法国固体燃料弹道导弹系列（二）——M-2/M-20弹道导弹

期末考试考完了，继续开更，因为之前写以色列弹道导弹系列，把法国系列鸽了（法国日常被害），所以今天我来重启它的写作。M-2/M-20基本是一脉相承的关系，下文的M-4A/M-4B/M-45也是如此，所以各自放在一篇里说。

一、法国氢弹的发展历程

在讲今天的内容之前，我们要讲述一下法国氢弹的研发历程。这将是介绍这两款弹道导弹核弹头型号的基础。

为了不跑题，先给个结论：美苏英中法这五个国家，均自主研究发现了两级热核武器的辐射内爆构型（也就是所谓的泰勒-乌拉姆构型）。英国的信息确证了法国自行研究的泰勒-乌拉姆构型的成功，仅帮法国人省了1-2个月的时间。

众所周知，法国的氢弹在五个核大国（刨掉现在自废武功的英国，那应该是4个）中是最晚试验成功的，戴高乐一直没有对氢弹的研究给予比较高的优先级。直到1964年中国爆炸了第一颗原子弹，法国才意识到不能让中国抢在前面进入氢弹俱乐部。然而，法国人显然低估了中国进步的速度，仍然忙于探索两级热核武器的理论。中国于1965年底在理论上突破了两级热核武器的技术关键（致敬于敏院士为代表的中国核科学家），1966年底通过热试验验证了理论方案的正确。而此时法国仍然在错误的技术路线上摸索着氢弹的诀窍。

但明白人倒也不是没有，事实上法国早在1967年1月发表的一篇论文中就说明了：“我们对热核反应进行了电脑模拟，这些模拟显示出初态密度和温度对所得当量的决定性影响。如果Li6D的密度能从原始的0.8克每立方厘米提高到12-15克每立方厘米，热核材料就能充分燃烧。...如果临近材料是完美气体，流体力学告诉我们压缩系数不可能大于4，不管初态下压力有多高。所以压缩系数要到20看起来是不可能的，在我提出研究在Li6D达到高温态前开始冷压缩以后，同事们都反对。他们认为压缩只能由一次冲击波过程来实现，结果都忘记在一个封闭系统中——如热核次级——向心冲击波（靠其后的高压支持住）会经过多次反射，每一次反射都加上一个系数为4的压缩，直到内压（inner pressure）同冲击波前（shock front）压力等同为止；这就能实现总体密度提升，很适合高效的燃烧。”此文观点产生于1965年年底，法国原子能委员会利梅伊军事科研中心的一位专家皮埃尔•比洛的思路：要想真正引发核聚变，就必须首先压缩热核燃料。但是他又不清楚如何压缩。

法国人设想了各种压缩热核燃料的办法，但都无济于事。1966年12月，技术员米歇尔•卡拉约尔（Michel Carayol）找到了“窍门”：让原子弹释放的X射线发挥“活塞”作用。他由此提出了革命性的方案：一个分为两段的圆柱体，一段是原子弹，另一段是热核燃料。事情就这么简单。这也正是美国“氢弹之父”爱德华•泰勒和苏联著名核科学家安德列•萨哈罗夫当初对两级热核武器的构想。卡拉约尔的方案被分发给几位负责人审议，但当时CEA（法国原子能委员会）的高层无法确认这是否是正确的设计思路。1967年6月中国公开宣布氢弹爆炸成功，戴高乐受到很大的刺激，下令加速研究。恰好在这个时候，英国人来帮忙了。

1967年初，一个神秘电话打到了法国原子能委员会的办公室。电话中，这个神秘人物自称是英国奥尔德马斯顿英国原子武器研究中心的学者，并称自己非常了解目前法国研制氢弹的进展和研制工作中出现的问题，愿意以个人名义，帮助法国人用最快的时间制造出氢弹。

起初，法国并不相信这是真的。一个英国人怎么会自愿地帮助法国研制氢弹呢？这会不会是一个圈套，还是另有他图？法国人起初担心会上当，所以没有作出响应。但是，那位英国人一再作出姿态。每次参加正式招待会，他都主动与法国驻英大使馆的一位参赞交谈（并始终只与这位参赞交谈）。他对这位法国参赞说：“你们的氢弹研制尚无进展，是不是？” 这位英国人没有忽略法国氢弹研制的任何情况。他了解一切情况，了解法国进行的试验，了解法国科研人员进行的探索。向他提供这些情况的是美国人。每当法国在太平洋地区进行的原子试验一结束，美国情报人员便立即收集放射性尘埃并进行仔细分析，并把分析结果通报给英国。随着与那位英国人交谈的逐步深入，法国使馆的那位参赞终于明白了：这个英国人的确准备冒险向法国透露绝密情报。于是这位法国参赞立即将此情况通知法国原子能委员会领导人、原子能委员会军事部负责人雅克•罗贝尔和原子能委员会研究部主任让•维亚尔，并问该怎么办？罗贝尔和维亚尔当即回答：“进一步接近他，尽可能多地了解情况，但不要冒险。此事不得以任何借口外传。”为此，法国情报部门与情报和科技信息局共同出面，对神秘人物进行全方位接触和跟踪。几次接触后，事实真相才让法国人深信不疑。

