美国“未来陆基战略威慑系统”

文/李 梅   2017-07-07 00:33:31

◎国外画家笔下的“民兵”3导弹发射场景

◎“民兵”3导弹夜间试验发射场景美国在本世纪初制定了“民兵”3现代化改进计划,使该导弹服役期可延长至2030年。为了维系此后的战略威慑能力,美国在2011年启动了未来“陆基战略威慑系统”(GBSD)计划。它是美国未来唯一的陆基战略导弹系统,将全面替代“民兵”3导弹,被外界称为“民兵”4导弹计划。

2013年1月,美空军核武器研究中心公开招标,旨在研究“2025-2075年间陆基战略威慑方案”,涉及技术、进度、成本和可行性分析。随后开始了“备选方案分析”工作,并在2015年前完成。

美国詹姆斯·马丁核不扩散研究中心在2014年1月的《万亿美元打造“三位一体”核力量——美国未来30年战略核力量现代化》报告中称,近年美国每年为陆基洲际导弹系统投入约17~19亿美元,如果决定研制新型陆基洲际导弹,那么每年该方面投入将提升至50亿美元左右。该智库以MX和“侏儒”洲际导弹项目的投资为参考做出评估认为,如果新型陆基洲际导弹部署400枚左右,总投入约为200亿~ 700亿美元。

方案分析

备选方案 美空军在工业部门就推进系统、制导技术、地面设备、核武器指控和通信、再入系统、开放式系统架构(即模块化技术)等六方面进行调研后提出“备选方案分析”,主要包括三种发展构想。这三种构想又可以具体分为五个方案:一是维持现有“民兵”3及其发射井系统,而不进行大改;二是继续采用固定发射方案,使用现有发射井,但对“民兵”3进行现代化改进;三是采用新的固定发射方案,研制一种全新的洲际导弹,替换所有“民兵”3,同时使用“超级加固”的发射井;四是机动发射方案,研制一种新型洲际导弹,采用运输-起竖发射车发射;五是隧道发射方案,这可能需要研制新的导弹。

对这几个方案的内部论证持续多年。从目前情况看,美国最终决定采用第二和第三种相结合的方案,即研制全新的井基型导弹系统,并采用全新的飞行系统和指控系统。美国初步计划2034财年完成新系统的部署,替换2030年后逐步退役的“民兵”3。

方案分析 第二和第三种相结合的方案已成为讨论重点。从目前情况看,新方案采用的技术包括:一是先进的推进系统,包括备选推进剂和壳体材料,以及重新设计喷管结构和控制系统,推进剂老化和状态的自动监测技术;二是采用新型惯性测量装置、新型加速度计,提高制导系统的易维护性和平均无故障时间;三是采用新的发射支持技术,提高发射设备加固程度和安全性,降低成本;四是提高指控和通信系统信息化程度,改进发射控制系统效能和应急指挥控制能力;五是改进分导式多弹头的能力,提高轨道修正适应性和材料性能。

可以看出,美国未来战略导弹系统在基本作战效能上并无实质性改进,但在实用性和技术性能上将更上一个台阶,而资金投入将成为该计划的关键。

◎“民兵”系列战略导弹外形尺寸比较

◎美国迈诺特空军基地的“民兵”3导弹地下发射控制设施,每一个这样的设施负责控制10枚“民兵”3,但实战时如必要可负责控制150枚“民兵”3

◎这是“民兵”2导弹的紧急通信系统,“民兵”3导弹很多部件采用的技术也已落后于时代发展特点美空军要求“陆基战略威慑系统”寿命大于50年,其必须具备灵活性、适应性和经济可负担性,将模块化作为重点。

发展与维护的成本大幅降低 美军多名官员表示,经济可承受性是新导弹设计时应优先考虑的问题,并且这可能是影响美空军确定哪种方案的核心要素,因为虽然政府宣称将提高战略威慑能力,但是国防预算仍处于紧缩态势。

