LGM-30F彈道飛彈

LGM-30F彈道飛彈

LGM-30F彈道飛彈(英文:LGM-30F Blastic Missile,綽號:Minuteman 2,譯文:民兵2彈道飛彈,簡稱:民兵2飛彈),是20世紀60年代美國研製的第二代陸基洲際彈道飛彈。

LGM-30F彈道飛彈與LGM-30A/B飛彈(民兵1)相比,由於使用了先進的SR19-AJ-1型發動機和高比沖燃料,飛彈射程增加1600千米,達到11300千米。該型飛彈採用了半導體積體電路D-37C計算機和NS17慣性導航系統,提高了飛彈命中精度。

LGM-30F彈道飛彈於1962年開始研製,60年代中後期開始裝備美國空軍,部屬數量最多達500枚,曾是美國陸基戰略核力量中的一支重要力量。為了履行美俄《第二階段消減戰略武器條約》,美空軍從1991年開始將民兵2飛彈陸續從作戰地下井撤除,直至1998年才將其全部撤完移進倉庫。

基本介紹

  • 中文名稱:LGM-30F彈道飛彈
  • 英文名稱:LGM-30F Blastic Missile 
  • 前型/級:LGM-30A/B彈道飛彈
  • 次型/級:LGM-30G彈道飛彈
  • 國家:美國
  • 飛彈類型:洲際戰略彈道飛彈
  • 研製公司:波音航空公司
發展沿革,歷史背景,研製歷程,列裝入役,技術特點,總體設計,動力裝置,制導控制,彈頭裝置,性能數據,衍生型號,PLV火箭,反導靶彈,服役動態,退出現役,發射衛星,反導試驗,總體評價,

發展沿革

歷史背景

第二次世界大戰結束後,世界進入美國和蘇聯對抗的冷戰時期。從全面遏制蘇聯的戰略需求出發,美國陸續研製了七種型號洲際彈道飛彈。
美國XLGM-30A(民兵1)彈道飛彈試驗美國XLGM-30A(民兵1)彈道飛彈試驗
1954年至1962年,美國同時研製了丘辟特、雷神兩種中程飛彈,和宇宙神、大力神Ⅰ兩種液體燃料洲際飛彈,解決了戰略飛彈的有無問題。第一代液體飛彈的研製和試驗表明,飛彈的操作維護複雜,成本也高。因此,需要研製一種彈頭小、精度高、成本低、便於維護操作、而反應迅速的固體飛彈。
1958年,美國空軍開始預先重點研製和裝備固體燃料洲際飛彈LGM-30A/B(民兵1),以提高飛彈的實戰能力。
LGM-30A/B彈道飛彈研製成功後,美國總共部署了5個聯隊共800枚民兵1飛彈,全部取代了第一代液體飛彈飛彈。
由於民兵1飛彈是按照美國大規模報復戰略設計的,一枚飛彈只能瞄準兩個目標中的一個目標(第一批150枚飛彈只有瞄準一個目標的能力)。同時LGM-30A/B飛彈精度差,彈頭比威力低,地面系統的指令控制選擇能力弱。為了提高戰略威懾力量,美國啟動了LGM-30F彈道飛彈的研製計畫。

研製歷程

1961年,美國政府和軍方提出了靈活反應戰略,要求戰略飛彈在受到攻擊的情況下能適時有選擇地發射。
LGM-30F彈道飛彈發射試驗LGM-30F彈道飛彈發射試驗
1961年5月,美國軍方開始LGM-30F彈道飛彈的方案論證。
1962年7月,LGM-30F彈道飛彈正是開始研製。根據作戰需要,為使飛彈具備自動選擇目標的能力,重新設計了指令、控制和通信系統。新的系統總共加入了100種可能的作戰方案,每枚飛彈中裝定八個目標的數據,它可以按照程式攻擊其中的任何一個目標。其次,飛彈系統裝備了有可靠的指令、控制、通信系統和高精度的制導系統。從提高突防能力著眼,LGM-30F彈道飛彈縮小了彈頭的雷達反射面積,把彈頭外形做得更尖更長;另外飛彈增加了突防艙,艙內裝有誘餌和金屬箔條之類的突防裝置,來干擾對方的雷達。
1964年9月至1967年5月,LGM-30F彈道飛彈進行了研製性試飛,共發射51枚試驗彈(一說共試射54枚)。

列裝入役

1965年10月至1972年,美國軍方邊試射邊部屬,實際完成了LGM-30F彈道飛彈5枚的列裝入役,其中有8枚屬於緊急火箭通迅系統,部署於密蘇里州懷特曼空軍基地(Whiteman Air Force Base)。其它的部署有:蒙大拿州姆斯特朗空軍基地150枚;密蘇里州懷特曼空軍基地的150枚;南達科他州埃爾茲沃斯空軍基地150枚。
LGM-30F彈道飛彈發射井LGM-30F彈道飛彈發射井
1965年10月,LGM-30F彈道飛彈正式服役後,制導系統在地下井曾多次出現故障,作戰值班部隊一個月退回62套制導系統到工廠返修。
1966年12月至1967年10月,美國軍方執行“挽救民兵2計畫”後,才扭轉了系統故障頻發的被動局面。
1975年後,有50枚LGM-30F彈道飛彈被新型的LGM-30G彈道飛彈(民兵3)取代。
美國為研製LGM-30F彈道飛彈總計投資51.4億美元,平均飛彈單價為780萬美元(1984年美元幣值)。

