苏俄陆基固体燃料战略弹道导弹系列(一)----SS-24“手术尖刀”
一.研制初衷
20世纪60年代,由于苏联缺乏弹道导弹核潜艇,而美国的乔治·华盛顿级战略核潜艇已经服役,因此苏联采取陆基机动发射来弥补二次核报复的手段的差距。这时美苏已经由“确保相互摧毁”战略转向了“确保相互生存”战略,因此双方都出现了公路和铁路机动的战略导弹设计方案。早在20世纪50年代末期,美国就曾考虑把当时研制中的民兵1型导弹部署在火车上。当时的想法是在10节车厢中以3至5节有可掀盖的车厢作为导弹发射车,其它则为支援车厢,但由于种种原因终未实现。1967年服役的SS-19预封装液体燃料弹道导弹体积小巧,但是液体燃料在机动中的不安全性使苏联没有急于大量应用在铁路机动发射中,而1975年服役的世界上体积最大、威力最大的R-36M弹道导弹由于是液体推进、体积庞大,所以不仅发射反应时间长,而且无法机动,与以高精度见长的美国导弹相比成为致命的弱点。
其实,苏联人当然不可能不想搞陆基固体燃料战略弹道导弹,可惜当时苏联尚未完成固体燃料浇铸,固体燃料制备等技术难题,直到20世纪60年代末期,苏联终于在美国之后逐步解决了大型固体推进剂药柱浇铸工艺、推力矢量控制、稳定燃烧等技术难题,使苏联人看到了装备固体燃料战略弹道导弹的曙光。
事实上苏联早有关于固体燃料导弹的总体研究。早在1959年11月20日,苏共通过第1291号决议,研制两型导弹,第一阶段先研制一种中程弹,第二阶段再研制一种洲际弹道导弹。第一阶段的导弹就是RT-1,第二阶段的导弹就是RT-2。RT-1相当原始,连发动机都采用多机并联的方式进行工作,射程也过于近,最终并未进入苏军服役。而RT-2则其实已经有了后来苏联/俄罗斯洲际固体弹道导弹的雏形。

20世纪70年代后期,苏联依据这一思路,指示南方设计局研制一种集分导技术、固体推进技术、路基机动技术于一体的弹道导弹和导弹专用列车,即RT-23(SS-24)弹道导弹。不过,由于美国已经推出了代表固体燃料导弹最先进水平的MX,因此苏联追赶先进水平的压力骤然增加。虽然苏联人尽可能进行了减重,但正如1979年苏联政府的评估所说:“尽管这种设计相比于苏联以前开发过的固体导弹显著进步,但在一些影响战斗力的指标,如抗打击能力,精度,燃料的能量等,我们依然落后。”为了吸引更多的专家提上导弹水平,马克耶夫,乌特金和纳吉拉泽被同时编入了跨设计局协调委员会。可见苏联对SS-24寄予的厚望。
二.部署服役简史
功夫不负有心人,1982年10月,SS-24弹道导弹进行了首次飞行试验,结果因第一级发动机发生故障而失败。在苏联专家的改进下恢复正常,以后导弹又进行了多次试验。
1985年,SS-24具备初步作战能力,首批SS-24弹道导弹部署在SS-11的加固地下井中。
1987年10月20日,首列以铁路机动部署的SS-24弹道导弹列车,在苏联战略火箭军科斯特罗马导弹师投入战斗执勤。因此这列火车被赋予了一个响亮的名声----科斯特罗马死亡列车。
苏联曾计划部署600枚以上的SS-24弹道导弹,但直至1991年苏联和美国签署《第一阶段削减和限制战略武器条约》时,只部署了89枚:俄罗斯的克拉斯诺亚尔斯克12枚,科斯特罗马12枚,塔吉谢沃10枚,别尔谢奇9枚,乌克兰的五一城46枚。其中,有12列导弹列车及36枚铁路机动型SS-24弹道导弹,均归属于科斯特罗马导弹师。
销毁RT-23弹道导弹最终以《第一阶段削减和限制战略武器条约》的形式确定下来。这以后,俄罗斯在国际压力和国内困难的情况下对SS-24弹道导弹进行了大幅度削减。不过,俄罗斯只削减了地下井式的SS-24弹道导弹,而对铁路机动型RT-23弹道导弹一枚也没舍得削减。直到2001年11月,俄罗斯才最终迫不得已开始销毁铁路机动型SS-24弹道导弹。
截止2005年8月12日,俄已将铁路机动型SS-24弹道导弹全部、永久性地拆除。至此,这种世界上最难对付的战略武器烟消云散,最终成为了历史。当然,老对头MX也一同被拉下了水,于2005年退役。
三.导弹简析
SS-24洲际弹道导弹原本想采用三种部署方式:地井、铁路和公路机动,导弹的代号分别为15Zh60,15Zh61和15Zh62。前两者由南方设计局负责,后者由研制公路机动导弹经验丰富的莫斯科热工所负责。15Zh62这个型号注定是要扑街的,因为想要在公路上机动重超过一百公吨的导弹实在是太恐怖了,莫斯科热工所准备使用12轴超重型MZKT-7907来驮这枚导弹,这种体量显然已经失去了公路机动的意义了。发射井型号15Zh60采用折叠头锥,此外整流罩上还有空气动力舵面,在导弹一、二级工作时在相对稠密的大气层里起到辅助控制作用,降低发动机的矢量推力系统的负担。发射时折叠头锥会快速闭合,以保证空气动力学效能。而铁路机动的15Zh61继承了15Zh44上的充气头锥设计,在不充气是头锥头部是扁平的,发射后充气填充成完整的空气动力学锥体。使用这种充气头部主要原因是兼顾导弹列车有限的发射筒长度,以及减轻全系统质量。



