鄭文浩
什么是分導(dǎo)式多彈頭
彈道導(dǎo)彈與核武器聯(lián)合在一起,就成為了世界上最恐怖的武器,因此在冷戰(zhàn)時(shí)期美蘇就開始大規(guī)模研制各種反導(dǎo)武器來對(duì)抗。為應(yīng)對(duì)敵方的反導(dǎo)武器,美蘇開始在導(dǎo)彈上使用多彈頭技術(shù)。首先是集束式彈頭,但是集束式彈頭的彈道仍然是相對(duì)固定的,就好比撒了一把石頭子扔向?qū)κ?,其彈道仍然是可以預(yù)測的,即被攔截的可能性仍然很大,因此在上世紀(jì)60年代,美國首先開發(fā)了分導(dǎo)式多彈頭技術(shù)。
分導(dǎo)式多彈頭(MIRV)彈道導(dǎo)彈的彈頭母艙按照預(yù)定程序在不同軌道釋放子彈頭(實(shí)際是載具),多個(gè)彈頭沿著不同的軌道再入大氣層,可打擊橫向和縱向范圍內(nèi)幾十到上百千米的多個(gè)目標(biāo)。
當(dāng)導(dǎo)彈飛至預(yù)定釋放第一個(gè)子彈頭的彈道附近時(shí),彈頭母艙與末級(jí)火箭分離。此時(shí)彈頭母艙的末助推系統(tǒng)點(diǎn)火,并作機(jī)動(dòng)飛行,對(duì)彈道進(jìn)行精確修正,接著母艙的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī),啟動(dòng)釋放裝置,釋放第一個(gè)子彈頭。然后,母艙發(fā)動(dòng)機(jī)重新點(diǎn)火,變換方位,調(diào)整速度,校正彈道,釋放第二個(gè)子彈頭。這樣周而復(fù)始,直到所有子彈頭放完為止。
從打擊范圍上看,不同彈頭落點(diǎn)距離可達(dá)500~600千米,只要攜帶3枚子彈頭就可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)千平方千米范圍特定目標(biāo)的打擊,讓對(duì)手顧此失彼。同時(shí),分導(dǎo)式多彈頭也能從不同彈道攻擊同一個(gè)或不同目標(biāo),突防能力極強(qiáng)。再入段核彈頭的再入速度很大,進(jìn)行低空攔截的可能性幾乎為零。多彈頭分導(dǎo)技術(shù)是應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)最有效的途徑之一,以SS-18導(dǎo)彈為例,攜帶10枚小型核彈頭,10發(fā)SS-18同時(shí)發(fā)射將在大空域內(nèi)產(chǎn)生100枚核彈頭和數(shù)百個(gè)誘餌,對(duì)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)形成飽和攻擊。
如何決定帶多少個(gè)分導(dǎo)式子彈頭
一枚導(dǎo)彈究竟帶多少個(gè)分導(dǎo)式子彈頭,這需綜合考慮目標(biāo)性質(zhì)、突防效果、導(dǎo)彈射程、載荷和核裝置大小、工藝水平以及經(jīng)濟(jì)性等。例如要打擊對(duì)方的導(dǎo)彈發(fā)射井,分導(dǎo)式多彈頭的精度要求更高,因此數(shù)量并不是越多越好。而要打擊對(duì)手的大城市、未加固的指揮中心等軟目標(biāo),精度要求不高,可以攜帶更多的彈頭以實(shí)現(xiàn)殺傷效果的最大化。再如要實(shí)現(xiàn)更好的突防效果,或者敵人的反導(dǎo)實(shí)力很強(qiáng),就要攜帶更多彈頭,反之則不用。
如果導(dǎo)彈的有效射程非常遠(yuǎn),例如達(dá)到了13 000千米以上,那么可攜帶彈頭數(shù)量就有較大的冗余量,能夠在打擊洲際目標(biāo)上盡量攜帶更多彈頭。如果有效射程只有7 000~9 000千米,那么要擊中極限目標(biāo),則要削減彈頭數(shù)量以減輕載荷,盡量實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈射程的最大化。
