LGM-30G彈道飛彈(代號:Minuteman Ⅲ,譯文:民兵/一分鐘人,又稱:民兵-3洲際飛彈),是美國裝備的一型陸基洲際彈道飛彈,也是美國現役的主要陸基戰略彈道飛彈。
LGM-30G彈道飛彈是美國第三代地地戰略核飛彈,是LGM-30F彈道飛彈(即民兵-2)的改進型號,是美國第一種帶分導式多彈頭並配置獨立多重重返大氣層載具的固體洲際彈道飛彈,具備突防能力強和打擊硬目標的能力,命中精度也有提高。
LGM-30G彈道飛彈是在20世紀60年代中至70年代初期發展的,1970年開始裝備美國空軍,1975年完成550枚的部署任務,1978年11月結束生產。截至2020年,是美國列裝的唯一陸基洲際彈道飛彈,計畫改進服役到2030年左右。
基本介紹
- 中文名稱:LGM-30G彈道飛彈
- 英文名稱:LGM-30G Ballistic Missile
- 前型/級:LGM-30F彈道飛彈
- 研製時間:1964年
- 服役時間:1970年
- 國家:美國
- 研製單位:波音航空航天公司
- 彈型:洲際彈道飛彈
發展沿革,建造沿革,服役歷程,技術特點,氣動結構,動力系統,攻擊能力,制控系統,生存能力,性能數據,服役動態,衍生型號,總體評價,
發展沿革
建造沿革
1964年,美國為突破蘇聯部署反導系統,開始對LGM-30G飛彈項目進行論證。
1966年春,LGM-30G飛彈開始全面研製,1968年8月16日進行了首次飛行試射。
1968年至1970年,LGM-30G飛彈共進行25次試射,其中成功17次,失敗8次。其中曾發生制導控制系統中的“微粒玷污”引發實驗失敗(共3次)。
服役歷程
1970年4月,LGM-30G飛彈開始裝備,1970年6月,LGM-30G飛彈正式開始服役。
1975年6月,美國完成550枚LGM-30G飛彈的部署。
1978年11月,LGM-30G飛彈結束生產,共生產840枚,最多時裝備550枚,總耗資約67億美元,其中研製費約為27.3億美元。早期的LGM-30G飛彈攜12A型重返大氣層載具與三顆當量350000噸的核彈頭有著相當先進的圓周公算偏差值。
1987年12月,美國空軍將50枚和平使者洲際彈道飛彈部署於華倫空軍基地,原本是LGM-30G飛彈的掩體中,存量減少14枚,部署情況為馬爾史東空軍基地50枚;米諾特空軍基地150枚;華倫空軍基地186枚;格蘭德福克斯空軍基地150枚。
2005年,美國空軍的LGM-118彈道飛彈(即“和平衛士”/MX彈道飛彈)全部退役,LGM-30G飛彈改進型成為美國僅有的陸基洲際彈道飛彈。
2011年,美國部署有450枚LGM-30G飛彈,攜帶500個彈頭。
技術特點
氣動結構
LGM-30G彈道飛彈主要由第一級、第二級、第三級、過渡段以及飛彈頭部組成。一、二級與LGM-30F彈道飛彈基本相同,第三級直徑較LGM-30F飛彈加粗至1.32米。飛彈頭部包括末助推級推進艙、制導艙、彈頭釋放倉、彈頭、突防裝置和整流罩。整流罩底部直徑1.32米,長2.7米,質量約65千克,在飛彈發射飛出大氣層後,藉助兩台助推小火箭與母艙分離。該飛彈最初採用MK-12型彈頭,後期改裝了具有打擊多目標能力的MK-12A型彈頭,布局更為合理,威力與命中精度也有明顯提高。LGM-30G飛彈與LGM-30F飛彈相比較 ,為提高核生存能力,整流罩材料使用了鈦合金,加厚了一、二級級間段的鋁蒙皮,同時還在鋁製結構處大幅增加了鈦製件。
動力系統
LGM-30G彈道飛彈動力裝置為三級固體火箭發動機,其中一、二子級動力系統與LGM-30F飛彈基本相同,主要區別在於引進一種新的第三節推進火箭。其中一級長度7.49米,箭體直徑1.67米,質量22.68噸,固體推進劑採用聚丁二烯丙烯腈/過氯酸銨/鋁粉,工作時間61.6秒;二級長度4.11米,箭體直徑1.32米,質量7.05噸,固體推進劑採用端羥基聚丁二烯/過氯酸銨/鋁粉,工作時間65.2秒;三級長度2.35米,箭體直徑1.32米,質量3.65噸,固體推進劑採用端羥基聚丁二烯/過氯酸銨/鋁粉,工作時間59.6秒。發動機採用潛入式固定單噴管設計,取代了四個單軸擺動噴管,噴管本體材料為7075-T73鋁合金。推力矢量控制採用過氯酸鍶液體噴射系統,在第三級前端裝有推力終止系統和一個新的燃氣旋轉控制系統。