技術特點

總體設計

LGM-30F彈道飛彈的總體布局基本上與LGM-30A/B彈道飛彈(民兵1)相同,其主要改進是加大了第二級,直徑從1.12米增至1.32米,長度從3.6米增至4.11米,裝藥量增加1.5噸,使得飛彈第一、第二和第三級的質量比最佳化。
LGM-30F彈道飛彈第一級裙部和一、二級級間段採用鋁蒙皮加隔框結構。連線制導控制艙和彈頭的連線段原用鋁製,質量為11.34千克。後改用鈹製造,質量減至4.63千克。

動力裝置

LGM-30F彈道飛彈三級全部採用固體火箭發動機。
LGM-30F彈道飛彈LGM-30F彈道飛彈
第一級發動機採用14%聚丁二烯丙烯晴/FCA固化劑,70%過氯酸銨和16%鋁粉,推進劑密度為1.76克/立方厘米,不再使用力學性能和重現性較差的聚丁二烯丙烯酸。殼體內壁絕熱層改用輕質碳纖維酚醛。第一級有4個噴管,每個質量約為90千克,採用多經石墨支撐的鎢喉襯,結構材料為鋼和二氧化矽/酚醛帶及石棉/酚醛帶。第一級發動機最大推力為930千牛,平均推力為821.5千牛,平均海平面比沖2316牛·秒/千克,真空比沖2626牛·秒/千克。
第二級發動機用端羧基聚丁二烯推進劑取代原來的聚氨酯,使比沖提高39~49牛·秒/千克,真空比沖達2824牛·秒/千克.用潛入式固定單噴管取代4個擺動噴管,噴管膨脹比增大到24.79。
第三級發動機與LGM-30B飛彈第三級用的基本相同,殼體材料為玻璃鋼,由80%玻璃纖維和20%環氧樹脂纏繞製成。前封頭上有4個反向推力孔。推進劑為複合改性雙基藥,由硝化纖維、硝化甘油、甘油三醋酸酯(增塑劑)、硝基二苯胺(穩定劑)過氯酸銨、苯間二酚和鋁粉組成。第一、第二、第三級發動機都採用帶安全保險裝置的小固體火箭作點火器。
LGM-30F彈道飛彈發動機總質量7.05噸,推進劑總質量6.24噸,質量比為0.886。

制導控制

LGM-30F彈道飛彈採用慣性制導系統,由平台、計算機、制導電子設備組成,代號NS-17。總質量(包括鎂合金截錐形殼段在內)共113千克,耗電900瓦。平均無故障時間6700小時。平台用鈹製造,同原鋁平台相比,提高了結構剛度。包括慣性儀表和電子組件在內,平台總質量31.75千克。平台上裝有2個G6B4雙軸動壓氣浮穩定陀螺和3個16PIGA-G擺式積分陀螺加速度計,精度比民兵1飛彈的高。G6B4陀螺的漂移率為0.01度/小時,加速度計的速度解析度為0.036米/秒。
LGM-30F彈道飛彈LGM-30F彈道飛彈
LGM-30F彈道飛彈研製型使用D37B計算機,作戰型採用抗核輻射加固的D37C型計算機。它們的元件都由電晶體改為積體電路,體積小、質量輕、容量大。

彈頭裝置

LGM-30F彈道飛彈改用阿芙柯公司的MK11B彈頭,底部直徑813毫米,長3290毫米,質量約725千克,威力為100~200萬TNT當量。MK11C彈頭是MK11B的抗電磁脈衝加固型,兩種彈頭採用更尖的尖錐-柱-裙外形,具有更小的雷達反射截面。防熱材料仍用高矽氧-酚醛、玻璃-酚醛增強塑膠。彈頭後部裝有箔條和誘餌的突防艙MK-1或MK-1A,提高了突防能力。

性能數據

LGM-30F彈道飛彈參考數據:
基本參數
彈長
17.60米
彈徑
1.7米(第一級)
裙部直徑
1.88米
起飛質量
33.10噸(31.75噸)
性能參數
有效載荷
726千克
最大射程
11300千米(12500千米)
命中精度
370米(CEP圓機率誤差)(560米)
飛行速度
24100千米/小時
飛行高度
1100千米
反應時間
60秒(32秒)
彈頭裝置
彈頭型號
W-56型彈頭一枚
彈頭威力
200萬噸TNT當量(120萬噸TNT當量)
彈頭載具
MK-11RV型重返大氣層突防艙
制導方式
NS-17慣性平衡導引控制系統全慣性制導
動力裝置
各級動力
M55E-1固體火箭發動機(第一級)
SR19-AJ-1固體火箭發動機(第二級)
M57A-1固體火箭發動機(第三級)
發動機推力
933千(第一級)
268千牛(第二級)
156千牛(第三級)
工作時間
60秒(第一級)
65.2秒(第二級)
60秒(第三級)
發射方式
地下井貯存、井下發射

