前言:“东风”-5B洲际战略弹道导弹被视为中国战略核武器的核心力量。每次阅兵时,这种陆基固定发射井的洲际导弹都作为压阵之作亮相,在国际“世界十大洲际导弹”排名中高居第二,然而它也面临诸多挑战。
一:
“东风”-5洲际弹道导弹是中国于1965年启动研发的第一代洲际战略导弹。这种火箭发动机在当时对于中国来说是一项重大突破,采用了偏二甲肼和四氧化二氮作为液体燃料。其第一级配置了四台并联发动机,推力高达75吨;而第二级设有一台主发动机和一台游动发动机,总推力为25吨。“东风”-5导弹装备有惯性气浮陀螺稳定平台及集成电路数字式发射计算机,并结合新型液压伺服系统,还特意设计了一种小钝头锥形核战斗部,使其命中精度达到了500米。自1981年服役以来,它成为中国唯一的洲际打击能力。在90年代,该导弹技术得到了进一步提升,包括引擎性能与打击精度的改进,引入双组元推进剂,将射程从12000千米提高到13000~15000千米。然而,“东风”-5A型号只能搭载1枚300~400万吨重的核弹头,而与此同时,美苏两国已普遍应用分导式多战斗部技术。
在对城市进行打击时,核弹头的威力无法替代其精准度。一枚2万吨的核弹若在空中爆炸,其爆心0.5公里处的超压值为1.2大气压,这将对地面暴露人员造成极重伤害;而离爆心0.9公里处,超压值降至0.8大气压,此时会导致重度伤害;距离1.4公里时,超压值为0.4大气压,对地面人员造成中度伤害。远至19公里外,仅能带来轻微受损。如果是50万吨的核弹同样在空中引发爆炸,那么相应距离则分别是2.3公里、3.2公里、4 .8 公里和6 .5 公里。50万吨核弹比起2万吨者提升了25倍,但杀伤半径仅增加了3 .4 倍。
显然,仅靠增加城市核弹头的当量来扩大杀伤半径并不划算。分导式多弹头技术则是在母舱中携带多个小型核弹头,按照预设地点逐一释放。这种方式使得每个小型核弹头都能精准打击各自目标,效果明显优于单颗大当量核弹。一枚可搭载6至10枚此类小型战斗部的战略导弹,只要其引导系统合理配置,就可以轻松造成纽约、伦敦或北京等超级城市70%以上的人员伤亡。而仅用300枚核武器便足以将任意国家重返石器时代。
合理且精确地分配每个分导弹头的落区,以实现最佳毁伤效果,并非易事。每个子弹头都独立装备有制导和末助推系统,这意味着对制导系统和推进系统的微型化控制至关重要。此外,导弹在穿越大气层及再入阶段还需解决飞行姿态稳定性的问题。为了确保子弹头能够在50~100千米的真空段抛弃整流罩后释放,第一个子弹头的投放依据第一个目标点来确定,其纵向散布范围可达到1450-1660千米,而横向散布范围则为几十公里。为有效突破反导拦截,母舱需要携带数十个诱饵弹头,每当投放1个子弹头时,都要改变一次飞行轨迹,直至所有子弓破完毕,从而使各自沿不同路径攻击目标。“东风”-5B型号与“东风”-5A基本相同,但设计上调整为携带4~6颗分导式战斗部,在2006年成功试射后正式列入现役。
二:
由于东风-5B洲际弹道导弹需要在发射前注入液体燃料,因此其准备时间较长,并且仅能在固定的导弹发射井内进行发射。自1979年开始部署东风-5洲际弹道导弹以来,共建了24个假设的发射井,但这些并非加固型,且导弹未处于可随时发射状态,备战级别相对较低,要转换为可用状态需数天。尽管如此,这些导弹发射井能确保24小时待命,以便在敌方首次核打击到达之前完成核反击。而美国第一代“大力神”1洲际彈道導彈的地下發射設施极其复杂,占地面积广,不仅有3座深达49米、直径12.2米的发射井,还需建设共享指挥控制中心、动力中心及两座制导天线站,其整体造价高达5100万美元。
