LGM-118彈道飛彈

LGM-118彈道飛彈

LGM-118彈道飛彈(英文:LGM-118 Blastic Missile,綽號:Peacekeeper,譯文:和平衛士;又稱:Missile-eXperimental,譯文:MX彈道飛彈;亦曾稱為:LGM-118A/MGM-118A彈道飛彈,原名:先進洲際彈道飛彈(AICBM)),是20世紀70年代美國研製的一型固體燃料洲際彈道飛彈

LGM-118彈道飛彈是美國為取代LGM-30G彈道飛彈(民兵3)而研發的第四代陸基洲際彈道飛彈,該飛彈總體採用四級飛彈結構,前三級為固體燃料推進劑,第四級為液體燃料推進劑。飛彈可攜帶10個MK21分導式彈頭,射程11000千米,圓機率誤差為90-120米。

LGM-118彈道飛彈於1973年開始預研,1979年進入工程研製階段,1983年6月首次飛行試驗,1986年12月正式服役,曾被部署50枚。1993年美俄關於進一步削減和限制進攻性戰略武器條約簽署生效後,美國逐步撤裝該型飛彈。2005年最後一枚LGM-118彈道飛彈退出現役。

基本介紹

  • 中文名稱:LGM-118彈道飛彈
  • 英文名稱:LGM-118 Blastic Missile 
  • 前型/級:LGM-30G彈道飛彈
  • 次型/級:LGM134A彈道飛彈
  • 研製時間:1973~1986年 
  • 服役時間:1986年12月
  • 國家:美國
  • 飛彈類型:戰略洲際彈道飛彈
  • 飛彈綽號:和平衛士/MX彈道飛彈 
  • 首飛時間:1983年6月17日 
  • 部署數量:50枚
  • 後續情況:2005年全部退役
發展沿革,歷史背景,研製歷程,技術特點,總體設計,動力裝置,制導控制,彈頭裝置,性能數據,服役動態,發射試驗,列裝部署,機動構想,退出現役,總體評價,

發展沿革

歷史背景

1966年,美國空軍開始研究LGM-30民兵洲際彈道飛彈的後繼型號。1966年4月,新洲際彈道飛彈研製計畫正式啟動,賦予飛彈武器系統名稱為120A-AICBM(英文原文:Advanced Intercontinental Ballistic Missile,譯文:先進洲際彈道飛彈),同年7月指定確定新飛彈編號為BGM-75A彈道飛彈。BGM-75被設計為一種大型固體火箭發動機飛彈,在獨立再入飛行器中有10~20枚核彈頭。飛彈將部署在加固的地下發射井或移動火車上。
美國LGM-30G彈道飛彈(民兵3)美國LGM-30G彈道飛彈(民兵3)
1967年,AICBM計畫沒有得到美國國防部長的批准而被取消。
根據20世紀70年代初美國核戰略研究認為,研製新型LGM-118飛彈飛彈對於全面推行美國政府關於遏制蘇聯的國家戰略是至關重要的。LGM-118飛彈的那種迅速打擊軍事力量的潛力具有實現“靈活反應”戰略方案所需要的特性,而靈活反應則是美國戰略最本質的特點。在美國已有的戰略武器系統中,LGM-118飛彈具有很高的精度和快速反應能力,能使蘇聯最堅固、最有威脅性的核力量以及其有關控制設施立即處於危險之中,儘管蘇聯這類目標的加固強度大多已超過原有的水平。從作戰的角度分析,LGM-118飛彈使美國具有在戰爭最階段挫敗蘇聯核攻擊的能力,並能在很大程度上使蘇聯喪失對第一次打擊獲得成功的信心。正式在此背景下,LGM-118彈道飛彈研製重新啟動。