導(dǎo)彈載荷這個(gè)指標(biāo)很好理解,核裝置大小是另一個(gè)重要指標(biāo)。核彈頭小型化技術(shù)越高,就能攜帶更多的子彈頭。
核武器的研制、維護(hù)和保養(yǎng)的費(fèi)用都很高。如果一個(gè)國家沒有實(shí)力來研制更多的核彈頭,也就限制了子彈頭的數(shù)量。如果一個(gè)國家只能承受120枚子彈頭的數(shù)量,那么它的策略是使用40枚帶有3枚子彈頭的導(dǎo)彈而不是15枚帶有8枚子彈頭的導(dǎo)彈,因?yàn)楹笳邔?dǎo)彈數(shù)量更少,更易遭到對(duì)手打擊而喪失核反擊能力。當(dāng)然像美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期不計(jì)成本造導(dǎo)彈、造彈頭的情況不在此列。
除此以外,條約限制也是重要原因。例如美俄導(dǎo)彈分導(dǎo)式子彈頭數(shù)量下降并不是因?yàn)閮蓢夹g(shù)水平落后,而是條約限制的結(jié)果。從層級(jí)上看,導(dǎo)彈射程、載荷和核裝置大小直接影響子彈頭數(shù)量的多寡,而目標(biāo)性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)條件等為間接影響因素。
從彈頭小型化到母艙控制技術(shù)
戰(zhàn)略導(dǎo)彈的相關(guān)數(shù)據(jù)肯定是嚴(yán)格保密,但這并不等于在公開媒介沒有分析它的性能依據(jù)。由于運(yùn)載火箭和洲際導(dǎo)彈密切相關(guān),可通過公開的運(yùn)載火箭情況來猜測洲際導(dǎo)彈的相關(guān)情況。
早期洲際導(dǎo)彈的有效載荷范圍估測在3噸以下,射程在10 000千米左右。這兩個(gè)指標(biāo)已經(jīng)限制了當(dāng)時(shí)采用分導(dǎo)式多彈頭的能力。此外,導(dǎo)彈打擊精度也是重要因素。上世紀(jì)80年代蘇美主力導(dǎo)彈CEP為300~500米,有的可達(dá)200米。多年前中國曾經(jīng)進(jìn)行過一箭三星的發(fā)射,這被外界普遍認(rèn)為擁有了分導(dǎo)式多彈頭能力,但發(fā)射衛(wèi)星是在相鄰較近的軌道上依次投放衛(wèi)星,并沒有達(dá)到軍用分導(dǎo)式多彈頭突防的要求。再加上洲際導(dǎo)彈本身射程、精度上的限制,沒有使用分導(dǎo)式多彈頭的條件。改進(jìn)型洲際導(dǎo)彈在增大第一、第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力后,射程可能大于12 000千米,調(diào)整載荷后甚至可能將射程延伸到13 000~15 000千米。此外在進(jìn)入上世紀(jì)90年代后,慣導(dǎo)技術(shù)有了明顯進(jìn)步,例如美國“民兵”Ⅲ慣導(dǎo)平臺(tái)漂移度水平是每小時(shí)0.005度。入軌精度和導(dǎo)航精度的提升,足以將導(dǎo)彈精度由千米級(jí)提升至百米級(jí)。
對(duì)于空間有限的導(dǎo)彈來說,核武器小型化技術(shù)意味著彈頭尺寸重量至少比原來的彈頭縮小三分之一以上,否則就沒有任何意義,因?yàn)閺楊^小型化至少要滿足在原來的空間內(nèi)裝3個(gè)以上的彈頭。例如美軍“大力神”導(dǎo)彈在1961年使用的W38單彈頭,長兩米,直徑81厘米。“民兵”Ⅲ是美軍首個(gè)使用分導(dǎo)式多彈頭的導(dǎo)彈,其搭載的W62彈頭長182厘米,直徑55厘米,重114千克。美海軍第一枚小型化核彈頭是誕生于1957年的W47彈頭,直徑46厘米,彈長120厘米,重330千克。美國現(xiàn)在最先進(jìn)的海軍W88核彈頭長1.75米,直徑55厘米,重量約360千克。也就是說核彈頭小型化后,長度范圍為1.7~1.8米,直徑為50~ 80厘米,重量在300~400千克。核彈頭小型化的關(guān)鍵問題在于縮小后仍具有較強(qiáng)的打擊能力,而且陸基核導(dǎo)彈相比?;藢?dǎo)彈空間更大,能容納尺寸更大、當(dāng)量更大的小型化核彈頭。