衍生型號

PLV火箭

PLV運載火箭,是美國為充分利用退役的LGM-30F彈道飛彈,將該型飛彈的第一、二級與軌道科學公司的飛馬座XL火箭的第三、四級發動機組合,構成衛星發射用的混合運載火箭。混合火箭的最大有效載荷可達341千克,預定入射軌道為750千米圓軌道。每發火箭基本發射價格為1250~1350萬美元。
LGM-30F彈道飛彈在發射井LGM-30F彈道飛彈在發射井
PLV運載火箭使用退役飛彈發動機和新研製的火箭發動機組合成混合運載火箭的發展項目,由波音公司負責系統集成(LSI)頂層設計研究,洛克希德馬丁公司則作為製造商和主要集成商負責具體生產製造。
美國國防部認為,PLV運載火箭項目有可能成為一種可靠而有潛力的航天運載火箭,更重要的是貯備數量眾多的LGM-30F彈道飛彈各級發動機,可用於具有航天發射和彈道飛行雙重任務的軌道/亞軌道計畫而有發展前景。

反導靶彈

1996年開始,美國實施國家飛彈防禦系統(NMD)試驗。為了提高可靠性和降低成本,實驗用的靶標飛彈採用LGM-30F(民兵2)地對地洲際彈道飛彈。每次試驗時拆掉了核彈頭,換上了裝有遙感儀器和感測器的模擬彈頭作為靶標,還裝有一個不斷發射信號的假彈頭,誘使攔截器上當,以檢驗攔截飛彈識別真假目標的能力。

服役動態

退出現役

1991年,根據美國和蘇聯簽署的削減和限制進攻性戰略武器條約,LGM-30F彈道飛彈逐步脫離警戒值班狀態,南達科他州埃爾茲沃斯空軍基地的150枚飛彈換裝為LGM-30G彈道飛彈。
1997年底,全部LGM-30F彈道飛彈撤除地下發射井。
2008年,全部LGM-30F彈道飛彈正式退役。

發射衛星

截至2000年,美國軍方還存有350多枚LGM-30F彈道飛彈。通過“PLV運載火箭”項目,可以使用該型飛彈運載美國政府和各部門的空間發射有效載荷。但每次發射任務的有效載荷須獲得美國國防報批准。
2000年1月26日,美國空軍在加利福尼亞州范登堡空軍基地成功試射一枚以民兵2飛彈與飛馬座XL火箭相結合的PLV運載火箭,將一顆小型衛星按計畫送入了預定軌道,使退役的LGM-30F彈道飛彈在軍轉民領域邁出了第一步,獲得了新的使用價值。

反導試驗

2002年3月15日,美國“國家飛彈防禦”(NMD)系統進行了第六次飛彈攔截試驗,從加利福尼亞州范登堡空軍基地發射了一枚改進型LGM-30F彈道飛彈,該彈帶有模擬核彈頭和氣球誘餌。當晚9時32分,一枚地基攔截飛彈從加州以西2880千米、距范登堡7680千米的南太平洋馬紹爾群島夸賈林飛彈靶場發射升空,以24000千米/小時的飛行速度對LGM-30F彈道飛彈實施攔截。飛行9分鐘後,攔截飛彈在太平洋上空225千米的大氣層直接擊中來襲飛彈,利用高速撞擊產生的巨大動能使目標炸毀。
LGM-30F改型反導試驗靶彈LGM-30F改型反導試驗靶彈
2002年12月11日,美國“國家飛彈防禦”(NMD)系統進行了第八次飛彈攔截試驗。一枚改進型LGM-30F彈道飛彈攜帶模擬彈頭和3個氣球誘餌發射升空。20分鐘後,一枚陸基攔截飛彈從夸賈林飛彈靶場發射升空,以24100千米/小時的飛行速度對LGM-30F飛彈實施攔截。LGM-30F彈道飛彈釋放了模擬彈頭,其誘餌氣球也完全成為一個長2米左右的完整氣球。按試驗預想,地基攔截飛彈進入“民兵2”飛彈220千米高度的飛行彈道,分離非核外大氣層動能殺傷攔截器EKV,在“民兵2”飛彈發射約30分鐘後,EKV在太平洋上空220千米的高度,以5千米/秒的速度撞擊來襲彈頭,將其擊毀。但由於EKV未能與第二級助推器脫離,故動能攔截器沒有擊中目標。

總體評價

LGM-30F彈道飛彈(民兵2)是美國在LGM-30A/B飛彈(民兵1)的基礎上改進而成的,有很高的繼承性和通用性,主要通過更換新的第二級發動機、新彈頭以及廣泛採用微電子技術,使作飛彈的戰能力大幅度提高。(《世界飛彈大全第三版》評)
LGM-30F彈道飛彈發射井示意圖LGM-30F彈道飛彈發射井示意圖

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