研製歷程

1972年,美國戰略空軍司令部重新提出研製LGM-30彈道飛彈(民兵3)的後繼型號,希望擁有一種可摧毀多個硬目標、生存能力強且命中精度高的新型飛彈,以確保在20世紀80年代的核優勢。該項洲際彈道飛彈研發計畫,移動MX彈道飛彈(即後來的LGM-118和平衛士)。美國空軍與錫奧科爾公司簽訂契約論證飛彈發動機部件。
1973年,該計畫被正式命名為“LGM-118彈道飛彈計畫”,成立LGM-118彈道飛彈計畫局,主要任務為研究新型洲際彈道飛彈所需的關鍵技術。
1979年6月,時任美國總統卡特批准項目進入全面研製階段。同年9月,確定了整個武器系統的研製方向,開始了全面研製工作。
1982年9月,LGM-118飛彈推進系統的飛行驗證試驗完成。
1983年6月,LGM-118飛彈首次飛行試驗完成。
1984年,LGM-118彈道飛彈項目轉入全面研製與生產階段。
1985年8月,LGM-118彈道飛彈首次從地下井內成功發射,是該飛彈的第九次飛行試驗成功。
1986年9月,美國沃倫空軍基地部署第一枚LGM-118彈道飛彈。同年12月,LGM-118彈道飛彈開始裝備部隊,具有了初始作戰能力(亦曾有資料將該飛彈稱為LGM-118A彈道飛彈)。
截至1993年,50枚LGM-118彈道飛彈完成全面部署。但由於同年美國與俄羅斯達成《關於進一步削減和限制進攻性戰略武器的協定》,LGM-118彈道飛彈從2002年起逐步撤裝。
2005年9月19日,最後一枚LGM-118彈道飛彈正式退役。

技術特點

總體設計

LGM-118彈道飛彈包括頭部、整流罩、釋放艙和彈體。整流罩由三段圓錐殼體組成,既能適合彈體的大直徑和容納10個子彈頭,又能使飛彈長度縮短、質量減小。釋放艙外形呈圓柱形,直徑與彈體相同,起承載和釋放子彈頭的作用。子彈頭為10個MK21分導多彈頭,放在釋放艙上面的整流罩內。飛彈彈體呈圓柱形,由四級組成,其中前三級為固體燃料助推級,第四級為液體燃料末助推級。全彈除整流罩外,外表面均包覆一層防護層,用於在發射期間保護飛彈不受塵埃、碎片、核輻射的浸蝕和破壞。
LGM-118彈道飛彈發射井示意圖LGM-118彈道飛彈發射井示意圖
LGM-118彈道飛彈整個彈體平時裝在發射筒內,可從地下井或機動發射車進行冷發射。由於研製過程中採用了一系列減輕結構質量的措施,LGM-118彈道飛彈的投擲質量約是“民兵”飛彈的4倍,而起飛質量僅比後者多出約1.5倍。

動力裝置

LGM-118彈道飛彈所有三級固體火箭發動機的殼體均由輕質高強度的“凱夫拉”纖維製成,由於殼體的重量輕,強度大,從而可提高推進劑質量比和燃燒室壓力。推進劑重量與發動機總重之比達到0.92以上,一、二級發動機的燃燒室壓力分別高達每平方厘米98.4千克和84千克,進而提高了發動機效率。
LGM118飛彈機構設計示意圖LGM118飛彈機構設計示意圖
飛彈二級發動機的推進劑採用當前綜合性能最佳的端經基聚丁二烯複合推進劑(HTPE)。第三級發動機採用能量和力學性能更佳的硝酸酷增塑聚醚〔NEPE)推進劑。二、三級發動機還採用了可延伸噴管,既縮短了發動機長度,以使二、三級發動機的總衝量分別增加2.38%和5.7%。所有三級發動機噴管的喉部和入口段均用整體三維碳/碳複合材料製成,結構簡單而且耐燒蝕。三級發動機的推力向量控制的執行機構全都採用燃氣渦輪液壓作動系統。
飛彈第四級(又稱末助推段)的作用是在第三級分離後,用來調整釋放艙的姿態和釋放子彈頭。它是在“民兵3”彈道飛彈末助推級基礎上改進而成的。第四級里裝有一台小型軸向主發動機、8台小型姿控發動機和制導系統,總重約1350千克,外殼由鋁合金製成,外面有一層鋼網石英布核輻射防護層。軸向主發動機用來產生軸向推力,8台姿控發動機中2台用於俯仰控制,2台用於偏航控制,4台用於滾動控制.這些發動機均用鉑合金製成。推進劑為四氧化二氮和一甲基腆,重760千克,分別裝在兩個鋁製貯箱內,利用高壓氦氣擠壓貯箱內的金屬薄膜,將推進劑壓入燃燒室。該發動機能多次啟動,以逐個釋放子彈頭。各彈頭落點間的最大散布距離縱向可達1600千米,橫向可達800千米。