原来，这个神秘人物是一位亲法的英国人，名叫库克。他的祖国英国当时仍在欧洲共同体（欧盟前身）大门之外，他对此十分不满。自1963年以来，法国总统戴高乐多次反对英国加入欧共体，其原因恰恰是由于核武器问题——戴高乐认为英国拥有热核武器，对欧共体市场国家是个威胁。而在这几年前，法国和英国曾试着谈判一项核合作协议。但是，美国总统肯尼迪坚决反对英法两国核合作，英国首相哈罗德•麦克米伦只好屈服于美国的压力。这也是戴高乐反对英国加入欧洲共同体的另一个理由。那位英国人士认为：“这是荒唐的！”他觉得自己应当为英国能加入共同体做些努力。做点什么呢？向法国提供极其重要的的情报：核武器机密，甚至研制氢弹的“窍门”，以便使戴高乐不再反对英国加入共同体。

于是，由那位法国参赞临时充当核军事军官，展开了间谍活动。因为参赞对核技术一无所知，于是法国原子专家们向他传授核技术的一般原理。这样，他就懂得了关于核武器的基本知识，从而能在与那位英国人的交谈中提出些有价值的问题。双方在交谈中不能记笔记。因为记笔记太危险，是绝对禁止的。再说，那位英国人士从不提供书面文件材料，他只口述。所以那位临时充当间谍的法国外交官只能把一切（甚至最专业的数据）记在脑子里。然后，他便避开众人，独自追忆整理谈话纪要。所有这一切都是为了避免暴露那位英国人。（特别提示：这只是英国对法国核武器技术支持这件事的一个最广为人接受的解释。东方大国1967年刚爆炸氢弹，而且这玩意的技术在当时又高度保密，所以别信网上那些所谓的“东方大国援助法国核技术”这类谣言）

开始那位英国人讲话不多，但他却说了很重要的一句话：“你们不要把这件事想得太复杂，拟一个简单的方案就可以了！”一名重要证人说：“对于科学工作者来说，这是一个宝贵的暗示。但不幸的是，在当时，法国原子能委员会内没有任何研究人员能明白这种暗示。”

这是正确的，真理往往都很简单。

那位英国人最终在9月19日向法国通报了泰勒-乌拉姆构型，在9月27日披露了关于氢弹运转的详细细节及英国的氢弹设计方案。这时法国人才明白，卡拉约尔的方案是正确的，因为英国人提供的情报同卡拉约尔方案是一致的（只有个别地方有出入）。原子能委员会负责人之一雅克•罗贝尔召开了绝密会议，出席会议的约有15人。罗贝尔向他们披露了间谍行动情况和英国氢弹设计方案。然后，他强调指出，其他任何人都不应知道曾有英国人士提供氢弹情报一事，这是国家机密。

形势发生了根本变化。法国原子能专家很兴奋，他们终于明白了自己的工作已进展到了何种程度。根据罗贝尔拟定的计划，法国研制氢弹的工作在紧锣密鼓地进行。那位英国人又提供了一些关于氢弹试验的实施细则。

从1967年10月起，法国原子能委员会重新拟订了氢弹试验计划，重新准备了人力、财力和物力，研制工作明显提高了速度。1968年8月24日，法国第一颗氢弹终于爆炸成功，当量260万吨，这是法国进行过的当量最大的一次核试验。5年后的1973年，英国也加入了欧洲共同体。算是相当完美的结局。

法国从1968年开始经过21次核试验，到70年代中期完成了氢弹的武器化。1976年1月24日交付了第一枚实战型百万吨当量热核弹头TN-60。1976年，使用TN-60弹头的M-20中程潜地弹道导弹开始服役。从1977年开始，CEA又把TN-60弹头改进为重量更轻的TN-61型弹头，仍用于 M-20导弹，直到1991年2月全部退役。