15Zh60型和15Zh61型参数类似。下面我就从火箭发动机方面介绍它们。
一级发动机为15D305,采用新一代OPAL高能燃料,真空推力310吨,真空比冲280秒,全重51570kg,发动机的耐压壳体采用杂环芳纶纤维通过缠绕制成,两端的承力组件采用钛合金,这种构造方式和和平卫士弹道导弹的一级发动机SR-118非常类似。理论上讲,15D305发动机上采用的杂环芳纶纤维的强度和模量,均要优于MX发动机上采用的凯夫拉-49纤维(凯夫拉是芳纶的商品名),事实上苏联开发的Apmoc芳纶纤维的拉伸强度已经接近T700碳纤维的水平。但从实际装药比例来看,优异的材料性能并没有带来相称的装药比例,估计15D305装药比最多在0.916-0.92左右,低于UGM-133A弹道导弹的一级发动机(装药比0.944)。OPAL燃料,苏联编号T9-BK-8E,是一种含HMX的HTPB高能推进剂,燃烧室压力9.8MPa,尽管相比于15Zh44(RT-23弹道导弹的原型弹,配备大当量核弹头)的3D65一级发动机能量水平有所提高,但与美国同水平燃料作比较,推进剂能量稍显不足:和平卫士弹道导弹不含HMX的一级发动机真空比冲272秒,而含有HMX和HTPB的二级发动机真空比冲295.2秒,要明显超过15D305的280秒。一级发动机放弃了原先的二次喷射矢量,改为柔性喷管整体摆动,喷管也采用了复合材料,在喷喉处采用了碳-碳复合材料以抵抗高温燃气冲刷。

二级发动机为15D339,燃烧含有氢化铝的SТАRТ(启动)高能燃料,真空比冲高达296.6秒,推力147.3吨,燃烧室压力6.55MPa,扩张比30多一点,发动机全重32050kg,装药比0.933。喷管也类似于MX,采用了可伸缩锥减少级间段长度。二级发动机代表了苏联末期的固体火箭技术的巅峰,各项指标基本和MX第二级火箭发动机SR-119平齐,比冲甚至略有超出。

三级发动机为15D291,燃烧含有氢化铍的АP-65高能燃料,比冲和二级发动机类似,推力44吨,采用双段可伸缩锥。但是,因为这种燃料的比冲已经接近HTPB燃料的天花板水平,加上双端可伸缩锥限制了发动机喷管的扩张比,导致三级发动机的比冲逊色于装备NEPE-73燃料(三叉戟IID5潜射弹道导弹装备NEPE-75燃料,后面的数字是固体物质在燃料中的占比。也就是说,NEPE-73燃料的AP/AL/HMX等固体物质含量高达73%,而NEPE-75则是75%),具有三段可伸缩锥喷管的MX第三级发动机SR-120。

末助推系统为RD-866主发动机,由尤日诺耶设计局开发。使用四氧化二氮/偏二甲肼燃料组合,比冲306秒,未加注燃料的发动机系统全重为125kg,推力为5.2千牛。四个储箱呈环形布置,中间是仪器舱。RD-866由 16 个推进器组成,可以微调姿态。
投掷质量上,SS-24为4050千克,意味着其能携带10枚40万吨级核弹头。