LGM-30G彈道飛彈的後期推進系統有一具136千克推力的引擎以作前後的移動,另有6具10千克推力的引擎作左右的調整,還有4具8千克推力的引擎在表面噴射以維持旋轉。
攻擊能力
LGM-30G彈道飛彈每個母彈內裝有3枚子彈頭,裝載3枚MK12型子彈頭時,為3×175kt TNT當量,裝載3枚MK12A型子彈頭時,為3×335kt TNT當量。為提高突防能力,LGM-30G彈道飛彈相對於前代的改進措施有:加裝MK12分導式多彈頭,增加末助推控制系統,改進突防裝置,加固了飛彈結構和控制線路。2002年開始執行增強安全彈頭(SERV)計畫,用以取代MK12/W62彈頭和部分MK12A/W78彈頭。
制控系統
LGM-30G彈道飛彈制導與控制採用NS-20系統,主要由陀螺穩定平台、數字計算機、放大器組件、電子控制裝置和電池等部分組成。整套系統總質量約110千克,平均無故障時間9600小時。NS-20系統與LGM-30F飛彈的NS-17系統比較,計算機存儲容量增加近一倍,同時慣性元件精度也有明顯提高,用混合顯式制導取代了隱式制導,可按照目標來控制飛彈飛行,從而減少標定目標信息,增加計算機存貯目標數據的能力。NS-20系統還對各項系統誤差進行了修整補償,與末助推推進系統一起對主動端累積誤差進行修正,再加之使用了擾動自瞄準技術,能精確進行自動與保持瞄準,從而有效提高了飛彈的命中精度。LGM-30G彈道飛彈於1993年開始啟動制導更換計畫,研製NS-50新型制導控制系統代替NS-20,該系統與NS-20相似,保留原有的慣性測量裝置,主要替換了20世紀60年代製造的制導計算機,放大器以及電子控制系統等部件,並採用新的制導系統軟體。
LGM-30G彈道飛彈當在大約240千米的高空飛行時,母彈受到彈上計算機的控制,根據預先設定的程式開始進行微小位置和姿態調整,為釋放子彈做準備。當母彈調整合適後,沿軸向開始投放子彈。每投放一個子彈,母彈都進行調整,以便子彈更好的到達預定的落點位置。當所有子彈投放完畢後,母彈再入大氣層,進一步對地方防禦體系形成干擾。子彈頭在飛行期間,為避免出現翻滾和側滑等不穩定現象,採用旋轉穩定的方法,其旋轉速率約為2轉/秒。
生存能力
LGM-30G彈道飛彈在不同階段採取了不同加固措施以確保其生存能力,其對核環境考慮的因素為:(1)發射前:空氣衝擊波、核輻射、電磁脈衝、碎片(2)主動段灰塵、電磁脈衝、核輻射(3)自由飛行段:核輻射、電磁脈衝(4)再入段:核輻射、電磁脈衝、空氣衝擊波。對於飛行中的飛彈,重點防護核輻射(主要是X射線)電磁脈衝,對於相應的結構也要做適當的加固,具體來說有:(1)把原先採用鋁合金的頭部整流罩結構更換為鈦合金結構。(2)飛彈各級的電子組件及電纜都必須禁止x射線和電磁脈衝。(3)對第一、二級級間段的鋁合金門皮加厚。(4)在鋁合金電纜罩上增加一層鈦合金防護結構。(5)在比較敏感的部位(如推力終止機構)增設了一個鈦合金和鋁合金的禁止層。
LGM-30G飛彈的地下井進行了加固改裝,改進了飛彈懸掛系統,使用硼酸鹽混凝土加固發射井蓋,有效提高抗衝擊波以及抗輻射能力。同時井蓋縫隙處安裝碎片收集器,以防爆炸引起的碎石等異物落入井內。發射的指揮與通信系統中加入了衛星通信系統、緊急火箭通信系統和攻擊後指揮控制系統,大幅提高了實戰與生存能力。
性能數據
彈體參數 | LGM-30G飛彈 |
---|---|
彈長 | 約18.26米 |
彈徑 | 約1.67-1.88米 |
彈重 | 約34.5噸 |
戰鬥部 | 約1088千克 |
飛彈射程 | 約9800-13000千米 |
命中精度 | 圓機率差120米 |
制導方式 | 改良NS-20慣性平衡導引控制系統 或NS-50全慣性 |
推進系統 | 三級推進,固體燃料 |
發射方式 | 陸基地下井貯存熱發射 |
服役動態
1972年至1977年間,LGM-30G飛彈加裝了指令數據轉換系統,可將飛彈原先的攻擊目標轉換為未經貯存的新目標,大大提高了作戰的靈活性。同時也改進了NS-20制導系統,進一步提高了命中精度。
1975年,LGM-30G飛彈開始安裝的管制資迅緩衛系統,可使每枚飛彈在25/人·分鐘內重新設定。發射後亦可在波音E-4B空中指揮站上完成目標的重新設定。