制導控制

LGM-118彈道飛彈的制導系統由慣性測量裝置、電子與計算機組件、飛彈火工品解保開關、電源、飛行冷卻劑貯箱等組成,總重約216千克。這些組件裝在一個抽屜式機匣里放在第四級的一個艙口內,便於快速更換,並可簡化核輻射禁止的設計。
LGM-118彈道飛彈高級慣性參考球LGM-118彈道飛彈高級慣性參考球
慣性測量裝置採用高級慣性基準球,其實際上是一種浮球平台,結構比較複雜,總重約52千克。球體本身由整塊鉑經400多道工序加工而成,強度大,重量輕,大小同籃球差不多。球體靠氟里昂液體懸浮在由兩個半球形不鏽鋼薄殼內,提供了“無振”和“恆溫”的理想環境,並能全姿態工作。在浮球三個垂直軸的6個儀表腔內分別裝有3個高精度陀螺和3個比力積分接收器。陀螺轉子採用氫氣軸承,由於改進了熱量及質量的平衡,使陀螺的漂移率減小了一個數量級,並採取了抗核加固措施。比力積分接收器是“民兵3”飛彈的擺式積分加速度表的改進型,精度提高了一個數量級。
制導控制系統共有4500塊中規模積體電路,其中一半用於飛行彈道計算,另一半用於飛行控制任務。制導計算機是一種抗核加固的隨機存取數字計算機,重約63千克,計算速度為1.85萬次/秒,是“民兵3”彈載計算機的5~6倍,其電路加固程度也比“民兵3”計算機高一個數量級。(一說,彈載計算機運算速度為18.5萬次/秒)。
浮球平台具有自主校準和對準能力,制導系統還能通過計算機進行誤差補償。

彈頭裝置

LGM-118彈道飛彈的彈頭再入系統,包括整流罩、釋放艙和彈頭三部分,長4.4米,重約2250千克。整流罩用於在助推段飛行時保護彈頭,以防自然環境和核環境的影響。它由三段不同錐度的鈦合金錐殼用電子束焊接而成,重約340千克,端頭由鉻鎳鐵合金製成。整流罩在第三級發動機工作後不久,大約在100千米高空、加速度為4.59時,靠裝在端頭的小火箭拋掉。
該飛彈釋放艙用於支承和釋放彈頭,其形狀象一個輪盤,中間有一個大輪毅同9根輻條相連,以增加結構強度。在每一輻條上裝有一個彈頭,另一個彈頭裝在中間。彈頭用三個爆炸螺栓固定。當三個爆炸螺栓同時引爆時,彈頭即被軟釋放,釋放艙連同第四級一起後退,然後,彈頭上的兩個小火箭點火,使彈頭旋轉以保持穩定。接著,第四級的軸向主發動機點火,使釋放艙運動到另一位置,釋放第二個彈頭。如此反覆進行,直到所有彈頭都釋放完為止。在中心輪毅上裝有一個電子組件,用以將制導控制系統的信號傳給彈頭。它由信號分配器、保險/解保裝置、目標裝定器及彈頭程式器等組成。
LGM-118彈道飛彈彈頭代號為MK21,外形為一細長錐體,長1.75米。底部直徑0.55米,端頭半徑36毫米,半錐角8.2度。它由再入防熱殼體(MK21)、旋轉穩定系統、解保及引信系統、天線和微電子器件等組成。MK21的端頭由細編碳/碳織物製成。殼體結構材料為鋁合金,外部防熱材料為碳/酚醛。彈頭內置W87型核彈頭的原設計最大威力為50萬噸TNT當量,根據美國國防部要求,為節省裂變材料,調減為30萬噸TNT當量。MK21的抗粒子云浸蝕性能和抗核電磁脈衝能力均有所改進。W87型核彈頭能更有效地利用核材料,並採用了純感高能炸藥和先進的保險裝置,比較安全。此外,還採用了新的彈道長度引信,不容易被干擾。
W87型核彈頭,有五種不同起爆方式可供發射前根據任務要求選擇裝定:高空爆炸、中等高度空爆、低高度空爆、近地面爆炸及地面接觸爆炸。W87型核彈頭的五種不同的起爆方式,採用了“安全”的核彈頭設計,能抗衝擊和高溫。在LGM-118彈道飛彈退役後,W87型核彈頭被用於LGM-30G彈道飛彈(民兵3)。
LGM-118(和平衛士)彈道飛彈總體布局示意圖LGM-118(和平衛士)彈道飛彈總體布局示意圖