TN-61弹头还用于法国的第二代陆基中程弹道导弹S-3。S-3弹道导弹于1972年开始研制，1980年6月第一批9枚S-3弹道导弹开始服役，第二批9枚于1983年1月服役。1984年9月，18枚S-3弹道导弹升级为抗核电磁脉冲的S-3D弹道导弹。1996年9月，S-3弹道导弹开始退役。CEA总共为法国海军和陆军生产了大约90枚TN-61弹头。

二、研制背景和服役小传

上篇我讲了M-1弹道导弹，作为法国初代潜射弹道导弹，它为法国下一代潜射弹道导弹的研制打下了坚实的基础。但是M-1弹道导弹射程偏短，只有2500km。射程上依然达不到苏联首都莫斯科。因此法国战略核潜艇并不能达到其威慑目标。因此，增程成为了M-2/M-20弹道导弹最重要的任务。

M-2导弹于1969年开始研制，1974年开始服役，与M-1导弹相比，导弹的性能有了较大的改进，但是部分性能仍然无法满足需求。最突出的一个，就是弹头威力无法满足指标。M-1弹道导弹和M-2弹道导弹都采用MR-41弹头，它是一种以铀-235做装药，氘氚混合物助爆的裂变式武器。质量700kg当量50万吨，制造了35枚。但是并不是当量百万吨级的核弹头，威力不够，因此M-2弹道导弹只装备在霹雳号核潜艇（可畏级核潜艇3号艇）上，并用以取代部署在可畏号和可怖号核潜艇上的M-1导弹。共装备16+32枚，该导弹单价为0.94亿法郎。1976年起逐步退役，被其后继型M-20导弹替换。

M-20导弹是法国研制的第三代潜射弹道导弹，1971年开始研制，1976年3月开始装备，曾装备可畏级第4和第5艘无敌号和雷鸣号核潜艇。1980-1984年，当可畏级核潜艇的前3艘进行大修期间，法国海军将这3艘核潜艇全部改为装载M-20导弹，以取代M-2导弹，每艘潜艇装备16枚，共装备了80枚，是法国在20世纪七八十年代的主要核导弹武器。M-20弹道导弹最重要的改进便是加装了当量百万吨级的TN-61核弹头。TN-61核弹头外形非常接近美国60年代初服役的民兵1导弹所使用的W-59核弹头。TN-61弹头重约700kg (其中核装置约275-375kg)，当量120万吨。作为对比，W-59核装置重250kg，当量100万吨，长121.4cm，底部直径41.4cm。

三、总体设计

M-2弹道导弹是一型两级固体燃料导弹。采用高压空气弹出的干式发射模式，安全性高。从水下20m处的潜艇中发射，水面点火，它是在M-1导弹的基础上加以改进而成的。M-2导弹与M-1导弹的尺寸和弹头威力、命中精度完全相同，仍为1000米CEP。仍是惯性制导。

M-20导弹也是两级固体导弹，导弹射程、尺寸，弹射方式与M-2导弹相同，但其核弹头为TN-61热核弹头，威力增加到120万吨当量。同时其惯性制导系统做了较大改进，提高了命中精度，CEP为800-1000米。核弹头加固性能较好，可以抗核电磁脉冲。

根据著名的核武器杀伤效应公式，有效杀伤距离= C × T^(1/3)(C为比例常数，一般取1.493885 ；T为爆炸当量，单位为万吨；^(1/3）为求立方根），代入求解可知，MR-41核弹头有效杀伤距离为5.5公里，而TN-61核弹头暴增至7.35公里。

而根据另一个著名的,可以定量分析核导弹的毁伤能力的公式：K=n*(0.001y)^(2/3)/CEP^(2)(n是弹头数量，y是弹头当量，单位为千吨，CEP为圆概率误差，单位为海里，当然你也可以自行换成公制单位)，我们便可以计算出M-20和M-2相比毁伤能力的提升程度。经计算得：M-1/M-2弹道导弹的K值为2.24，M-20弹道导弹则为6.10,直接翻了2.72倍！

四。动力系统和投掷性能

M-2和M-20弹道导弹均采用两级固体火箭发动机，不再使用比冲较低的双基推进剂，而是使用了当时较为先进的CTPB推进剂（美国老兵LGM-30G，也就是民兵3弹道导弹的二三级发动机也采用此类推进剂）。可见法国在这方面和美国没有太大代差。民兵3弹道导弹的CTPB推进剂海平面比冲2432，真空比冲2793，法国应该和这差不多，根据不同的估计，可能是海平面比冲2400，真空比冲2700。

好了，下面又到了投掷性能计算时间。其投掷质量为1000kg（弹头+支架+制导系统）

一级速度增量：1823m/s；

二级速度增量：3867m/s；

修正后：4842.67m/s，对应射程3300km。完全可以胜任打到莫斯科的任务。