蘇俄?;腆w燃料戰(zhàn)略彈道導彈系列(二)——R-30(RSM-56)“布拉瓦/圓錘”
一.研制背景

1991年蘇聯(lián)解體后,俄羅斯不僅僅面對著經(jīng)濟上的窘境,核威懾/反擊力量更新?lián)Q代更是擺在面前需要解決,加上1994年北約提出東擴計劃,使得俄羅斯深知核反擊與核遏制力量的重要性。
1998年,俄羅斯海軍著手為941型戰(zhàn)略核潛艇研制新一代的潛射彈道導彈來替代R-39彈道導彈。根據(jù)設計方案要求,導彈發(fā)射重量為100噸,可以攜帶10枚分導式核彈頭,射程為10000公里,裝備先進的制導系統(tǒng)以便突破敵彈道導彈防御系統(tǒng)。該彈道導彈即為上篇介紹R-39彈道導彈時略提一嘴的R-39UTTH彈道導彈。但是,R-39UTTH最初的三次試射均以失敗而告終,因而遭到了俄國防工業(yè)委員會的嚴厲斥責。俄國防工業(yè)委員會認為,負責研制導彈的馬克耶夫設計局是在拿國家的經(jīng)費開玩笑。其實馬克耶夫設計局自己也委屈,畢竟他們在試驗R-39彈道導彈那會也出過多次事故。
但俄羅斯海軍再怎么委屈也必須推進新一代潛射彈道導彈的研制,畢竟關系國家命脈。當時的俄國防部長謝爾蓋耶夫立即對此事做出了反應:決定撤銷R-39UTTH彈道導彈研制計劃,以公開競標的形式啟動研制RSM-56彈道導彈的計劃。隨后,有兩個單位參加了競標活動:一個是馬克耶夫設計局,另外一個則是專門為俄羅斯戰(zhàn)略火箭部隊研制RT-2PM彈道導彈和RT-2PM2彈道導彈的莫斯科熱力工程研究所。
莫斯科熱力工程研究所首先拿出了自己的競標方案:在借鑒研制RT-2PM2的經(jīng)驗基礎上,RSM-56彈道導彈的彈頭重量將比RSM-54的輕1/3,射程將與其基本相同,但是,分導式核彈頭的制導性能將超過RSM-54,能夠突破任何彈道導彈防御系統(tǒng)。更具有吸引力是,RSM-56具備高度通用性,即同一種型號發(fā)動機既可以用于陸基,又可以用于?;煌吞柕膶?,從而縮短了研制周期和節(jié)省研制經(jīng)費,減小后勤費用。并且,由莫斯科熱力工程研究所研制的RT-2PM和RT-2PM2試射時的成功率極高,在13次試驗過程中,僅僅失敗了1次。但這時俄羅斯海軍卻有很強的質(zhì)疑聲音,認為莫斯科熱力工程研究所沒有研發(fā)過潛射洲際彈道導彈,這樣一來技術具有不確定性,很可能使得整個新型潛射洲際導彈研發(fā)工作磕磕絆絆,進而影響到列裝時間,但面對軍費緊張,時任俄國防部部長謝爾蓋耶夫元帥還是頂住了海軍的壓力與質(zhì)疑,強行通過了莫斯科熱力工程研究所的方案。
在隨后的新聞發(fā)布會上,俄國防部委托莫斯科熱力工程研究所研制RSM-56。同時,國防部向紅寶石設計局下達了按照RSM-56的設計方案重新設計955型戰(zhàn)略核潛艇的任務。
二.夢魘的開始——屢戰(zhàn)屢敗的試驗經(jīng)歷
隨后,RSM-56彈道導彈經(jīng)過了多次試射,結(jié)果如下:



可見在最后有記錄的25次試射中就有9次失敗,失敗率達36%,是現(xiàn)役潛射彈道導彈的最高值。為什么俄羅斯會在這么一款彈道導彈上屢戰(zhàn)屢敗呢?
首先,莫斯科熱力工程研究所并沒有研制過潛射洲際導彈。作為俄羅斯至今的陸基洲際彈道導彈研制單位之一,RT-2PM,RT-2PM2,RS-24洲際彈道導彈都是該所旗下明星產(chǎn)品,但唯獨沒有潛射導彈,這說明該單位研制潛射導彈方面幾乎就是空白。其實如果莫斯科熱工所和馬克耶夫設計局展開技術交流,借用馬局的潛射彈道導彈出水技術,或許可以提升可靠性。
其次就是人才的流失和資金的缺乏。蘇聯(lián)解體后至今除了專家人才的流失外,各種技術工人的流失也是十分恐怖,這就造成了老專家逐漸退休而新人卻沒有來得及補上,形成了一個龐大的技術人才斷代,資金不足則必然導致生產(chǎn)質(zhì)量不過關,以次充好,缺乏有力監(jiān)管等問題。這從客觀上來說也是桎梏著圓錘的研發(fā)工作。事實上俄羅斯許多科研人員和軍方高官的表態(tài)也證實了這一點:
謝爾蓋·科瓦廖夫(蘇俄四代戰(zhàn)略核潛艇總設計師):資金不足導致研制單位無力承擔在水下浮桶試射甚至是地面試射的費用。而在蘇聯(lián)時期,這兩種試射都是潛射導彈試射的標準流程。由于大量的零配件制造企業(yè)缺乏軍方代表的監(jiān)督,大量劣質(zhì)的零件流入了彈道導彈的總裝過程。通常來講,潛射導彈試驗第一步是在水下試驗浮桶內(nèi)進行導彈模型試射,由此對潛射導彈出艙后第一階段的運行情況進行評跟蹤(即導彈從潛艇發(fā)射后到離開水面這一段時間)。這段試驗結(jié)束后將進行半仿真試射,即將水下試驗浮桶換成潛艇或水下母船,再進行測試。第二步是陸上,一般是在內(nèi)諾克薩靶場,主要進行導彈出水之后階段的測試。之后才有可能進入導彈潛射階段?!皥A錘”導彈不僅是陸上階段的試驗不成熟,水下試驗階段也不成熟。而經(jīng)費的削減是癥結(jié)所在。

尤里·索洛莫諾夫(圓錘導彈總設計師):問題出現(xiàn)在多個方面,有時候是原材料的質(zhì)量差;有時候是缺乏必要的設備導致人為因素摻入了產(chǎn)品;有時則是質(zhì)量控制不過關。當時俄羅斯的軍事工業(yè)無法制造的導彈的零件比例高達50%,迫使設計師不得不尋求替代方案。這種設計的方式對試射產(chǎn)生了重大影響。不過 “圓錘”導彈的設計無需更改。
馬卡羅夫上將(俄軍總參謀長):2008-2009年度的6次試射失敗是生產(chǎn)廠商自身的問題造成的。從后續(xù)逐步提高的試射成功率看,基本解決了生產(chǎn)過程中的問題。
最后,急于求成。潛射洲際導彈都會在陸地進行數(shù)次的陸地水下發(fā)射試驗,等到導彈能從陸地上設置的水下發(fā)射場,順利發(fā)射多次后,才能進一步上核潛艇上試射與服役(參見謝爾蓋?科瓦廖夫院士的表態(tài)),但很明顯俄羅斯跳過了這一個環(huán)節(jié),沒有在陸地上充分實驗就直接在臺風級上發(fā)射,這就使得技術隱患沒有充分經(jīng)過試驗暴露,就直接在潛艇上試驗,進而帶著隱患和缺陷一次又一次的飛,這種情況也有部分是資金不足引起的。
因此,圓錘導彈從設計上看,其實是一款可靠性高,起點很高的彈道導彈,但是有時候該花的錢就要花,該做的試驗就要老老實實去做,不該省的步驟就別偷工減料。不然像圓錘導彈那樣試驗了十幾年最后花費一點沒省,該有的后遺癥還會有。雖然這耽誤了俄羅斯軍方十幾年的時間,但是這個教訓又來的特別寶貴,畢竟,一款彈道導彈總會經(jīng)歷一個逐漸走向成熟穩(wěn)定的過程,相信有一天圓錘導彈會實現(xiàn)從有到精的轉(zhuǎn)變。
三.總體設計
R-30彈道導彈完全借鑒了RT-2PM2彈道導彈的研制經(jīng)驗,具有突防能力強和圓概率誤差較小等特點,與RT-2PM彈道導彈外形相似,只是射程大幅降低,滿載1.15噸投擲質(zhì)量射程為8500公里。R-30仍然采用三級火箭助推,使用固體燃料作為推進劑,有液體燃料PBV。與液體燃料火箭導彈相比,R-30具有更長的待命時間,在接到發(fā)射命令后數(shù)分鐘之內(nèi)便可以發(fā)射。R-30的發(fā)射重量低于RT-2PM2,后者的發(fā)射重量為47.2噸,而R-30的發(fā)射重量為36.8噸。
R-30彈道導彈彈頭不是倒置的,而是正著放置的,這點參見下面的R-30彈道導彈結(jié)構圖,彈頭排布方式類似于UGM-133A彈道導彈。