为了避免核弹头落下时产生的强烈冲击波造成剧烈晃动,并防止导弹与井壁相撞,导弹由一座巨大的钢架支撑。此钢架依靠底部8根大型弹簧来支撑,这些弹簧作为减震装置,可以消耗来自土壤的冲击能量。不仅是导弹,所有设备都配备有螺旋液压减震设施。“大力神”1所用燃料为RP-1煤油和在-183℃低温下储存的液氧,而液氧必须在发射前加注。每枚导弹都有独立的储存和加注站,与其保持近距离,通过“脐带杆”连接。在发射时,该系统需要与导弹同时升至地面,由于常温环境中氧化剂会迅速蒸发,所以从加注燃料到实际发射至少需要15分钟。此外,紧邻导弾的是一个设备间,其中安装了通风、空气调节、温度控制、湿度监测、电源供给、液压蓄能以及通信等相关设施。
三个发射井共用的动力中心是一座三层的拱顶建筑,内部配备了四台功率为1000千瓦的柴油发电机,每台能够输出2400伏特、60赫兹的三相电力,供应给指挥中心、制导天线和导弹发射井。通常情况下,指挥控制中心与动力中心成对设置,其构造为两到三层高楼,高度达到13.4米,直径11.2米,并设在六个直径500毫米的复式弹簧机构上。上部区域为指挥控制室、通信设备间及综合办公室。核心设备是重达9.5吨,占地34平方米且价值180万美元的人物“雅典娜”制导计算机,该计算机用于数据运算时具备256字节24位核心存储器,以及一个8192字节容量的磁鼓用于程序和数据存储,通过“打孔卡”进行读取运算。这一系统负责接受命令、选择攻击目标、策划弹道轨迹并执行“发射”操作。
指挥控制室内有四名战备值班人员,全天候待命。发射时需两名值班人员同时转动两把钥匙才能启动点火系统,由于两个钥匙孔相隔较远,单独一人无法完成此操作。如外部人员要进入,则必须通过门口的电话联系指挥控制中心的值班人员来开门。下层设有维修区、机械设备室、空气处理设施和监控、电气配电设备以及餐厅、洗手间和储藏室,还有任务准备室等,与指挥控制中心紧密相邻的是一处楼梯及货运电梯;往下降10米,一侧通向地下发射井通道,而另一侧是指挥控制中心的主入口。大门厚300毫米,重达3吨。进入前,工作人员需要在外门与内门之间读取写有秘密代码的纸条,以便打开这扇双开的大门,同时该字条应立即焚烧以确保保密性。
这些建筑的底部布满了密集的管道和电缆,确保每个楼层、作战位置、入口、隧道与通道,以及发射井、天线站、指挥控制中心和发电机等设施,都能够随时接收指令并上报情况。此外,还建有两座备用制导雷达天线升降井,这些天线在发射时会从井中抬升至顶部,以便跟踪导弹。各个通道都设有紧闭的防爆隔断,且发射井与其他建筑之间则配备了一组两个互锁的防爆门,一次只能打开其中一个,而另一侧保持关闭。为了提升安全性,在离井口几千米的范围内,由7到8名警卫人员进行全天候监控,任何异常物体进入该区域都会触发自动报警系统。
“大力神”2型导弹井深度为44.5米,直径为16.7米。其井壁结构由发射筒、特种钢板层、特种水泥层、钒土层和另外一层特种水泥构成,部分墙体厚度达到2.4米。该导弹使用的燃料是可在常温条件下储存的混肼-50与四氧化二氮,可以提前加注且不限制储存时间,其发射准备时间仅需1分钟。然而,这种燃料极具毒性,因此操作人员必须始终穿戴防护服并携带氧气瓶严格按照规程操作。在加注过程中,首先将燃料槽罐车开至发射井周围,将其冷却至15.5℃后再进行地下储存和加注作业,并最终填充到导弹的燃料箱中。在设计上,由于比“大力神”1型更简便,因此建造成本仅需830万美元,而每枚导弹售价220万美元,每年的运营费用约为196.4万美元。截至1963年底,美军共建造了18个这样的基础设施,其中54枚“大力神”2型导弹处于战备状态。
