LGM-25C弹道导弹(英文:LGM-25C Ballistic Missile,英文绰号:Titan Ⅱ,绰号译文:大力神2/泰坦2),是20世纪60年代初期美国研制装备的一种陆基发射
洲际弹道导弹。
发展沿革
历史背景
20世纪50年代末期,美国和苏联从全球博弈出发,争相研制战略核武器。
美国
HGM-25A弹道导弹(大力神1)的研制成功,解决了美国洲际战略核打击力量的有无问题。但该导弹采用不可在常温下贮存的液氧/煤油燃料,还是给弹道导弹武器的使用带来很多问题:系统维护操作复杂,发射前需要临时加注推进剂,发射准备时间需要15分钟以上;此外,由于该型导弹只是平时贮存在地下井中,发射时仍要提升到地面,很容易被侦察、定位和摧毁,因而生存能力较低。更重要的是,在研制HGM-25A弹道导弹时,由于技术基础差,研制时间紧迫,许多技术问题没能彻底解决,因而导弹的可靠性较差,只有50~70%的发射成功率。再加上弹头小型化技术不过关,弹头弹体笨重,制导精度不高,实际上并没有完全达到美军期望的实战要求。因此,伴随着HGM-25A弹道导弹的试射和部署,在美国空军主导下,新一代洲际弹道导弹的研制于1958年被提上日程。
研制历程
HGM-25A弹道导弹采用两级结构,具有比采用一级半结构的SM-65弹道导弹(宇宙神)更有技术潜力,因此美国军方第二代洲际弹道导弹的研发首先从对HGM-25A弹道导弹的改进上着手,新研制型号定名为LGM-25C弹道导弹(大力神2)。
1960年6月,由马丁公司主承包的LGM-25C弹道导弹正式启动研制。
1962年3月16日,LGM-25C弹道导弹首次试射成功。
1963年6月,LGM-25C弹道导弹结束飞行试验,累计发射试飞35次,解决了若干技术问题(其中纵向振动问题最大)。
1963年10月,马丁公司宣布LGM-25C弹道导弹可供使用。
列装入役
1963年12月,LGM-25C弹道导弹陆续装备部队,取代HGM-25A弹道导弹。
美国核武库中,LGM-25C是最大的战略导弹,也是仅有保留服役的液体推进剂洲际弹道导弹。美国原计划在LGM-25C服役七年后(20世纪70年代)使其退役,但实际上该型导弹超期服役至20世纪80年代后期。
1987年6月23日,LGM-25C弹道导弹全部退役。
技术特点
总体设计
LGM-25C弹道导弹的设计重点是突出“快”字,缩短发射准备时间,其技术改进在三方面:第一,将常温下不易贮存的液氧/煤油推进剂改为耐贮存的混肼-50/四氧化二氮;第二,将导弹地下贮存地面发射的方式,改进为地下贮存和地下点火发射;第三,将惯性与地面无线电指令的复合制导改进为全惯性制导。
LGM-25C弹道导弹由一、二级动力装置,一、二级导弹弹体,制导仪器舱和弹头组成。导弹两级之间和第二级与弹头之间有分离装置。两级弹体有各自的推进剂贮箱、增压系统、火箭发动机、液压及电动系统。导弹二级弹体两贮箱间的仪器舱中安装飞行控制系统和导弹制导系统。贮箱箱壁即为导弹弹体蒙皮,贮箱外部有电缆通道和推进剂管道,贮箱前面有出入口孔盖。导弹仪器舱尾段和箱间段设有检修窗口。
导弹一级弹体由级间段、氧化剂贮箱前裙、氧化剂箱、燃料箱和箱间段组成。二级导弹弹体有级间段、氧化剂箱、箱间段、燃料箱和后裙组成。
动力装置
LGM-25C弹道导弹的动力装置由一级发动机(LR87-AJ-5)和二级发动机(LR91-AJ-5)组成。发动机系统包括推进剂箱自动增压系统。
