MIRV,大国手术刀
上面说的这么热闹,做了这么多的铺垫,那么什么是分导式多弹头技术呢?
其实很多网络视频混杂了集束多弹头技术。比如下面这个亚尔斯导弹视频:
网上疯传的俄罗斯亚尔斯洲际导弹打击过程,在末制导阶段八枚弹头同时释放,这更像是集束式多弹头的作风。当然也有可能集束释放机动式弹头,这就是另一个概念了
1,分导工作过程
分导式多弹头导弹的弹头没有制导控制系统,弹头离开分导舱后,在无控制力的状态下依靠惯性飞行接近目标。
因此弹头的释放点参数(包括释放点的位置、方向、速度等) 直接影响着弹头的命中精度,根据分导式多弹头导弹系统的工作原理,可将子弹头分导过程分成以下两个阶段:
第一阶段: 调姿准备段。包括转向调姿段和方向调姿段,其中转向调姿段主要对母舱的转向进行调姿,并进行姿态稳定控制,经过推进后,母舱进入预定的空间位置;方向调姿段是对弹头指向调姿,并进行姿态稳定控制。
弹舱调姿离不开末助推控制系统(PBCS),PBCS是分导式多弹头(MIRV)系统中最为重要的部分,通常称为母舱,其功能类似于火箭上面级。
末助推控制系统(PBCS)即是上文一箭多星“过渡级”的技术延伸。
PBCS上装有小火箭,在导弹助推段结束时主火箭与PBCS分离。分离后的PBCS巡航一段时间后会启动小火箭修正弹道
第二阶段: 弹头释放段,母舱(分导舱)在满足条件时释放弹头和诱饵。单枚子弹头分导过程一般可以描述为:上一枚子弹头释放→母舱推进、方向调姿→母舱姿态保持(巡航)→母舱再次推进→释放下一枚子弹头并调姿→母舱姿态保持→弹头再次释放。多弹头释放的具体过程如图下所示。
小火箭不断调姿,使得飞行弹道精确对准第一个目标,释放弹头。
PBCS系统突防弹头释放过程简图
MIRV母舱在释放子弹头的时候是要受反作用力影响,所以整个分导过程要花上不少时间来重新调姿,远程和洲际导弹整个飞行过程中有大半时间在大气层外,因而有足够的时间调资、分导。而中近程导弹飞行时间不过10分钟,根本腾不出手调资、分导
分导程序是根据预打击的目标事先编程确定好的,弹头在每次释放之前,控制PBCS的姿态和推力矢量,将PBCS导向弹头释放所要求的空间位置和运动状态,一旦满足分离条件,便立即释放弹头、诱饵并减速,弹头迅速平滑地脱离母(分导)舱,然后母舱转入对下一枚弹头的分导程序。每释放一枚弹头,分导舱一般都需要改变一次飞行轨道,当最后一枚弹头释放后,分导过程结束。随后的子弹头便靠惯性飞行,有的弹头还装有自旋稳定装置(后面讲)。
早期的介绍分导式多弹头的视频,好不容易爬出来了。给个赞吧。视频中分导式多弹头中还混有诱饵弹头。其实分导式多弹头的设计初衷之一就是增加突防概率。弹头再入大气层时候有过滤轻诱饵弹头的作用,所以诱饵弹头对末段反导没多大用,是真是假飞行姿态一目了然。诱饵弹头主要针对大气层外的中段反导。后来,末段反导技术发展迅速(比如爱国者,中俄就不介绍了,敏感),有人提出采用比重较大的诱饵弹头,这又十分不经济,反倒不如直接换成真弹头增加突防概率。
2,末助推控制系统
不言自明,分导式多弹头关键在于PBCS的分导技术,或者说PBCS是分导多弹头技术的核心。优秀的PBCS通过精确控制变轨过程能够产生不同的打击效果。
PBCS沿着弹道平面侧向机动,会使得前后弹头落于原目标的侧向扇形区内。
PBCS沿既定打击目标方向加速,会使得前后弹头落点在射向方向距离增大;如果PBCS反向加速,这就使得前进方向上速度减慢,前后释放弹头落点缩短
PBCS在弹道平面内垂直内沿原运动方向加速,使得后一弹头从较高或者较低的角度接近目标,且比前一弹头可迟到数分钟之久。
PBCS什么样子呢?
