是理想的,雖然目標處於地理上缺少特徵標誌的沙漠中,命中精度仍然很高,特別是一九七八年五月的一次試驗,命中點距目標僅二十五米,超過了軍方提出的精度要求。
“潘興Ⅱ”飛彈有很好的地面機動性和地面生存能力。它不需要固定的發射場。整個飛彈及其發射裝置可安裝在一輛運輸車上,運輸車由一輛福特M757型牽引車拖動。飛彈隨時可以發射。飛彈及發射裝置也可以由C-130運輸機或其他大型飛機空運,這就更增加了飛彈的機動性。
“潘興Ⅱ”飛彈的發射步驟簡單,飛彈從進入戒備狀態到發射,全部操作幾分鐘內即可完成。“潘興Ia”的操縱人員,能很容易轉成操作“潘興Ⅱ”。
制導方法
“潘興Ⅱ”飛彈使用慣性制導加雷達區域相關制導末段修正。
慣性制導是絕大多數地—地彈道式飛彈最常用的制導方式。它通過測量飛彈重心的加速度來確定飛彈的高度、速度等運動參數,控制飛彈的飛行軌跡,使得與預定的飛行軌跡相一致,而擊中目標。慣性制導的優點在於它是一種自主式制導,與外界沒有聯繫,既不發射也不接收無線電波,安全可靠,不受干擾。缺點是它要求控制系統有很高的精度,否則將產生較大的制導誤差,並且誤差是積累的,射程越遠,飛行時間越長,誤差就越大。
為了彌補慣性制導的這一缺點,在末段採用了雷達區域相關制導系統,大大提高了制導精度。
雷達區域相關制導的原理可參看封三。當再入器進入稠密大氣層而接近目標時,在約一萬五千米高度上,雷達開始工作,天線以每秒兩周的速度向目標區域掃描。雷達不斷送回目標區域的真實圖象,但這種圖象是模擬式的,經過數位化處理後,形成一個128×128單元的陣列,即可與參考圖象相關。
參考圖象通常依靠衛星偵察或其他偵察手段預先獲得,經過數位化處理而存於磁帶盒中。在飛彈發射前,將數位化的參考圖象輸入飛彈的“存儲器”中,形成比真實圖象大一倍尺度的256×256單元陣列。由於圖象都是數位化的,相關速度快,允許目標圖象迅速地改變,目標區域的自然地理特徵,如山脈、河流、運河等等,也都是有利於相關的。
對於一個目標,存儲器中一共有四個清晰度不同的參考圖象,相應於四個不同的高度域,當飛彈逼近目標的過程中,可以反覆進行相關。
當真實圖象與參考圖象進行相關時,可以採用兩種不同的搜尋速度:在比較不敏感的區域,可以迅速地對有興趣的點進行相關;而在敏感地區,則是仔細地逐點搜尋。因此節省了總的相關時間。相關結果給出位置誤差並送入計算機中,發出修正慣性制導系統的指令。
在四個高度域中的每一個,都要進行幾次相關過程。由於在四個高度上多次反覆地相關,便可能準確地將彈頭引導到目標上去。
如果目標區域有電子干擾,雖然可能會擋住或破壞一部分雷達圖象,但留下的部分仍可進行相關。因此這種制導系統有足夠的抗干擾能力。即使相關係統因為某種原因失靈,依靠慣性制導系統仍能引導再入器達到目標,但會降低精度。
“潘興Ⅱ”飛彈是使北大西洋國家戰術核武器現代化的一個新型號。它是在儘可能吸收了“潘興Ia”飛彈的技術成果的基礎上採用了先進的雷達區域相關制導技術改進而成的。西歐國家部署這種新式中程飛彈,是北約加強它在歐洲的核力量以抗衡蘇聯核優勢的重要措施。
連結:《中導條約》
1987年12月8日,美蘇首腦在華盛頓簽署了歷史上第一個銷毀核武器的國際條約——《蘇美兩國消除中程和中短程飛彈條約》,簡稱《中導條約》。
根據條約規定,在條約生效後3年內,蘇美兩國已部署和未部署的射程在500~5500公里的中程和中短程飛彈將全部銷毀,而且以後也不得試驗、生產和擁有這些武器。同時,與這些飛彈配套的各種設備和設施也都要銷毀。為保證條約的實施,允許雙方進行現場核查。
根據《中導條約》,前蘇聯應銷毀的飛彈數為1752枚(其中中導826枚,中短導926枚),美國應銷毀的飛彈數為859枚(其中中導689枚,中短導170枚)。其中不包括美國部署在西德的“潘興 ”ⅠA飛彈和前蘇聯已生產但尚未裝備的SSC-X-4陸射巡航飛彈(這些飛彈也在銷毀之列)。
在確定要銷毀的中程飛彈中,前蘇聯的主要型號為:SS-20飛彈650枚,SS-4飛彈170枚,SS-5飛彈6枚。美國的主要型號為:“潘興”Ⅱ號飛彈120枚,BGM-109G“戰斧”陸射巡航飛彈5 69枚。這些飛彈中,射程較大的有:SS-20為5000公里,SS-5為4100公里,SSC-X-4為3000公里,“戰斧”BGM-109G為2500公里。彈頭威力較大的為:SS-4和SS-5為1×100萬噸,SS-20 為3×15萬噸。命中精度最高的為:“潘興”Ⅱ號45米,“戰斧”BGM-109G為30~100米,SS -20為400米。裝備時間最短的為:SSC-X-4已生產尚未裝備,“潘興”Ⅱ和“戰斧”BGM-109 G均為1983年,SS-20為1977年。
在確定要銷毀的中短程飛彈中,前蘇聯為:SS-12飛彈,726枚;SS-23飛彈,200枚。美國只有一型,即“潘興”ⅠA飛彈,170枚。這些飛彈中,射程最大的依次為:SS-12,900公里; “潘興”ⅠA,740公里。彈頭威力最大的依次為“潘興”ⅠA,40萬噸;SS-12,20萬噸。命中精度CEP最小的為“潘興”ⅠA和SS-23,均為400米。裝備時間最短的為“潘興”ⅠA,1985年。
從上述銷毀方案可以看出:前蘇聯應銷毀的飛彈總數比美國多一倍,由於650枚SS-20飛彈每枚可攜3個分飛彈頭,所以應銷毀的彈頭數又多出幾百個,可見前蘇聯是做了某些讓步的。另外,蘇美中導談判從1981年10月開始,6年中“只聽樓梯響,不見人下來”,吵吵得挺凶,一個協定也沒達成。這一《中導條約》的簽訂,說明前蘇聯在三個原則性問題上作了重大讓步 :一是中導與SDI問題,前蘇聯原堅持一攬子談判,美國反對,結果還是沒涉及SDI;二是所謂“全球雙零點方案”,即美國要求前蘇聯把中導和中短導一枚不留,統統銷毀,雙雙削減為零。前蘇聯則希望保留亞洲部分用以威懾日本和中國的100枚SS-20飛彈,結果還是實現了 “雙零點方案”;三是現場核查問題,前蘇聯反對進行現場核查,在美國的堅持下,它不僅同意到飛彈基地,試驗、貯存、訓練和銷毀設施現場進行核查,還同意到SS-20生產工廠進行現場核查。
應該說,《中導條約》的簽訂是件好事,它雖然僅占美蘇核武庫總數的3~4%,但消除了歐洲和亞洲交界地區的核威懾,對今後遠程和洲際飛彈的談判奠定了基礎。當然,何時能就遠程、洲際和潛射彈道飛彈進行談判和銷毀,目前還是個謎。