美国海基弹道导弹系列（三）——UGM-96A弹道导弹

一、研制背景和服役小传

1971年9月，美国海军启动了ULMS1计划，直译为“水下远程导弹系统1型”，要求结合星光制导和惯性制导，以开发一款射程比UGM-73弹道导弹更远的弹道导弹。洛克希德公司作为主承包商提出了一个两阶段计划：首先开发一种海神导弹的先进衍生型，称之为增程型海神，这种导弹和海神导弹具有同样大小的外型尺寸，以便于使用在已有的弹道导弹核潜艇上。随后，将开发一种全新型号的潜射弹道导弹，具有更大的直径，不过也需要建造新的核潜艇来使用。最后，前者成为UGM-96A（“三叉戟Ⅰ”型）弹道导弹，后者则成为UGM-133A（“三叉戟Ⅱ”型）弹道导弹。

1972年初，美国将“水下远程导弹系统1型”重新命名为“三叉戟Ⅰ”（三叉戟C-4）。

1973年10月开始全面研制工作。

1974年，洛克希德公司获得了“三叉戟Ⅰ”型导弹的研制合同，导弹编号UGM-96A，UGM-96A从海神C-3导弹进化而来，与后者的发射平台兼容。和海神导弹不同的是，该型是一种三级固体燃料导弹。

1976年12月，UGM-96A导弹开始生产原型弹。

1977年1月18日，UGM-96A导弹进行了首次研制性飞行试验。

1979年1月23日，UGM-96A导弹第18次飞行试验成功，第一阶段陆地发射试验完成，转入第二阶段潜艇水下发射试验。

1979年4月10日，在离卡纳维拉尔角80千米的海域里，UGM-96A导弹用“弗朗西斯·斯科特·基”号潜艇进行了第一次水下发射试验，但没有成功。在进行了4至6周连续性地面试验后，在6月8日和6月19日，先后成功进行了第二次和第三次水下发射试验。

1979年7月，UGM-96A弹道导弹首次从SSBN-657“弗朗西斯·斯科特·基”号核潜艇上试射成功，同年10月该艇也成为第一艘部署UGM-96A弹道导弹的战略核潜艇。

1978年9月24日至1982年12月10日，美国海军用了4年多时间，将拉法耶特级战略核潜艇后期建造的12艘换装为UGM-96A弹道导弹，每艇16枚。由于“三叉戟Ⅱ”型没有及时完成，因此之后建造的俄亥俄级战略核潜艇前8艘也装备了UGM-96A弹道导弹，每艇24枚。

1980年7月15日，英国宣布引进UGM-96A弹道导弹，在20世纪90年代取代装备的“北极星”系列导弹。

1983年时，美国海军把UGM-96A弹道导弹其中的79枚的第一级改换成新发动机，每枚导弹的价格此时约为1393万美元。

1986年时，UGM-96A弹道导弹基本上取代了UGM-73弹道导弹，共生产了约600-630枚，其中150枚用于其服役期间的各种测试，最高战备部署数量达到384枚。

1990年底，美国海军开始用“三叉戟Ⅱ”型导弹逐渐替代UGM-96A弹道导弹。

1991年，冷战结束后，按照武器削减协议，所有的UGM-96A弹道导弹将于2005年全部退役。

2001年12月18日，UGM-96A弹道导弹进行了最后一次发射。

2005年，UGM-96A弹道导弹全部退役。但为了保存实力，退出中导条约后，美国仍封存了不少的射程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。非但如此，UGM-96A弹道导弹的一级发动机还被用作洲际弹道导弹靶弹2型（即2017年GBI首次洲际弹道导弹拦截测试和2020年美国海军标准3IIA反导导弹首次洲际弹道导弹拦截测试的靶弹）的一级发动机，这我下文会细说。

二、总体设计

UGM-96A弹道导弹在诸多方面都实现了前一代潜射弹道导弹未曾有过的突破，从发动机级数和燃料选择，亦或是高比等效百万吨数的新型小型化氢弹头，亦或是更先进的材料和独领风骚的减阻杆设计，都开创了潜射弹道导弹的新时代。