经计算,得到其在满载条件下的射程:不带PBV:8000公里;带PBV:10000~11000公里。
四.机动部署——科斯特罗马死亡列车
该车的车头采用大名鼎鼎的M62列车改型——DM-62列车。一列标准的导弹列车通常由20节车厢组成,包括牵引单元、指挥通信单元、生活单元、保障单元和发射单元,即3台内燃机车和17节车厢组成的列车。每列车就相当于一个作战单元。在实际中,导弹列车通常由6~8节车厢组成,其中有两节铁路发射车厢各装1枚导弹,电源车车厢、测控车车厢、指挥通讯车车厢各1节,其余为人员生活车。
指挥通信单元:由指挥车、通信车、电源车组成,它们位于牵引车头之后,可以说是导弹列车的“心脏”,配备了现代化的通信装备,能始终保持列车与上级指挥所之间的通信联系;拥有自动化的控制设施,能保证导弹发射系统及整个列车的水电、空调、消防系统等的正常、有序运行。
发射单元:发射车厢共有3节,每节车厢长大约26米,宽大约3米,高5米,重120吨,每节载运一枚导弹。导弹存放于发射筒之中,置于发射车车厢尾部,采用冷发射方式,发射时车厢顶棚向两边打开。这些车厢上甚至会有一些特意用来伪装的标志,比如“载重135吨”等,可又有谁知道这里装着的是打一发出去就能毁灭世界的怪物呢?
生活单元:由餐车、储藏车和2辆生活车组成;生活车内设休息室、娱乐室和餐车,其中餐车可供人员就餐,亦用作会议室、电影放映厅和教室,且相互之间的功能转换只需十几分钟即可。保障单元为一辆电源车厢,装有柴油发电机组和核能发电设备。通常情况使用核电,柴油发电机组作为备用电源,供紧急情况时使用。
由于导弹发射后坐力极大,普通的两轴转向架很可能承受不住。因此苏联采用的是在原来的两轴转向架之间,增加两个4轴转向架,一来可以承受发射时的后坐,而来减小车体大梁的跨度。

因此,依托铁路,其生存性也极大地提升了:导弹列车的机动速度可达100~200公里/小时,一次可机动转移1000~2000公里,可以做大范围的机动,便于摆脱敌方侦察手段的跟踪。这些神秘列车从来不停靠在城市,都是在边远的隐蔽侧线上停放,且有武装军人严密把守,依托俄罗斯纵横交错的铁路网,可供导弹火车穿行的电气化铁路约有12万公里左右,且沿途还有数百个铁路涵洞可供隐蔽,因此导弹列车的机动范围大大拓展。铁路机动战略导弹系统能够在不暴露自己情况下,一昼夜行驶超过1000公里,且能够在行程中的任何阶段发射导弹。有美国卫星实时侦察,而预先装定目标资料的导弹从美国飞到苏联境内也要数十分钟,在这一时间内铁路机动的列车可以轻松跑出近百千米,甚至可以就近找到一处铁路隧道或山区峡谷隐藏起来。因此从理论上讲,美国对它的打击几乎是不可能的。
一旦接到发射命令,导弹列车迅即停止运行,并借助液压装置自动地固定在铁轨上。接着,打开发射车厢顶棚,接入外部电网,起竖载弹发射筒,装订射击诸元。在确认发射点与目标点坐标无误后,即可启动“按钮”,发射导弹。在发射过程中,由平衡系统自动保持车厢与导弹的平衡。导弹列车既可在停驻区遂行导弹发射任务,也可在机动途中的任何地点实施发射。由于苏联境内电气化铁路区段多,丘陵和山区是发射列车最为活跃的地域,而此区域电气化铁路所占比例也最大,如何在电网下实现发射筒起竖和发射也是需要解决的问题。在铁路电气化电网下实现起竖、发射前,要将接触网悬臂转开接,发射完毕后,再恢复接触网。在紧急或故障情况下,苏军发射分队可以炸掉接触网,可谓简单粗暴。
死亡列车,名副其实的死亡列车。
顺便插个细节,《流浪地球2》中,在UEG宣布了炸月球的计划时,有一个分镜头展示的是发射井部署的和列车机动部署的,可携带7枚分弹头的俄罗斯SS-24洲际弹道导弹翻版。估计分弹头和SS-18撒旦洲际弹道导弹同型,质量378千克当量80万吨,也算是某种意义上的复活吧。