导弹的第一级由2台大推力的发动机组成,2台发动机安装在同一个机架上,每台发动机各由推力室、涡轮泵、燃气发生器和发动机起动系统组成。2台发动机同时工作,有共同的点火系统。第一级发动机根据控制中心下达的发射指令工作时,泵前阀门是开启的,允许推进剂通过入口管流入发动机。在发射时,28V直流电信号作用到两个固体点火器上,点燃燃气发生器,使之产生热燃气随后启动发动机。
导弹第二级发动机由推力室、烧蚀裙、涡轮泵、燃气发生器、推进剂自动增压系统、滚动控制系统和发动机控制系统组成。第二级发动机与一级发动机的工作程序大致相同。
制导控制
LGM-25G弹道导弹采用全惯性制导系统,其主要设备有
液浮陀螺、摆式
加速度计、外撑式数字计算机等。为了减小制导系统的体积和质量,采取了以下措施:机械部分尽量采用轻金属,如陀螺用铍制造;电子设备小型化,采用印刷电路;计算机采用质量仅为170克的磁表层不锈钢磁鼓。整个制导系统总质量130千克(平台及电子设备质量90千克,计算机质量40千克),平台体积0.0010~0.0028立方米。导弹控制系统用于控制导弹的飞行姿态和方向。它由一级速率陀螺装置、二级自动驾驶仪系统和伺服作动器组成。飞行控制系统接收导弹制导装置的制导操纵信号,然后将其转化为稳定的控制信号,并把信号传送给相应的作动器。
惯性制导系统除用于作战控制外,还具有自动测试和探测故障的功能。它的主要特点是操作简便、可靠、制导精度高。
弹头装置
LGM-25C弹道导弹采用MK6、MK6A型单弹头,是美国20世纪60年代初研制成功的烧蚀式弹头,防热材料为增强
环氧树脂。弹头前部为钝锥形(后来改为尖头),中间为圆柱形,后部为裙部。
导弹弹头舱中装有W-53型核弹,采用热核装料,爆炸威力达1000万吨TNT当量,可用于攻击敌方大型硬目标及核武器库。
导弹弹头舱中还装有突防舱,内装用于干扰敌方雷达的干扰条,从而提高了导弹的突防能力。
作战方式
LGM-25C弹道导弹直接从地下井发射,导弹一经发射,弹上制导控制系统就开始工作,惯性测量装置将导弹的状态和速度不断送往弹上制导计算机,计算机向自动驾驶仪和飞行控制系统各继电器及开关不断发出操纵指令。导弹操纵指令为:按飞行程序关闭一级发动机;一、二级火箭分离;二级发动机工作并关机;游动发动机点火并工作;两个俯仰姿控小火箭点火并工作。导弹通过状态控制按预定弹道飞行。最后,制导控制系统下达释放弹头的指令,弹头飞向既定目标,直至击中目标。
性能数据
衍生型号
LGM-25C弹道导弹的衍生型号主要是大力神运载火箭系列,包括2LV-4、2SLV-4、大力神3和大力神4等多种型号。截止1994年底该系列火箭共执行17次任务,发射成功率100%。
2LV-4
2LV-4运载火箭,是在LGM-25C弹道导弹的基础上发展起来的。1962年初该运载火箭开始改型研制,美国航空航天局选用LGM-25C作为
双子星座号飞船运载工具,因为LGM-25C导弹首先是当时美国运载能力最大的火箭,只有它具有发射双子星座号飞船的能力;其次是LGM-25C导弹采用可贮推进剂,便于操作、处理并具有长时间贮存和随时发射的特点,适合于载人空间发射和空间会合对接任务。
2LV-4运载火箭作为大力神系列运载火箭中最早投入使用的型号,是为双子星座号载人飞船计划服务,故又名“双子星座运载火箭”。该火箭虽然为
美国航空航天局(
NASA)民用计划服务,但美国空军不仅直接参与了火箭的研制与发射,而且还利用双子星座号飞船的10余次飞行,进行了各种试验。