三:
在美苏冷战的早期阶段,导弹发射井主要用于存放待发射的导弹。随着双方都希望摧毁对方的发射井,竞争愈演愈烈,各自在其抗击能力上加大投入,从6kg/cm²、2.24kg/cm²、250kg/cm²到70kg/cm²,最终迅速提升至200kg/cm²。这种加固型导弹发射井建设技术越来越复杂,使得敌手必须直接命中才能破坏它们。在美国首次核打击中,其策略是先攻击敌方的导弹发射井,然后再进行城市攻击。因此,美国投入大量资源以提高潜艇 launched 导弹的精度,以便于这些距离对手最近的潜艇能在最短反应时间内准确打击对手结构。同时,美军自己的研究表明,美国现有導彈發射場所抵挡第一次核打击时存在相当大的脆弱性。
开始建设一种加固型际基弹道导弹发射井,其最大抗压能力需超过1500PS。若50万吨级核弹头在离发射井120米处爆炸,发射井存活的概率为50%。中国的不首先使用核武器政策表明不会主动发动攻击,只能在遭受首次打击后进行反击,而此时敌方的导弹已被发射,失去了打击价值。因此,中国的核反击主要以城市为目标。同时,在愈加精准的侦察卫星和导弹攻击面前,“东风”-5洲际彈道導彈發射井显得越来越无效。在有限的核武器数量下,为确保成功实施过激反应,应借助坚固地下洞库来保障导弹在敌方突袭中的生存。“东风”5B洲际彈道導彈也开始采用这种加固型发布设施。
美国的“民兵”II导弹发射井被设计为加固型,直径为3.66米,深度达到25米,由井盖、井筒和减震系统等构成。最初的井盖厚度为1.22米,重达85吨,可以在12到15秒内打开。后来,在其表面增添了一层厚250毫米的防辐射混凝土,使得整体厚度增加至1.47米,并将重量提升至150吨。此外,为了防止雪、冰块或核爆炸产生的尘埃和碎石掉入井中,在井盖缝隙处安装了碎片收集装置。在地面上设有发控勤务楼,该楼配备厨房、卧室及其他生活设施,而指挥控制室与设备室位于地下15到30米处,两者由隔墙分开,并通过电梯与勤务楼相连。整个勤务楼周围4000平方米区域内设置了一道高2.7 米的电子警戒篱笆,一旦检测到有人入侵,会自动向附近警卫部队报警,由他们乘直升机前往处理紧急情况。
“民兵”II导弹编制为第90、第91和第341三个导弹联队。每个联队下辖3个中队,每个中队再分为5个小队。每个小队包括一个发射控制中心以及10个位于“环形”布局的发射井,发射井之间的距离为4.8到6.4千米,与发射控制中心相隔5.5千米,小队间距从11.2到22.4千米不等。每个发射控制中心配备有10个安全开关,每一个开关负责1枚导弹。在指挥控制室内,两名军官轮班值守,他们的操作台相隔3.6米。当收到启动指令后,双方需各自使用钥匙打开保险箱,取出解码和鉴别程序,并独立完成解码和鉴别,然后同时将开启密码输入到发射控制板,以解除“密码锁”,进而实现导弹的发送。如果任何一方未按规定流程操作或输入错误密码,则系统会使代码锁及核弹头自动失灵。