“和平卫士”的PBCS结构图。装有小型火箭发动机,
“和平卫士”洲际导弹的PBCS,由贝尔航空航天公司制造,它装有两个推进剂储罐,分别装有四氧化二氮和甲基肼。另一个储罐应该是增压用的氦气罐。两种推进剂接触自燃,因而省去了点火装置,四氧化二氮和甲基肼的组合另一大好处就是可以重复开关机,这就给了弹头母舱不断调整打击精度的能力
“和平卫士”洲际导弹PBCS装配线。“和平卫士”最多可以携载12枚子弹头,不过受到武器条约的限制,实际最多只能安装10枚
来张侧面照
姿控发动机(大力神-3E)
PBCS和适配器,它们是释放舱的主要成员,弹头安装在适配器上(适配器装在PBCS上),用爆炸螺栓固定。释放时候爆炸螺栓定向起爆,释放弹头
上世纪八十年代研制出来的W87核弹头迄今为止仍是世界上最先进的核装置之一,先后被部署到“和平卫士”,“民兵3”和“三叉戟”导弹上。
释放后的子弹头依靠惯性飞行,有的弹头还装有自旋稳定装置,用以提高打击精度,防止弹头翻跟头。自旋稳定技术很好理解,现在的枪械枪管都有膛线,就是让子弹出膛时自旋保持稳定,弹体自旋消耗了一定机械能,所以初速度小,为了提高穿甲能力,坦克炮流行无膛线的滑膛炮
2,多弹头爆炸聚能效应
多弹头技术的发展,为人们研究其破坏效果提供了条件。理论分析表明,破坏威力大,落点和时间规划合理的多弹头对地面目标,尤其是地下工程目标(比如发射井)的破坏并不单纯是每个弹头破坏效应的累加,而是会产生聚焦作用,成倍地增大破坏效应。
“和平卫士”在夸贾林环礁的打靶试验。每一条亮线都是一枚再入大气层的核弹头,如果是真实弹头的话,那么爆炸当量能达到40万吨,相当于广岛原子弹的25倍。
俄罗斯洲际导弹分导多弹头再入到库拉洲际导弹靶场
早在冷战时期,人们就发现,将多枚钻地核弹头投送到目标区同时爆炸,利用多弹爆炸所产生的聚集效应,可在地下一定深度处形成高应力叠加区,这对深地下工程破坏十分大。
因而加固的地下发射井在它们面前也就十分脆弱了。为此,到了70年代中期,美国不得不对值班的洲际导弹发射井集中进行了加固。
美国通过大量模拟试验得出:7枚500千吨钻地核弹呈六角形布置,钻深 12 米,相互距离400米时,爆炸的聚集地冲击效应比单弹爆炸所产生的地冲击效应提高了 5~6 倍。
此外, 大当量单弹头的破坏效应随着距离的增大而削弱,而均匀散布的多个分导式弹头可以在更大面积范围内均匀破坏。这就使得多弹头的均匀散布远比等当量威力弹头的累加破坏要均匀。冷战时期,美苏均利用这种效果,将多弹头导弹用于“弹幕式”打击地面机动的战略导弹发射车等在一定区域内高速机动的目标,以提高杀伤概率。
3,MIRV之部署
最后校正文稿时,删掉了冗杂的数据和文字。我们放松一下,来欣赏一组图片吧。
苏联SS-16(死于中导条约,全部发射),中程导弹,集束式三弹头。
苏联首批分导式多弹头,部署于SS-17
SS-24导弹列车,分导式多弹头,壮士悲歌,全部拆除且永久销毁
美国和平卫士
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