一、弹型

UGM-96A弹道导弹是三级固体导弹，由弹体、推进、制导与飞行控制、再入等分系统组成，弹体呈圆柱形，无尾翼，头部为卵形。

二、结构

UGM-96A弹道导弹第一、第二级发动机分别构成导弹的第一、第二级的主体。第一级长约4.5米，第二级长约1.7米，两级直径均为1.88米。两级之间由级间段连接，级间段由铝合金隔框与蒙皮组成，长620毫米，质量约77千克。

第二级前端与过渡段连接。过渡段也是铝合金隔框与蒙皮结构，长600毫米，直径从底部的1.88米逐步向上收缩，至顶端缩小到1829毫米。过渡段顶端和仪器舱连接，仪器舱在结构上由外壳、锥壳和内筒组成，质量约120千克。外壳由铝合金壳段和石墨环氧复合材料壳体组成。锥壳是一个39度的平头截顶锥壳，上下两端各接一个短圆筒段，锥壳由玻璃纤维/酚醛蜂窝芯和石墨环氧布制成。

第三级发动机配置在仪器舱内筒中央，靠连接环与锥壳顶端相连，这是潜射弹道导弹的常规设计，达到了“不浪费一寸空间”的设计要求。仪器舱内部比较紧凑地安装绝大多数与导弹工作有关的仪器和设备。仪器舱还作为安装平台用来装设末助推控制系统、再入分系统、第三级发动机及其推力矢量控制组件。仪器舱顶端与头部整流罩连接，罩体是云杉木层压件，内部装有抛罩发动机和分离发动机。整流罩顶端中央装有可伸展的减阻杆，用于减少导弹在大气层内飞行时的气动阻力。8个子弹头配置在整流罩内第三级发动机的四周，固定在仪器舱上方的环形支座上。这一设计也被用于UGM-133A潜射弹道导弹。

UGM-96A弹道导弹有2台抛罩发动机和1台分离发动机。抛罩发动机用于在导弹飞出大气层后抛弃整流罩，分离发动机装在第三级发动机前端的凹槽内，用于在第三级发动机分离时提供反向推力，使其减速脱离仪器舱内筒。第三级发动机前封头上未设推力终止口，通过选择预定的不同弹道和燃尽推进剂来控制停火点速度。

三、减阻杆

UGM-96A导弹采用了创新特性的可扩展减阻杆，导弹发射后从弹体前部的鼻锥出延伸，通过产生激波罩减少了大约50%的阻力，相当于增加射程600km。这种减阻杆采用“钝形”导弹头部整流罩，不仅可以容纳弹头部分，而且还可以容纳更多的推进剂。一般而言，钝头体的物体具备更好的水动力特性，但是在大气层中高速飞行时，其激波阻力较大，不利于满足弹道导弹减小阻力的要求，所以钝头体设计多用于早期洲际弹道导弹再入体的减速和载人飞船返回舱上，这玩意现在还在东亚的某个国家的洲际弹道导弹上存在（所以该国的洲际弹道导弹技术还是很初级）。但是直接设计成尖锥体也不行，虽然其激波阻力小，但水动力特性极差，很容易因为应力过大使导弹弹头折断，早年我国某型潜射弹道导弹就是因为这个设计和材料的不过关频频出事的。

