美国海基弹道导弹系列（一）——UGM-27A/B/C系列弹道导弹

因为高二的研学任务和学业压力鸽了好久了，继续更新。

一、研制背景和服役小传

潜射弹道导弹最早是二战德国的发明。1943年2月，苏军取得斯大林格勒会战的胜利，此时驻在北非的盟军也准备对德国发起攻击，德军派潜水艇潜入摩洛哥的卡萨布兰卡港口打探情报。艇长施泰因霍夫上尉带领潜艇潜入港口，但因为攻击港口可能会给潜水艇带来毁灭性的打击，从而导致无法送出情报，而放弃了对港口的攻击。在返航途中，施泰因霍夫设想到一种能飞上岸的鱼雷，就能把那些坦克、大炮全部炸毁。回到德国后，施泰因霍夫向德军统帅部汇报了侦察到的情报，并找到火箭专家布劳恩，向他提出了自己的想法。经过两人的努力，使用6枚步兵用的标准火箭炮弹，在波罗的海水下30米的潜艇上，成功完成了水下发射试验。

不久，某落榜美术生指示，要研制出一种可在水下发射V-2弹道导弹的容器，要能将10吨重的弹头发射到160公里远的地方，企图用潜水艇将这个火箭发射容器秘密拖到离纽约160公里的海中，用这10吨重的弹头轰炸纽约。布劳恩和施泰因霍夫接受了这个研制任务，没有用多久时间，他们就成功地研制出能携带V-2弹道导弹的水下容器，以及3艘能运载V-2弹道导弹的潜水驳船。正当他们进行进一步的试验时，苏军开始大反攻，德军连连败退，他们的实验被迫停止。德国投降后，苏军缴获了这些潜水驳船，而美军得到了布劳恩和施泰因霍夫的研究资料后，立即组织科学家研制水下发射导弹的系统。

二战后，美国海军采用缴获的德国V-2弹道导弹进行了数次试验，然而很快就发现液体燃料火箭的不稳定性危险使得其不能用于舰载。20世纪50年代早期，固体火箭技术已经发展到允许支持远程火箭的阶段。鉴于固体燃料弹道导弹的巨大应用潜力，1955年夏天，美国海军上将阿利·伯克晋升为海军作战部长后，不久就在海军军械局成立了一个特种科研处，挑选海军少将威廉姆·F·雷伯恩领导这个机构。它的任务是研制从海上发射洲际弹道导弹的装置，舰基火箭能够形成一种潜在威慑力量，它比舰载机的威慑力更迅捷，更有效。

1956年早期，海军军械局特种科研处被授权研发采用固体燃料的PGM-19“木星”弹道导弹的海基变型“木星”S，但该导弹重量过重。

1956年12月，海军终于获得许可退出“木星”计划并研发一种全新的固体燃料弹道导弹，美国国防部称之为“北极星”导弹计划，包括导弹、核潜艇、水下通讯设备与导航等系统构成的庞大复杂项目。其中导弹研发合同被授予洛克希德公司（导弹）和航空喷气公司（推进），并被计划从潜艇发射。由于采用了固体燃料，原子能委员会就大大地缩减了核弹头的体积和重量，而海军则着手将新的弹头和固体燃料火箭结合在一起，生产出“北极星”导弹，这种中程弹道导弹长32英尺，重15吨。不像美国海军当时的其他导弹，“北极星”并没获得正式的导弹代号，而是用字母数字结合表示，第一个“北极星”导弹型号即A-1开始。

1957年10月4日，苏联向宇宙空间发射了世界上第一颗重84千克的人造地球卫星，美国人十分担心，认为美国几乎所有的城市都将成为苏联未来核武器的打击对象。为此，美国政府和军界领导人感到应立即建立起本国的战略核打击力量。他们想到已在研制中的“北极星”导弹计划及第一艘导弹潜艇的研制工作，并决定将第一艘导弹核潜艇的研制时间由5年缩短为2年。

1958年4月，北极星A-2弹道导弹开始研制。

1958年9月，北极星A-1样弹的第一次试射不成功，在又经过了5次失败之后，第一次成功的试射直到1959年4月才完成。

1959年9月，内含惯性制导系统的第一枚北极星A-1原型弹成功试射，北极星A-1的测试在1960年继续进行。与此同时，为了尽早建造出与苏联抗衡的导弹核潜艇，核潜艇的研制者们提出利用正在船台上建造的鲣鱼级攻击核潜艇“蝎子”号进行改装的设想，这一设想得到了批准，改装后的潜艇被命名为“乔治·华盛顿”号，之后美国一连建造了5艘性能相近的同型艇。

1960年7月20日，乔治·华盛顿号核潜艇驶向海上靶场，进行北极星A-1导弹水下发射试验，一发命中1800公里处的预定目标。同年11月，北极星A-1导弹“乔治·华盛顿级战略核潜艇上形成战斗力。紧接着，美国又研制成功了伊桑·艾伦级战略核潜艇。1961年8月服役的“伊桑·艾伦”号是美国建造的第一艘专门用来携带北极星A-1导弹的潜艇，能携带16枚北极星A-1导弹。