美国空军在“陆基战略威慑系统”各分系统的要求中都提出降低单元成本,提高维护性,减少长期开支。例如,“陆基战略威慑系统”导弹可能使用固态制导技术。首先,相对于“民兵”3目前使用的机械制导技术,固态制导系统的寿命更长。目前基本上每3年需要更换“民兵”3的制导系统,但是固态制导系统寿命有望达到20年,期间基本不需维修;其次,固态惯性测量单元能有效降低成本,目前“民兵”3导弹机械制导系统单价为250万美元,而新型固态制导系统单价仅80万美元;最后,固态制导系统将大幅提高命中精度。单枚核弹头即可摧毁对方硬目标,而不必采取弹幕式核打击,大幅降低弹药需求量。

基础设施安全性得到改进 由于新的“陆基战略威慑系统”将利用现有的基础设施,而现有“民兵”3导弹基础设施建设于50年前,并且至今为止未对该设施的状态与生存能力进行过评估,因此无法验证该设施能否持续工作到2075年。为确保安全性,美国计划对其进行适当的更新,同时精简发射控制中心和发射设施,以提高安全维护性。美空军要求对“民兵”3发射控制系统进行评估,于2022年开始基础设施的重建。◎“民兵”3导弹向发射井内装填

◎“民兵”3导弹发射井

◎保卫人员巡视“民兵”3导弹发射井

◎“民兵”3导弹地下发射控制中心的8吨防爆门

◎美国空军认为战略导弹采用发射井方式有足够的安全性,而且费用远低于机动型导弹

指控与保障系统信息化 美国空军认为,由于当前工业化技术基础已经超越了现役“民兵”3指控系统的技术,因此必须研制新型指控系统。新系统被要求进一步提高稳定性,降低寿命周期成本,同时满足严格的核安控和网络安全需求。为与未来“陆基战略威慑系统”相适应,还需更新或替换指控、电力、环境、运输和装卸等支持设备。改进后的指控系统和地面设备能灵活地监控和指挥核部队,以及在授权后动用核部队。此外还会扩展网络传输途径,新型一体化指挥中心将能获取导弹操作、武器系统状态等信息。指控与保障系统的信息化程度将大幅提高。

发展动因

现有系统老化且数量不足 目前,美国仅部署了“民兵”3这一种陆基洲际弹道导弹,该导弹自20世纪70年代装备以来已服役四十余年。经多次改进后,该导弹集成了先进制导、指控和瞄准等技术。但是也应该看到,虽然改进后的“民兵”3被认为几乎是全新的导弹,但是其关键部件还是严重老化,特别是原有的主要部件生产线也已经老化,生产工艺也已经落后,如果翻新改进仍需要投入较大资金。如果发展“陆基战略威慑系统”,在美国目前大力发展核力量的时期可以争取到更多经费和关注,从而改变之前经济紧缩带来的原“民兵”3改造引发的资金争议。

◎“民兵”导弹发射时需两个控制台同时拧动钥匙,两个控制台相距10米以根除单人发动核攻击的可能性,右图为控制台特写

◎“民兵”3导弹的维护工作量不断加大,较多老化部件需更换

◎“民兵”3经过不断试验和训练发射,库存逐渐减少,如果仅靠继续改进而不研制新型导弹,将难以保证飞行试验用的导弹数量

◎“民兵”导弹地下发射控制中心原技术框架局限难以升级“民兵”3系统经多次改装,原有的技术框架已难以担负更大幅度的改造。2014年2月,兰德公司发布《美国陆基洲际弹道导弹的未来》研究报告,研究发现“民兵”3系统在老旧结构上集成新技术可能面临各种局限,所以建议研制新型导弹。

追求更高的作战效费比“民兵”3系统在历次改造中为追求性能和新技术,而逐步放松了效费比要求,使其在作战使用和维护中的费用越来越高。“陆基战略威慑系统”5个备选方案中,第二和第三种相结合的方案兼顾了效能和费用,而淘汰了作战效能可能更高的其它方案。例如,机动型导弹虽然具备更高的生存能力,但其成本约为井基导弹的两倍,因此被忽略。而在考虑目前与未来威胁后,美国空军认为井基部署方式有足够的生存能力,而且费用较低。

满足新一代军事技术需求 美国2016年启动了“民兵”3的飞行试验遥测和终端系统、地下室电缆、防爆门控制面板等改进项目,但这与美军要求战略导弹集成新技术、灵活部署、平台通用化等相差甚远,而“陆基战略威慑系统”将实现模块化设计、制造与装配,使其成为新的改进平台,满足未来需求。

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