性能數據

LGM-118彈道飛彈參考數據:
基本參數
彈長
21.6米
彈徑
2.34米
起飛質量
88.452噸
性能參數
有效載荷
3.6噸
最大射程
11100千米
命中精度
90~120米(CEP圓機率誤差)
彈頭裝置
彈頭型號
10個MK21/W87子彈頭
彈頭質量
194千克(1個子彈頭)
彈頭威力
10枚30~47.5萬噸TNT當量當量
制導方式
慣性制導(高級慣性參考球)
動力裝置
各級動力
固體火箭發動機(前三級)液體火箭發動機(第四級)
推進劑
端羥基聚丁二烯(一、二級)硝酸酯增塑聚醚複合藥柱(三級)
四氧化二氮和一甲基肼(末助推級)
發動機推力
2237千牛(一級真空推力)
1332.8千牛(二級)
343千牛(三級)
工作時間
75秒(一級)
55秒(二級)
60秒(三級)
發射方式
地下井貯存、井下發射

服役動態

發射試驗

  • 飛行試驗
LGM118彈道飛彈試驗情況
試驗彈號
試驗日期
發射平台
飛行(分鐘)
射程(千米)
備註
1
1983.6.17
發射台
30
7597
基本成功
2
1983.10.14
發射台
30
7597
成功
3
1983.12.20
發射台
30
8894
基本成功
4
1984.3.30
發射台
30
6598
成功
5
1984.6.8
發射台
30
6598
成功
6
1984.10.1
發射台
30
6598
基本成功
7
1985.2.1
發射台
30
6598
成功
8
1985.6.3
發射台
30
6598
成功
9
1985.8.23
地下井
30
6598
成功
10
1985.11.13
地下井
30
7724
成功
11
1986.3.7
30
6598
成功
12
1986.5.21
6437
成功
13
1986.8.23
成功
14
1986.9.18
6759
成功
15
1986.12.5
地下井
6759
發射成功
16
1987.2.13
地下井
7585
發射成功
17
1987.3.21
范登堡空軍基地
7585
發射成功
18
1989.3.19
范登堡空軍基地
7585
發射成功
19
1989.9.14
范登堡空軍基地
失敗
  • 事故情況
LGM-118彈道飛彈事故情況
時間
故障簡述
1981.6
可延伸噴管故障
1982.2.11
地下井內爆炸,致4人死亡
1982.11.17
二級發動機殼體損壞
1983.6.17
噴管出口錐未完全展開
1983.10.14
計畫回收一子級,因海浪較大,沉入海底
1983.12.20
4枚子彈頭未投放
1984.10.1
子彈頭飛躍目標區
1988.6
地下井內損壞
1988.12.5
兩個子彈頭未釋放
1989.9.14
三子級在開始工作後中斷飛行
2004年7月21日,一枚沒有裝備彈頭的LGM-118(和平衛士)洲際彈道飛彈在美國太平洋時間21日凌晨1時左右從范登堡空軍基地成功發射。此次發射的飛彈攜帶有8個未加武裝的再入飛行器,這些飛行器大約飛行了4800英里到達位於里根試驗場的預定目標。

列裝部署

1987年,根據美國軍方要求,計畫部署50枚LGM-118彈道飛彈來取代民兵3飛彈,並使用其掩體。該年年底已有14枚完成在華倫基地上的部署。根據時任國防部長溫伯格所提出的幾項可行計畫,里根政府計畫再取得另外50枚飛彈的授權。
LGM-118彈道飛彈井內部署LGM-118彈道飛彈井內部署