1960年美国决定发展4600千米射程的北极星A-3弹道导弹，以提高海基战略导弹武器系统的突击能力、突防能力和生存能力。总的研制前提是在总体尺寸变化不大的情况下使射程增至4600千米。这就要求尽可能采用先进的设计和工艺，最大限度地减轻结重量和提高性能。

1961年10月首枚北极星A-2弹道导弹投入飞行试验，1962年后分别部署于5艘艾伦级和8艘拉菲特级核潜艇上，当时共生产配备208枚北极星A-2弹道导弹，当年售价每枚122万美元。1964年停产，1974年起逐步被北极星A-3弹道导弹所取代，1976年全部退役。

1962年5月6日，美国海军SSBN-608“伊桑·艾伦”号成功地向美国在太平洋的核测试场发射了一枚装有实用核弹头的北极星A-1导弹，这是美国战略导弹的第一次也是唯一一次实弹测试。该种导弹除了在美国的核潜艇上服役外，还曾经把发射装置安装在了意大利的巡洋舰上，并试射了模型弹，北极星A-1导弹还被美国出售给英国，英国曾对该导弹进行过改进，加装了英国自己的核弹头（导弹控制权在美国人手里，所以这也是白搭）。

1962年8月起，北极星A-3弹道导弹共进行了169次飞行试验，成功率达76.5%。该弹1964年9月服役，至1982年2月先后在5艘华盛顿级战略核潜艇，5艘伊桑·艾伦级战略核潜艇和18艘拉菲特级战略核潜艇上装备共448枚，每艇16枚。还有64枚A-3导弹销售给英国（具体编号为北极星A-3TK弹道导弹），搭载英国自制核弹头，装备4艘英国决心级战略核潜艇。北极星A-3弹道导弹在美国海军服役至1971年，直到被新的具有分导式多弹头的UGM-73弹道导弹（海神C-3弹道导弹）所取代。

1963年6月，所有的“北极星”导弹都获得新的代号——UGM-27。对应关系如下：

UGM-27A：北极星A-1弹道导弹；

UGM-27B：北极星A-2弹道导弹；

UGM-27C：北极星A-3弹道导弹。

最终UGM-27C取代了所有较早的UGM-27A和B型。在1959到1968年之间，洛克希德公司生产了大约1150枚“北极星”导弹的各种版本，其中大多数（多于640枚）是UGM-27C。

虽然UGM-27C弹道导弹早已退役，但仍然值得一提。现在，美国高超音速武器项目围绕C-HGB（高超音速滑翔体）项目展开。该项目目前主要有两个子项目，一是陆军的LRHW（远程高超声速武器），属于陆军LRDF（下一代远程精确火力）计划中的高超音速武器部分；二是海军的 IR-CPS（常规快速打击）项目，将安装于DDG-1000驱逐舰和弗吉尼亚级攻击核潜艇上。在2020年3月，C-HGB进行了试射，验证了其转化为武器系统的可行性。通用高超声速滑翔体从夏威夷太平洋导弹靶场发射，成功击中预定目标点——夸贾林环礁的里根弹道导弹防御试验场，使用的助推器是改进自UGM-27C潜射弹道导弹的STAR（战略靶弹系统）III，美军称该次试验射程超过2775千米，精度达0.15米。而LRHW/IR CPS使用的全新两级火箭助推器，洛克希德·马丁公司宣称该弹极速可以达到15+马赫，只用约等于STAR III三分之一的体积和不到一半的重量就达到了接近STAR III的速度。

另外值得一提的是，退出中导条约后，美国手里也有不少数量的射程3000-5000公里的靶弹，理论上也可以改装为中导MaRVs，即一枚中程弹道导弹携带数枚再入大气层机动弹头（MaRV）。目前主要是两种现役靶弹：一种是战略靶弹系统，这种靶弹是在UGM-27C潜射弹道导弹的基础上研制而成，由三级固体发动机构成，保留了UGM-27C弹道导弹的第一、二级，第三级则采用Orbus-1A固体燃料发动机。该靶弹直径1.37米，长11.5米，发射重量16.7吨。第二种是LV-2靶弹。2010年2月1日，美国开始使用“灵活靶标家族”计划中的新型LV-2靶弹。这种靶弹采用潜射的“三叉戟C-4”潜射弹道导弹的第一、二级火箭和弹头舱，具有诱饵释放功能，射程为3000公里-5500公里。

从有限的信息上看，美国退役的北极星A-3和三叉戟C-4数量相当多，值得警惕。

二、总体设计和动力系统

该弹的布局比较正常，弹头有尖锥。UGM-27A/B弹道导弹均由航空喷气通用公司研发的两级固体燃料火箭发动机推进，两级都采用4个推力矢量喷管以进行航线控制，这算是在当时单喷管控制能力不足时的权宜之计，但削弱了喷管效率，降低了比冲。相比于UGM-27A弹道导弹，UGM-27B弹道导弹的第一级稍长，并用玻璃纤维替换了钢制的第二级发动机外壳，使内部燃料在比冲不变时可以填充的更多，增大了600千米的射程。第一级发动机采用聚氨酯推进剂，以聚氨酯为粘合剂，加入铝粉和高氯酸铵，推力45吨，燃烧时间为54秒。第二级发动机则填充了聚氨酯与聚丁二烯，丙烯酸和氧化剂共聚物的混合物，燃烧时间为70秒，具有截止推力装置，由此可以调节导弹的射程范围。 火箭喷流由安装在每个喷嘴上的环形挡板控制，并与液压致动器铰接。