1982年開始,美國繼續改良LGM-30G飛彈的精確度,並於1987年完成。它除確認了飛彈電腦中軟硬體所造成在準確度上的誤差外,按照要求完成在準確度是25%的改進。其它的改良稱為“一釘之距“計畫,改良了洲際彈道飛彈的發射與控制裝置。
1993年,美俄間簽訂了關於進一步削減與限制進攻性戰略武器的條約,LGM-30G飛彈於2003年1月前削減為500枚,同時拆除MK-12A型分導式多彈頭,重新改裝為MK-21型單彈頭。
2004年12月,諾斯羅普·格魯門公司從美國空軍獲得一項價值1.53億美元的繼續生產用於LGM-30G飛彈更新的制導系統契約,實施該飛彈制導系統更新計畫的目的,是要使該飛彈的使用壽命延長到2020年。
2008年5月,一個無人看守的LGM-30G飛彈地下發射井著火,最終多層保險系統阻止了井中的飛彈意外發射。
2010年10月,美國沃倫空軍基地50枚LGM-30G飛彈與指揮中心失聯45分鐘。
2011年7月,LGM-30G飛彈不載核彈試射,中途故障不得不自行炸毀。
2014年5月16日晚,一枚LGM-30G飛彈在一次診斷測試中出現故障,一名維修部門負責人第二天嘗試維修時,因沒有遵循操作手則,而導致飛彈損壞。
2017年2月8日到5月3日,LGM-30G飛彈進行了三次密集試射。
2018年8月2日,美國空軍發布聲明,由於技術故障,美軍中止了一次LGM-30G飛彈的飛行試驗,飛彈在太平洋上空自毀。
2020年2月5日,美國當地時間,由美國太空軍第30太空聯隊參與執行,從加利福尼亞州范登堡空軍基地成功發射了一枚LGM-30G飛彈,這是2020年美國陸基洲際飛彈進行的首次試射。
衍生型號
從20世紀90年代開始,美國實施了LGM-30G飛彈現代化改進計畫,旨在提高飛彈可靠性、可維護性和作戰效能,將服役壽命延長至2030年。這包括(1)制導系統更換計畫(GRP),(2)推進系統更換計畫(PRP),(3)末助推系統改進計畫(PSRE),(4)增強安全彈頭計畫(SERV),(5)快速執行與戰鬥瞄準(REACT)的延壽計畫,(6)GPS精確跟蹤計畫,(7)環境控制系統更換計畫(ECS),(8)固體火箭發動機工業基礎維護項目,經過推進、制導、末段助推和再入等改進,改進型LGM-30G飛彈的作戰性能得到全面提升。
此外,美國曾公布訊息,正在研發新型洲際彈道飛彈來取代“民兵”Ⅲ型飛彈,該項目代號為“陸基戰略威懾”(GBSD)。新型彈道飛彈被稱作“民兵”Ⅳ型,可能在2030年前列裝服役。
總體評價
民兵系列陸基洲際彈道飛彈最初用於在冷戰時期對蘇聯實施核遏制。LGM-30G彈道飛彈可以說代表了當時最先進的飛彈武器水平,而為了適應時代發展的需要,戰略飛彈現代化並不是去研製一種全新的飛彈型號,而是通過分系統現代化改建來提高武器系統性能。美軍通過在推進系統、彈頭、制導系統和發射等分系統上採用新的技術成果,全面提高現有型號或改進型號的打擊能力、突防能力、生存能力,延長使用壽命,增強可靠性和安全性(網易評)。
冷戰後,戰略核力量在美國國家安全戰略中的地位大不如前,類似於“民兵”這種重型核武器幾乎成為“雞肋”,其象徵意義遠大於實戰價值。與其浪費有限的資金來維持一個龐大無用的核體系,不如削減數量、提高質量。民兵-3彈道飛彈可以裝3個核彈頭,但目前450枚飛彈平均每枚只帶一個核彈頭,削減幅度達到60%以上。另一方面,相對於由常年游弋在深海的彈道飛彈核潛艇和高飛在空中的戰略轟炸機攜帶的海空基核飛彈,發射井坐標早已暴露的“民兵”,在對手同樣精準的核力量面前,生存能力和二次反擊能力都太弱了。美軍自嘲這種毫無機動能力的飛彈只有兩個用途:一是消滅對手;二是吸引對手的大部分洲際飛彈。因而,“民兵”在技術更新換代、預算、日常管理等方面都較為廢弛(中國軍網評)。
LGM-30G彈道飛彈1976年入役,雖然美國軍方從1998年開始陸續對該型飛彈的火箭發動機進行翻新,2005年後又對其彈頭和引導系統進行改造,2009年完成了全部飛彈發動機更新,但該型彈道飛彈服役期超過40年已經老舊,"續命”改裝效果值得懷疑。此外,隨著飛彈的老化,逐步出現設計時無法預料的部件失效、配合失靈等問題,早已超出飛彈自檢和發射前部隊檢測能夠發現的範圍,導致故障不斷(觀察者網評)。