“大力神”导弹发射井的承受能力为38.76千克/平方厘米,而“民兵”3导弹的发射井则达到了140千克/平方厘米,能够抵御100万吨核武器在距离366米处爆炸。命中精度为370米的50万吨核弹对“民兵”3导弹发射井造成毁坏的概率是29.7%,而命中精度185米时,同样规模的50万吨核弹对其摧毁概率提升至75.2%。为了应对苏联高精度导弹带来的威胁,美国还提出了密集部署地下发射井方案,即将100枚导弹纵向排列在36平方公里范围内,每枚之间相隔550米,并将发射井强化到能承受34.5兆帕超压,且其覆盖物加强到能够抗击69兆帕超压。在这种情况下,50万吨至500万吨级别头寸都无法造成实质性损害,仅有2500万吨级别头寸才能在790米半径内实现34.5兆帕超压。
在“密集部署”之后,数百个导弹井被集中在一个狭窄区域内,使得敌方多枚导弹的飞行轨迹如同“漏斗”一般汇聚,这样就迫使来袭的弹头通道变得更加狭窄。前一个核弹爆炸所产生的中子流、电磁脉冲、冲击波、热辐射以及碎片会导致后续核弹失效,从而避免相互毁灭。每个弹头必须在前一颗爆炸后的几微秒内引爆,或者等到前三者效果消散后再进行引爆。如果第一波为地面引爆,相邻两波之间则需间隔20分钟;如果为空中引爆,则间隔10分钟。在此期间,幸存下来的导弹可以发起反击。如果用2~3枚战斗部打击1个发射井,其摧毁概率将提高至85%。对于精准度达到30米、当量为20万吨的战斗部,其破坏概率甚至能高达90%。
根据计算,美国W76核弹头在400米的空中爆炸时,对工厂造成重度毁灭的半径为1050米。如果发射井位于300至700米之间,W76核弹头在地下爆炸时对这类抗核加固掩体的重度破坏范围仅为156米。即便使用W88重型核弹头,其毁伤半径也仅增至299米,因此单凭一枚核弹头很难同时摧毁两个发射井。因此,对于坚固的发射井目标,必须选择地面爆炸来确保其完全被摧毁。 W76 核弹头以地面引爆可形成直径82米、深17米的炮坑,但若其引爆高度超过200 米,则其伤害能力将降到零。
“东风”-5B导弹发射井的生存能力预计与苏联的SS-18相似,承受力为422千克/平方厘米。如果100万吨级别的弹头命中其精度为185米,其毁伤概率只有22%。不过,现代导弹的精准度日益提升,因此准确打击导弹发射井并不困难。目前,美国拥有300多枚潜射弹道导弹,而中国仅有20多枚东风”-5B 导致。因此,即使采用假发射井,也只有大约50个目标。如果美国采取先发制人的策略,那么除非在美方攻击到来之前立即发动反击,否则存有巨大风险。这一切还面临一个问题,从接收警报到实际开火,决策时间不足10分钟,这样重大的决定,一旦出现误报,该如何处理?
四:总结
部署在发射井中的导弹,一旦遭遇大规模核攻击,其生存能力仅为30%;而核潜艇的生存概率可达到90%以上。因此,2017年11月,美参议院外交委员会在一次听证会上建议放弃生存能力较弱的“民兵”3陆基洲际弹道导弹。在特朗普任内,国防部长詹姆斯·马蒂斯以及奥巴马时期的国防部长利昂·帕内特,都曾呼吁放弃陆基洲际弹道导弹。尽管中国并未表示会放弃“东风”-5B导弹,但其发展重心已转向机动发射。1995年研发的“东风”-31型导弹采用运输/起整/发射车设计,具备极强的公路机动性,但其8000千米范围不足以覆盖美国核心地区。因此,自1984年开始实施代号为“201工程”的计划,即研发“东风”-41型导弹,该型号平时储存在坚固地下洞库中,以确保在需要时能迅速出击,实现有效反击。
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