四.動力系統(tǒng)和投擲性能
關于圓錘導彈的動力系統(tǒng)歷來有諸多爭論。有人認為其采用三級固體火箭發(fā)動機,并具有PBV,有人認為其采用兩級固體火箭發(fā)動機和一級液體火箭發(fā)動機,液體火箭發(fā)動機充當PBV(這點類似于R-29RM彈道導彈),實際上前者是對的。
R-30彈道導彈確實采用了類似RT-2PM2彈道導彈的固體燃料速燃火箭發(fā)動機,型號分別為3D30(一級發(fā)動機),3D60(二級發(fā)動機),3D42(三級發(fā)動機)。第一級發(fā)動機重18.6噸,長3.8米,推力超過90噸,工作時間50秒;第二級發(fā)動機工作時間為50-90秒;第三級發(fā)動機則為90秒。該型彈道導彈可以在大氣層內(nèi)實施關機,規(guī)避敵方反導系統(tǒng)的探測。發(fā)動機采用AP/AL/HTPB/HMX四組元推進劑,海平面比沖不到250s,真空比沖295s。估計一級平均比沖260s,二三級比沖按真空比沖計算為295s,PBV采用四氧化二氮—一甲基肼燃料組合,平均比沖315s。發(fā)動機采用柔性擺動噴管控制方向。
接下來我們計算導彈的滿載射程。由于三級火箭發(fā)動機體積比為5.2:3.8:1,因此三級質(zhì)量分布按5.2:3.8:1計算,三級火箭發(fā)動機質(zhì)量比均為0.9。

可得各級速度增量為:
一級速度增量:1546m/s
二級速度增量:3128m/s
三級速度增量:3287m/s
在三級火箭發(fā)動機燃燒完畢后,經(jīng)過修正,導彈有6634m/s的速度增量,相當于射程8500km。倘若使用集束彈頭打擊目標(即PBV的燃料全部用于推進彈頭)則可以獲得7065m/s的速度增量,相當于10500km射程。
因此考慮PBV分導的需求,我認為,R-30彈道導彈的攻擊范圍在8500至10500km之間,這和試射中的9100km射程紀錄吻合。R-30彈道導彈有一個巨大的優(yōu)點,就是射程不穩(wěn)定(或者叫可以隨意調(diào)整射程),能夠?qū)γ绹车闹匾鞘袠嫵赏{。因為俄羅斯的地緣優(yōu)勢,潛射彈道導彈僅需達到8500km射程即可在北方艦隊和太平洋艦隊的戰(zhàn)略核潛艇基地內(nèi)對美國全境實施核打擊,所以R-30的性能完全夠用。
但是R-30的技術算不上有多先進,比美國落后整整一代。和R-30定位最相似的是美國的UGM-96A彈道導彈(即三叉戟C-4導彈)。這家伙起飛質(zhì)量僅僅33噸,可以攜帶8個加載具96kg的W-76核彈頭(當量10萬噸),投擲質(zhì)量1.3噸射程7400km,采用減阻桿增加了不少射程。當攜帶6個彈頭時射程與圓錘導彈相當。

當然UGM-133A彈道導彈(即三叉戟IID5導彈,三叉戟C-4彈道導彈的后代)帶8個彈頭射程11000-12000km就是了······
這才是全球現(xiàn)役最頂尖的潛射彈道導彈,比圓錘導彈強一代。
就現(xiàn)有潛射彈道導彈性能而言,筆者認為三叉戟IID5在現(xiàn)在依然是世界第一,法國的M-51和中國的巨浪-3要落后一些,但兩者和美國差的地方不一樣。M-51在射程上有些劣勢,巨浪-3固體火箭發(fā)動機水平很好但是短期內(nèi)不會上多彈頭,原因和解放軍戰(zhàn)略核潛艇部隊特殊的地緣位置(或者說解放軍堡壘海域的理想位置)有關,大家在地圖上量一下南海北端到邁阿密(美國最南部城市)的距離你就明白了。對于解放軍而言,首先要確保在核戰(zhàn)爭時期打得到人家全部的領土,然后再談怎樣增加載荷。至于圓錘彈道導彈和巨浪-2,因為多彈頭的因素,圓錘要強一些,但仍然不及前面那三位重量級選手。
五.制導系統(tǒng)和彈頭
R-30彈道導彈的載荷可以是一枚55萬噸TNT當量的核彈頭(搭載該核彈頭時射程和投擲質(zhì)量與上面的計算沒有區(qū)別),為了能夠突破美國的導彈防御系統(tǒng),俄羅斯在設計彈頭時采取了多項措施,如加裝防輻射及電磁干擾的防護罩,增加誘餌裝置等。俄羅斯還為R-30研制了分導式彈頭,一般可攜帶6枚并留下給誘餌的余量,分別攻擊不同的目標。彈頭段安裝有 PBV,由它負責控制投放彈頭,這些彈頭通過自帶的慣性導航系統(tǒng)和“格洛納斯”全球定位系統(tǒng)接收機定位。據(jù)俄方稱,彈頭的命中精度達到350米。R-30彈道導彈可在海下發(fā)射,隱蔽性好,生存能力強,具有極大威力。
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