为了解决以上问题，减阻杆才被设计出来。UGM-96A弹道导弹在水下弹射出筒时，减阻杆不伸出；出水后，减阻杆会在飞行期间伸出，用以减小阻力。

三、动力系统

一级发动机：型号为PC4-1固体火箭发动机，为锡奥科尔公司和赫克里斯公司联合研制的产品，1977年开始飞行试验，两年后服役。发动机质量19069kg，装药比0.93，在那个年代这个装药比算相当高的水准了，和平卫士弹道导弹的一级发动机装药比也不过如此，放到现在也是尖端水平。使用XLDB推进剂，亦即交联改性双基推进剂。它是在改性双基推进剂组分中加入交联剂，使大分子主链间生成化学键，改善力学性能的推进剂。交联改性双基推进剂的高性能来源于固体填充量高，含能增塑剂（硝化甘油）含量高和改时了韧性和力学性能的预聚物黏合剂。除了燃料配比上的创新，另一个创新是高能炸药被添加到了推进剂当中。环三亚甲基三硝胺（RDX，俗称黑索金）、环四亚甲基四硝胺（HMX，俗称奥克托金）是两种出名的猛炸药。5千克重的锤子分别从28厘米和33厘米高度落下的冲击力即可分别引爆黑索金和奥克托金，可见这两种炸药的性格有多么暴烈。RDX和HMX的加入抹平了推进剂和炸药的区别。在燃烧过程中，猛炸药提供了更多的热量，提高了推进剂的比冲。一般来说，填RDX的推进剂比冲增加幅度稍微小于填HMX。在如此高固体含量的加持下，发动机海平面比冲竟然高达256秒！真空比冲也达到了283.1秒！这是何等惊人的数据，甚至可以俯瞰众生。要知道我国目前最好的NEPE固体推进剂N-15的海平面比冲也不过是255秒而已（当然真空比冲达到300秒，世界唯一），下一代的UGM-133A弹道导弹用了NEPE-75推进剂，也才把一级比冲提升到了257.1秒（真空比冲298秒）！但后两者的燃料水平却要先进一代。可以看到，N-15和NEPE-75的性能提升重点还是在真空比冲提升上，毕竟弹道导弹越到末级，对射程的提升作用越明显。发动机具备推力矢量喷管，壳体采用了凯夫拉纤维芳纶壳体和环氧树脂复合材料以减重，内层填装三元乙丙橡胶（EPDM）绝热，这种方式也在和平卫士和UGM-133A弹道导弹上复现。

二级发动机：型号为PC4-2固体火箭发动机，为锡奥科尔公司和赫克里斯公司联合研制的产品，1977年开始飞行试验，两年后服役。发动机质量8559kg，装药比0.928。这玩意的海平面比冲就没那么暴烈了，“仅仅”250秒，但是真空比冲竟有287秒！仍然是XLDB推进剂。这玩意曾在试验时因为HMX含量太高炸过两次，不过后来得到了改进。壳体材料同第一级。

三级发动机：型号为PC4-3固体火箭发动机，为赫克里斯公司单独研制的产品，1977年开始飞行试验，两年后服役。发动机质量2050kg，装药比0.921，真空比冲295秒，XLDB推进剂。该发动机的比冲性能已经达到了采用四组元推进剂的白杨-M和亚尔斯的水平。发动机燃料配比就很恐怖了：在铝粉含量19%，高氯酸铵含量4%，粘合剂含量22%，其他成分含量1%的情况下，HMX的占比竟达到了54%！可以想见其暴烈程度，读者大概也明白为啥这家伙比冲这么高了吧。不过这玩意燃速压强指数太大，因此降低了装药比。壳体材料同第一级。

PBV：美国自UGM-73弹道导弹之后的潜射弹道导弹的PBV都是固体燃料燃气发生器通过消耗一半的燃料在轴向产生推进力，在俯仰偏航上消耗另一半燃料。PBV质量仍为290kg，速度增量290m/s。

总速度增量6.6km/s，相当于8000km射程。这甚至超过了俄罗斯现役的圆锤潜射弹道导弹和我国的巨浪-2潜射弹道导弹！但是人家是40多年前的产品了，巨浪-3和圆锤在2010年代才服役（当然毛子现在止步不前，我国的巨浪-2ER或巨浪-3已经服役了。看来搞武器，钱还是十分重要的）

四、制导系统和弹头

UGM-96A弹道导弹的最大射程增加到8000千米，对应的投掷载荷为8具MK-4再入载具外加8枚10万吨的W-76核弹头，投掷质量1.3吨。导弹最多可以投掷14具MK-4再入载具，但射程会有所减少，后来的UGM-96A导弹装备了MK-5再入载具。