SLV-5
SLV-5运载火箭,是美国空军将LGM-25C改进型作为主要的重型空间发射火箭,可带有捆绑式固体燃料助推器和几种附加的上面级。1987年LGM-25C洲际弹道导弹退役后,剩余的导弹被翻新为空间运载发射火箭,并在1990年被命名为SB-4A火箭。1990年又命名为SB-5A/B和SB-6A火箭。
SLV-5火箭是美国空军将重型有效载荷送入空间轨道的标准运载火箭,直到2005年10月发射最后一个空间器。
美国还设想采用一种新的氢氧第二级代替大力神2运载火箭的第二级芯级,采用一种新的氢氧第一级代替现役的第一级芯级,设想用新的氢氧二级作为轨道转移火箭。
马丁·玛丽埃塔公司还把退出现役的大力神洲际弹道导弹经过整备维修后做为SDI(战略防御计划)空间实验用卫星运载火箭。大力神2第一级捆绑8台固体燃料火箭助推器,能发射1900~3400千克的有效载荷。大力神2改型火箭将于1992年进行发射。
大力神3
大力神3运载火箭是从1962年12月起开始发展的系列运载火箭,美国根据航天发射的需要,在LGM-25C弹道导弹的基础上先后研制了大力神3A、3B、34B、3C、3D、3E及34D等型号运载火箭。
大力神3A型火箭在LGM-25C(大力神2)/双子星座的基础上加长了第一和第二级,并采用过渡级作为上面级;3B型改用
阿金纳火箭上面级和无线电制导系统,其余配置与3A型相同;34B型是在3A型的基础上加长第一级形成的;3C型以3A型为芯级,捆绑两台由5段组成的大型固体助推器,并加长整流罩;3D型与3C型相同,只是不带上面级;3E型则在3D型的基础上增加了半人马座上面级,并把整流罩直径加大到4.3米;大力神34D型的芯级与3B型相同,但捆绑了两个由5.5段组成的固体助推器,并使用过渡级或惯性上面级(IUS)。这些型号主要用来发射美国的军用卫星,如侦察、通信和预警卫星等,3E型还曾用于向火星发射海盗号探测器和向木星、土星和天王星发射
旅行者号探测器。大力神3系列火箭的发射任务到1989年已经结束,共发射了152次,失败12次,发射成功率为92%。
大力神4
大力神4运载火箭,是美国为补充一次性运载火箭(CELV)的数量不足,继续推进大力神系列运载火箭的研发,并将大力神34D7改称为大力神4运载火箭。
大力神4运载火箭是从大力神34D发展而来,火箭芯级加大,采用最初为大力神3M设计的7段式的固体发动机和5. 09米直径的大整流罩。原计划只从美国东海岸的一座发射台、发射10枚搭载半人马座上面级的运载火箭。
1986年1月,
挑战者号航天飞机爆炸失事后,大力神4运载火箭除订购数量增加外,还改为采用两种上面级(惯性上面级和半人马座)和不带上面级(NUS)几种配置,分别从两座美国东海岸(卡纳维拉尔角)发射台和一座美国西海岸(范登堡空军基地)发射台发射。由于航天飞机不再用于发射国防部的卫星,大力神4已成为美国国防部发射重型有效载荷的主力运载火箭。
1989年6月14日,大力神4从卡纳维拉尔角的41号发射台进行了首次发射,并取得了成功。截止到1995年8月,大力神4运载火箭已发射了12次,除第7次发射失败外,其余均获得了成功,发射成功率为91. 7%。
服役动态
导弹部署
1963年12月,LGM-25C弹道导弹开始分别部署在美国堪萨斯州(381战略导弹联队)、亚历桑那州(390战略导弹联队)、阿肯色州(308战略导弹联队)三处空军基地。每个基地配有2个导弹中队,每个中队配备9枚导弹,共部署了54枚。