如果一個(gè)國家承認(rèn)突破了彈頭小型化技術(shù),那么意味著其彈頭尺寸也應(yīng)在美軍的彈頭尺寸范圍之內(nèi),而不會(huì)有太大的誤差,否則彈頭小型化就無從談起。如果從公開閱兵場面目測判斷一型導(dǎo)彈直徑約3.1~3.35米,彈頭整流罩長約2.5米,那么以美國“三叉戟”ⅡD5潛射導(dǎo)彈的W-88核彈頭的彈體尺寸標(biāo)準(zhǔn)來看,裝載8~10枚彈頭是沒有問題的。
如果射程、載荷乃至核武器小型化技術(shù)都已不是使用分導(dǎo)式多彈頭的技術(shù)障礙,那么還要克服一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),即MIRV母艙多彈頭投送技術(shù)及其相關(guān)控制程序。
MIRV母艙是軍事上的說法,實(shí)際這種技術(shù)在民用多星發(fā)射上,被稱為自主控制上面級(jí)及其衛(wèi)星分配器系統(tǒng)。如果能幾次進(jìn)行多星發(fā)射成功,就意味著在上面級(jí)關(guān)鍵控制技術(shù)上取得了突破。MIRV母艙控制技術(shù)的關(guān)鍵在于彈頭在不同軌道分離之后,母艙的質(zhì)心位置會(huì)發(fā)生較大變化,這就要求控制系統(tǒng)能夠精確控制母艙的俯仰、偏航和滾動(dòng)。MIRV母艙控制技術(shù)和多星發(fā)射在控制上完全是相通的。上世紀(jì)80年代曾任美國國防部長的著名物理學(xué)家哈羅德·布朗曾經(jīng)公開表示:我們(美國)已經(jīng)從一個(gè)運(yùn)載器上釋放了八個(gè)衛(wèi)星,這種辦法盡管與分導(dǎo)式多彈頭技術(shù)不是完全一樣,但也是非常相似的。換個(gè)角度看,衛(wèi)星入軌需要的精度比核彈頭要更高,這反過來會(huì)促進(jìn)分導(dǎo)式多彈頭技術(shù)發(fā)展。
導(dǎo)彈外觀因素
如果洲際導(dǎo)彈采用了頭部鈍圓的整流罩而非以前的錐形整流罩,說明這種整流罩可以為內(nèi)部的彈頭建立一個(gè)有恒定溫度、濕度的空間,從而保證彈頭的存放環(huán)境要求。如果整流罩上方還分布著一些連接裝置,則可能是導(dǎo)彈整流罩的平行分離式機(jī)構(gòu)。這種整流罩平行式分離機(jī)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在導(dǎo)彈彈道的初始階段就開始分離整流罩,這樣既可以適應(yīng)導(dǎo)彈早期機(jī)動(dòng)變軌的需要,也節(jié)省了載荷空間以攜帶更多彈頭或者誘餌。
從導(dǎo)彈發(fā)射車外觀判斷導(dǎo)彈尺寸的一個(gè)參照物是牽引車的輪胎。一些熟悉軍用卡車的朋友或許知道,導(dǎo)彈牽引車使用的是一種軍用卡車經(jīng)常使用的全鋼載重子午線輪胎。這種輪胎的直徑網(wǎng)上都可以查到,大約1.2米。比如,如果從外觀估測導(dǎo)彈整流罩收斂點(diǎn)到導(dǎo)彈頂端的距離大約為2.7個(gè)左右輪胎直徑的長度,就可大致估測出導(dǎo)彈整流罩長3.3米。再比如,如果估測出MIRV母艙直徑約3.2米,那么從多彈頭的排列方式來看,直徑為80厘米、長1.8~1.9米的小型核彈頭可以一圈排列8枚,而直徑64厘米,長1.75米的小型核彈頭可以一圈排列10枚。直徑為80厘米、長1.8米這一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于掌握核彈頭小型化技術(shù)的國家,并不是高不可攀。