UGM-96A弹道导弹具有攻击硬性目标的能力，它可以攻击中等强度的强化工事军事基地。UGM-96A弹道导弹使用星光惯性复合制导系统，圆概率误差约为230-500米，从而大大增加了导弹毁伤目标的能力。UGM-96A弹道导弹通过海基战略核潜艇垂直发射，对于已输入目标资料可在潜艇上加以更换重新输入，若要输入全新的目标资料则耗时稍久。

五、洲际导弹靶弹II型（ICBM Type2）和美国洲际弹道导弹反导试验

目前美国的两次洲际弹道导弹拦截测试使用了基于UGM-96A弹道导弹第一级发动机和GBI的发动机开发的洲际导弹靶弹II型靶弹。所以在文末简介一下。

第一次：2017年5月30日，美国导弹防御局（MDA）进行了首次洲际导弹实弹拦截试验，这次试验编号为FTG-15，是美国陆基中段防御系统（GMD）部署以来首次拦截洲际导弹级别的靶弹。FTG-15飞行试验验证了GMD系统拦截洲际导弹的设计能力，是GMD系统发展的里程碑，在主体的弹道导弹尤其是远程导弹试射成功之际，具有相当重要的政治和军事价值。根据这次拦截的相关公开数据推算得出，这次拦截点距离靶弹发射点约5000公里，距离拦截弹发射点约3000公里。GBI拦截弹（OBV火箭+EKV杀伤器）的拦截射程可以达到6000公里，按抛物线弹道计算，靶弹飞行高度在1300-1400km左右，证明该靶弹在这个投掷质量下，射程在10000km以上。这次演练中，部署在威克岛的AN/TPY-2雷达， 也就是“萨德”系统的雷达发挥了重要作用，它在距离靶弹发射点约1150公里的位置上，有效跟踪识别了ICBM Type2靶弹的主动段和中段上升段。换言之，部署在韩国的这种雷达将可以有效跟踪其周边向太平洋方向飞行的导弹。但是本次发射仍旧有已经得到的预警信息，仍然无法模拟洲际弹道导弹突然来袭的情况，所以GBI此时距离洲际弹道导弹拦截实用化还要一段时日。

第二次：根据美国导弹防御局的相关消息，美国海军与该机构联手在2020年11月16日，举行代号为“恒星枪骑兵”的FTM-44飞行测试任务，这也是美国首次以“宙斯盾”导弹驱逐舰为平台，发射标准-3Block IIA反导拦截弹进行海基洲际弹道导弹反导测试，测试获得了成功。这也是美国首次海基洲际反导测试。美国海军此次要拦截的目标是ICBM Type 2靶弹，该款靶弹此前也曾用于美国陆基中段拦截器的FTG-15测试任务，表现合格，因此此次被美国海军拿来模拟洲际弹道导弹。负责拦截的则是美国海军现役导弹驱逐舰——DDG-113“约翰·费恩”号导弹驱逐舰，配备有宙斯盾基线9.C 2+BMD 5.1系统，该舰在加州穆古角外海标准-3Block IIA反导拦截弹对ICBM Type 2靶弹进行了拦截。不过，在这次的“恒星枪骑兵”试验中，美国海军的DDG-113“约翰·费恩”号导弹驱逐舰实际上是以一种“守株待兔”的模式等待着ICBM Type 2靶弹飞过来，这也是这次海基洲际反导测试在走向实战中面临的最大困难——如何提前侦测目标。

在此次美国海基洲际反导测试中，ICBM Type2靶弹从夸贾林环礁发射，而DDG-113“约翰·费恩”号导弹驱逐舰则被部署在加州穆古角外海，是因为ICBM Type 2靶弹在经过该地区时，已经达到了弹道导弹的最高射高。

下面是靶弹整体性能介绍：

靶弹第一级是退役“三叉戟C4”潜射洲际导弹的第一级发动机，第二级和第三级使用“飞马座XL”和GBI的发动机，也就是Orion 50S XLG发动机。可以很高地模拟目前中俄大部分射程11000km以上固体燃料洲际弹道导弹的弹道特征。