機動構想

1991年,美國對已經部署在民兵3彈道飛彈地下發射井中的50枚LGM-118彈道飛彈,計畫耗資200億美元,從1992年開始改成鐵路機動部署方式,原來預計1994年具備作戰能力。如該計畫實現,LGM-118飛彈就成為美國第一種機動發射的洲際彈道飛彈。對計畫移動部署的LGM-118彈道飛彈,美國軍方曾採用MGM-118A彈道飛彈的編號。
LGM-118彈道飛彈機動部署LGM-118彈道飛彈機動部署
MGM-118A彈道飛彈的鐵路機動部署方式採用待機陣地的布局。平時,裝載飛彈的列車隱藏在待機陣地的掩體(陣地上建有四個並排的掩體)內,並隨時處於戒備狀態。待機陣地將建在美國空軍的七個基地上,50枚飛彈分別裝在25列火車上,每列火車裝載2枚飛彈。當形勢緊張或出現非正常的軍事活動徵兆時,飛彈發射列車接到戰略預警命令後,立即從七個基地以平均時速48千米的速度(最大時速可達80千米)開出,12小時後,25列火車可疏散在11萬千米的鐵路線的任何位置上。如果這些列車遭到蘇聯150枚各攜帶10個彈頭的SS-18洲際彈道飛彈的攻擊,MGM-118A彈道飛彈的生存機率仍可達90%。若來不及疏散,只要打開車廂頂蓋,也可以在待機陣地發射飛彈。由於美國後來取消機動部署彈道飛彈計畫,所以MGM-118A飛彈並未投入生產。

退出現役

LGM-118彈道飛彈從部署起,就是為美國“確保相互摧毀”的核威懾戰略服務的。按照美方觀察,正是LGM-118飛彈系統的這種核威懾作用在一定程度上推動了冷戰的結束。這種核威攝促成了當時美蘇間的“核平衡”,使得數十年中沒有爆發核危機與核戰爭,LGM-118飛彈的“和平衛士”也正因此得名。美軍認為確實應當銷毀這些“和平衛士”,而這些核飛彈的銷毀本身也恰恰證明了其核威懾作用的勝利。
LGM-118彈道飛彈發射LGM-118彈道飛彈發射
2001年,美國政府決定調整美國的核戰略,在保證本國及盟國安全的前提下,把核武器數量由約6000枚削減為1700~2200枚之間。
2002年10月,美空軍開始執行這項為期3年的消減計畫,地處懷俄明州的50枚陸基LGM-118彈道飛彈也在削減之列。因為維持LGM-118飛彈系統費用龐大。據估計,這50枚LGM-118飛彈退出服役將為美空軍從2005~2010年內節省6億多美元經費。
2002年10月3日,美國現役的50枚LGM118彈道飛彈正式開始退出現役。值得注意的是,美國只是將LGM-118彈道飛彈退出現役.並未說明其最終去向,而美國國防部在2004年2月公布的《未來戰略打擊力量》報告中,建議將退役的LGM-118彈道飛彈換裝常規彈頭,作為未來戰略打擊力量保存下來。外界估計退役的LGM-118“和平衛士”飛彈很可能只是原裝封存以備後用,也就是說隨時可能再次服役。

總體評價

LGM-118彈道飛彈作為“民兵-3”飛彈的替代型號,其性能有明顯提升,具有投擲質量大、起飛質量小、精度高、儀器可靠性高、維護修理方便等特點。
LGM-118彈道飛彈發射試驗LGM-118彈道飛彈發射試驗
投擲重量大
LGM-118飛彈的總重量約為“民兵3”飛彈的2.5倍。而投擲重量約為4倍,表明該飛彈的總體設計和技術水平比“民兵3”飛彈高。
彈頭數量多,彈頭威力大
LGM-118飛彈可帶10個分導式彈頭,而“民兵3”飛彈只有3個彈頭,每個彈頭的威力最大可達50萬噸TNT當量。
命中精度高
LGM-118飛彈的命中精度約比“民兵3”飛彈高1倍,是當前世界上命中精度最高的洲際彈道飛彈,大大提高了摧毀硬目標的能力。
LGM-118彈道飛彈發射LGM-118彈道飛彈發射
生存能力較強
為提高生存能力,LGM-118飛彈原計畫採用機動部署方式,由於費用、環境影響等多種原因,後來放棄了機動方案,仍採用地下井部署。但對地下井作了進一步加固,抗衝擊波超壓能力由每平方厘米140千克提高到350千克。
採用冷發射技術
LGM-118飛彈先利用燃氣-蒸汽從發射筒彈出,然後第一級發動機點火。冷發射不僅可使飛彈獲得一個初始速度,而且還可避免發射井被燒壞。
LGM-118彈道飛彈的高性能是大量採用先進技術的結果。該飛彈具有打擊硬(點)目標能力,是世界上精度最高的洲際飛彈。(“中國青年網”、《世界飛彈大全第三版》《航天》評)

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