UGM-27C导弹总的研制前提是在总体尺寸变化不大的情况下使射程增至4600千米。这就要求尽可能采用先进的设计和工艺，最大限度地减轻结构重量和提高性能，因此必须具备较轻的结构和更佳的推进器。导弹由弹体、推进、制导与飞行控制，推力矢量控制，再入等分系统组成。UGM-27C弹道导弹采用两级固体火箭发动机，第一级仍为航空喷气公司的固体火箭发动机，但第二级换为了比冲更高的赫克里斯公司的X-260固体火箭发动机，两级发动机均改为玻璃纤维缠绕以减重。UGM-27C使用MK-2型惯性制导系统，相比UGM-27A/B的制导系统减重60%。采用三个集束式多弹头，与单弹头相比，具有较高的突防能力，在攻击相同的面积目标时，毁伤能力也很大。

三、发射，制导与攻击能力

UGM-27系列弹道导弹比计划中的“木星”S弹道导弹小且轻，这使得规定大小的潜艇能够携载更多的导弹。因为从潜艇内部启动火箭发动机被认为过于危险，相关单位研发了一种冷发射的垂直发射系统，即水下发射时，先利用压缩惰性气体将发射管中的导弹弹出水面，然后火箭发动机点火，核潜艇可在15分钟内将定额装备的16枚导弹全部发射出去。此法也被称为“干式发射”，常用于美，英，法核潜艇，优点就是导弹射程损失小，缺点就是装置复杂，导弹在水下运动不可控，设计难度大。相对应的就是湿式发射，即先让海水填满垂发系统，等内外压力平衡时，再让火箭发动机点火，常见于苏联战略核潜艇（当然俄罗斯现役的955A战略核潜艇改成干式发射了），优势是简化了流程和高压气体供给装置，缺点很明显——导弹在水下依赖火箭发动机推进，阻力极大，速度损失大，相应的射程就会变短。仅以UGM-27C弹道导弹为例，它是用蒸汽或压缩空气弹射系统将导弹从发射筒中推出，导弹以45米每秒的出口速度冲出海面，在离水面约25米的高度点燃第一级发动机。

UGM-27A弹道导弹的发射平台为乔治·华盛顿级导弹核潜艇，该艇的前身为鲣鱼级攻击和前提高，尽管鲣鱼级容积比常规潜艇大，但布置“北极星”导弹发射装置仍很困难，为此，研制人员从指挥台围壳尾切面将鲣鱼级“蝎子”号艇体分成两段，在两段之间加接一段长为39.6米、直径与原来相同的圆柱形耐压壳体。其中大约长12米-14米用来布置导弹发射指挥仪及其辅助导航设备，23米用来布置两排共16枚导弹垂直发射装置，其余3米-4米用来布置发射装置的辅助设备，建成后整个艇长达116.6米，建成后成为人类史上的第一型弹道导弹核潜艇。UGM-27B/C后来装备在伊桑·艾伦级战略核潜艇和拉法耶特级战略核潜艇上。

UGM-27A弹道导弹的惯性制导系统由麻省理工学院设计，通用电气公司和休斯公司生产，能为导弹在最大2200千米的射程上提供1800米的CEP，其不可靠的精度再加上当量相对较低的W-47热核战斗部（尽管这个“相对较低的当量”也有60万吨，当然，精度提升可以收到平方倍的效益）使得“北极星”不适合攻击加强战略目标。然而，由于潜射弹道导弹部队不会被敌方有效地消灭，其因而成为了一种理想的报复武器，因而成为了冷战时期“相互确保毁灭”（MAD）概念的重要组成部分。UGM-27B弹道导弹的CEP提升为900米，质量几乎不变。UGM-27C的制导系统质量减轻，精度却增强为600米。

UGM-27A弹道导弹使用W-47-1热核战斗部，质量330千克，核当量60万吨；UGM-27B弹道导弹使用W-47-2热核战斗部，质量不变，当量翻倍，达到了120万吨；UGM-27C则携带3个装在MK-2再入飞行器中的W-58热核战斗部，每个质量160千克，当量20万吨。因其不具备PBV，所以只能划分为MRV，也就是集束式多弹头。看上去总当量相同，但其实，分导式多弹头可以造成比多弹头当量总和还要大的破坏效果。科学家研究表明，对近似圆形的大城市目标，可用3枚20万吨当量的弹头实施攻击，并使炸点呈三角形，只要炸点合适，其毁伤效果相当于1枚100万吨当量核弹头的爆炸效果！

此外，UGM-27B弹道导弹还是第一个具备诱饵的美国潜射弹道导弹，其具有六个假弹头和偶极反射器——用于大气层外的一部分轨道和再入大气时的反导系统欺骗，以及在弹道导弹上升段使用的干扰机。