根据规划,在战争期间,需由美国总统和战略空军司令部共同发出导弹参战命令。待命的导弹中队从编码开关系统和发射控制综合设备控制台收到警戒或攻击的命令,立即确认导弹的战备状态、获取导弹发射信号并接收攻击目标信息,最后,启动发射程序并监控导弹的发射动态。
20世纪80年代,美国军方集中力量改进正在服役的洲际弹道导弹、潜射弹道导弹和轰炸机空投核武器
“三位一体”战略核力量,并且继续拨款研制发展和部署新武器系统。美国洲际导弹数目保持不变,其中
LGM-30G弹道导弹550枚(每枚带3个分导式子弹头)、
LGM-30F弹道导弹450枚、LGM-25C弹道导弹54枚。美国军方还继续采购37万吨TNT当量MK12A分导多弹头和 NS-20制导系统,以改进导弹的威力和精度。
爆炸事故
1980年9月19日凌晨3时,美国阿肯色州达马斯克斯镇附近的导弹发射场,一枚LGM-25C弹道导弹在44.5米深的发射井内进行保养作业,一名技师在第三层平台上不慎掉落一支1.35千克重的扳手套筒,落于井底反弹起来击中导弹第一级燃料箱外壳,导致毒蒸气从裂纹逸出并引起爆炸。
1993年8月2日,大力神4运载火箭进行的第7次发射,有一台固体助推器壳体烧穿,导致火箭在升空101秒时爆炸。
发射试验
20世纪50~60年代的冷战时期,马丁公司生产了大约140枚LGM-25C弹道导弹。冷战结束后,该型导弹多被改装为大力神2运载火箭用于卫星发射。自1988年起,经过改装的大力神2运载火箭进行了12次发射,将十余颗军用气象和科学卫星送入轨道。
1989年3月,美国空军的大力神4运载火箭将美国国防部的第一颗国防支持系统14号预警卫星,成功发射升空。
2005年,美国进行LGM-25C弹道导弹燃料贮箱和“飞毛腿”弹道导弹受强激光辐照实验,分析破坏模式和破坏机理。分析认为:用激光拦截助推段弹道导弹时,其液体贮箱壳体和固体燃料发动机壳体是最易损坏的,生存能力很低。为此需要在新型号弹道设计时进行结构加固。
总体评价
LGM-25C弹道导弹,作为美国第二代洲际战略弹道导弹,主要用于攻击地面目标,如大型硬目标、核武器库等。该导弹具备双目标选择能力,配装陆基战略导弹武器中最大的
核弹头,对软目标(人口密集城市、工业制造中心)造成破坏最大。(《世界导弹大全(第三版)》 评)
LGM-25C弹道导弹的发射时间缩短至60秒,而且弹体自身性能提升十分可观。与HGM-25A弹道导弹比较,LGM-25C弹道导弹发射重量提高了46.5%,导弹射程由1万千米增加到1.5万千米,弹头核当量由500万吨提高到1000万吨TNT当量,提高了命中精度。由于LGM-25C弹道导弹具有发动机推力大、比推高、弹头威力大、成本低等特点,使其退役时间一再延迟。随着性能更好的固体导弹服役,并考虑到LGM-25C弹道导弹推进剂具有毒性等缺点,最后美国军方决定LGM-25C从1984年开始陆续退役。(《诸神的重箭:经典战略弹道导弹》《世界导弹大全第三版》 评)
LGM-25C弹道导弹武器系统经评估是安全和可支撑的。自从1963年该导弹开始部署以来,导弹及有关的支持设备都得到了适当维护,直到20世纪80年代仍能满足安全和作战要求并保持良好的物理状态。虽然有些支持设备已经老化,但通过必要的检修和替换,发射人员经过训练能安全有效地给予必要的维护。LGM-25C弹道导弹整个系统的安全是令人满意的。(《国外导弹技术》评)