決定核導(dǎo)彈分導(dǎo)式多彈頭數(shù)量的因素,除了技術(shù)之外,還有其它條件限制。其他國家的洲際導(dǎo)彈可能與美國“民兵”導(dǎo)彈攻擊對(duì)手發(fā)射井的用途并不一樣,而是在有限核威懾的思想下,通過較少的導(dǎo)彈數(shù)量來搭載分導(dǎo)式多彈頭,實(shí)現(xiàn)最大限度的突防,對(duì)敵方城市群實(shí)施大規(guī)模核報(bào)復(fù),最大程度殺傷對(duì)方的人口和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,遏制敵方對(duì)己方先發(fā)制人的核打擊。假設(shè)一個(gè)國家有20枚這種導(dǎo)彈,每枚攜8個(gè)彈頭,總共可以投擲160個(gè)核彈頭,等于可以攻擊對(duì)手160個(gè)城市目標(biāo)。根據(jù)美國最新的城市人口統(tǒng)計(jì),加州是美國城市數(shù)量最多的州,總共有70座城市,人口達(dá)3 800萬,也是美國人口最多的州。美國人口第二第三的德克薩斯州和佛羅里達(dá)州的城市總數(shù)也沒60個(gè)。也就是說,20枚這樣的多彈頭導(dǎo)彈就可涵蓋美國人口密集的三個(gè)州。
如果1枚導(dǎo)彈的分導(dǎo)式彈頭數(shù)量增加到10枚,那么毀傷增加的力度則并不十分明顯,因?yàn)槊蓝硪酝鈬业膶?dǎo)彈數(shù)量有限,而且彈頭增加意味著單個(gè)彈頭當(dāng)量要下降,這不但取決于彈頭小型化技術(shù)的進(jìn)一步提升,也和導(dǎo)彈載荷的限制有關(guān)。因?yàn)楫吘共皇钦l都有俄羅斯SS-18那樣載荷超過8噸的超重型大殺器,也不會(huì)像冷戰(zhàn)時(shí)期美國那樣,追求精度和數(shù)量主要對(duì)敵方發(fā)射井實(shí)施攻擊。
因此,配置8枚子彈頭更符合這種戰(zhàn)略核威懾策略,而且還可以在MIRV母艙中節(jié)省下來的空間配置更多的誘餌和假目標(biāo),以達(dá)到更強(qiáng)的突防性能。通過大致計(jì)算,20枚這樣的導(dǎo)彈,可以搭載160枚彈頭對(duì)美國約26%的人口實(shí)施有效核威懾。
美國現(xiàn)在總共有1 957枚核彈頭。如果有美國六分之一的軍費(fèi),估計(jì)就能夠承受大約320枚核彈頭的發(fā)展數(shù)量。當(dāng)然如果實(shí)施的是有限核威懾政策,彈頭數(shù)量還要更少,對(duì)經(jīng)濟(jì)的壓力更小。
由于彈頭數(shù)量較少,從武器的生存性上考慮,可能有人認(rèn)為不但沒有必要增加到10個(gè)子彈頭,而且要把子彈頭數(shù)量降更多,來增加導(dǎo)彈的數(shù)量,比如說每一枚導(dǎo)彈只攜帶3枚子彈頭,這樣在敵方先發(fā)制人核打擊下,可能有更多的導(dǎo)彈幸存下來。但現(xiàn)在來看并不需要這樣,第一個(gè)原因是最大型的洲際導(dǎo)彈并不見得是一國最先進(jìn)的戰(zhàn)略核武器,其機(jī)動(dòng)能力有限是最大的弊端。對(duì)于一種地下井固定發(fā)射的戰(zhàn)略核武器,增加數(shù)量并不是最優(yōu)選擇。這一策略應(yīng)該應(yīng)用于生存性更強(qiáng)的機(jī)動(dòng)式戰(zhàn)略導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)。即機(jī)動(dòng)式戰(zhàn)略導(dǎo)彈如果采用分導(dǎo)式多彈頭,可以減少彈頭數(shù)量,增加導(dǎo)彈數(shù)量,來最大程度實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈戰(zhàn)時(shí)生存性。
第二個(gè)原因是如果已開始研制反導(dǎo)系統(tǒng),那么將為數(shù)量有限的戰(zhàn)略導(dǎo)彈撐起保護(hù)傘,使這類固定發(fā)射的戰(zhàn)略導(dǎo)彈具備更強(qiáng)悍的生存性能,因此沒必要將單枚導(dǎo)彈彈頭數(shù)減得更多,保持8枚能實(shí)現(xiàn)打擊效果的最大化。