潘興II為抗衡蘇聯而生,與SS-20導彈同時銷燬,配備末端制導能力

潘興II導彈是一種機動式中程彈道導彈,作為抗衡前蘇聯SS-20分導式多彈頭中程機動彈道導彈,潘興II導彈創造性地使用了帶有末端制導的彈頭,大大提升了精度,從而獲得了發射鑽地彈頭的"獨門絕技",可以打擊大壩、船閘、機場等高精度需求目標,並且由於具備了末端雷達制導能力,稍經改裝即可打擊海上移動目標——眼不眼熟?對了,這就是某型、某型和某某型快遞的"師傅"。下面,讓我們一起解析這款因美蘇中程彈道導彈條約而最終壽終正寢的極具代表性的"真理的力量"。

潘興II為抗衡蘇聯而生,與SS-20導彈同時銷燬,配備末端制導能力

一、概述

潘興II導彈於1974年開始研製,主承包商為馬丁·瑪麗埃塔公司,但其末端雷達制導系統於1972年就已經開始研製了。1977年底開始,若干枚潘興IA型導彈更換上了這種雷達末制導彈頭進行了飛行試驗,無論是彈頭投送能力、彈頭機動能力、彈頭命中精度還是鑽地彈頭結構完整性和穿透力全部達到預期。隨後,潘興II技術原型導彈開始生產,射程可達1800公里。1983年底,潘興II完成了18次飛行試驗,開始在西德進行部署。

1987年,美蘇簽署了《美蘇消除兩國中程和中短程導彈條約》,條約規定美蘇各自銷燬全部的潘興II導彈和SS-20導彈。到1991年6月,潘興II導彈已全部銷燬完畢。

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二、潘興II導彈的主要性能

儘管被稱為是潘興I的改進型,然而潘興II導彈可以說是一款劃時代的全新的彈道導彈。她長10.61米,直徑1.1米,起飛重量為7400公斤,最大飛行速度為音速的14倍,使用固體燃料火箭發動機,彈頭長4米,重量為641公斤,裝載有一個W85型0.5-5萬噸的威力可調的核戰鬥部,發射準備時間只需要5分鐘。制導系統為慣性導航加雷達區域相關末制導,命中精度為圓概率誤差(CEP)30米。其主要優點主要是三個方面:一是有繼承性,繼承了潘興I的操作手冊大部分內容;二是操作簡便,作為一款機動式彈道導彈,準備時間僅5分鐘,有很大可能能夠在蘇聯導彈落地之前完成發射。三是戰術性能好,體現在①射程遠,能夠打擊前蘇聯歐洲部分的大多數軍事目標,②命中精度高,可以使用鑽地核彈對加固設施進行準確打擊,從而具備了摧毀地下指揮中心、洲際彈道導彈發射井等目標的能力,同時較高精度也使得可以減少核武器當量,減少對環境的破壞。③突防能力強,全程飛行時間不超過12分鐘,速度快攔截困難。簡單地說,300枚潘興II導彈基本可以解除蘇聯歐洲部分的武裝。

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三、潘興II導彈的彈頭

相關數據:潘興II導彈的彈頭飛行時攻角(彈頭縱軸指向和飛行方向的夾角)在±25°之間,末端制導時攻角可達±35°;過載在穩態飛行時為±25G之間,制導變向時最高可達32.5G,其中助推段為17G,再入段為﹣20G。空氣舵偏轉角在俯仰與偏航調整狀態下範圍在±20°之間,末端滾轉時由於速度大偏轉角被限制在±10°範圍以內。鉸鏈力矩為847牛米,舵法向力高達30千牛。該彈頭具有細長的雙錐外形,內部從前至後由雷達部分、核戰鬥部部分和制導控制部分組成。

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潘興II導彈彈頭的雷達部分位於彈頭的最前端,頭部有一個端頭帽,用鈦鉻鉬合金製成,期內裝有觸發引信和射頻能量接收器,端頭帽耐燒蝕但不透電磁波,其中的射頻能量接收器用於吸收散射的電磁波使端頭帽散射的電磁波不影響雷達使用。端頭帽後是一段雷達天線罩,用透波性能和耐燒蝕性能優良的特種玻璃製成,製作難度非常大。核戰鬥部位於彈頭中部,殼體為鋁合金,裡面有一層橡膠改性的二氧化硅酚醛防熱層,戰鬥部為除了W85型外,還試驗過W86型鑽地核彈頭,並且研製過專門反跑道的子母炸彈(後中途停止)。這種子母炸彈殼分為76個鑽地子彈頭,每個重8公斤左右,能夠穿透0.6米左右的混凝土層。戰鬥部後則是制導和控制部分,外殼材料改為鋁製,使用同樣的防熱層,內部裝有慣性制導裝置、計算機、液壓動作系統、反作用控制系統、冷卻系統、分離機構。艙內的壓力和溫度進行了控制以保證精密部件的運行,底蓋則為半球形鋁合金罩,底蓋內部設有抗電磁脈衝的防護裝置。

潘興II導彈的慣性導航系統由一個四維平臺(方位角、內俯仰、滾動、外俯仰)、3臺陀螺儀和3個加速度表構成,發射前能夠與彈載計算機配合自動尋北,是實現5分鐘發射的關鍵技術。末制導系統則有一部J波段雷達和三維穩定的拋物面天線組成。

潘興II導彈彈頭的動作系統則有兩部分組成:空氣舵系統和冷氣矢量推力系統。彈頭在大氣層外飛行時,通過一個高壓氮氣瓶,推力為8.8牛、工作時間僅0.035秒噴管組成的矢量推力系統控制姿態;再入大氣層時,當高度達到65KM左右,彈頭動壓達到1000帕時,姿態轉由空氣舵控制,彈頭內部裝有渦輪能源系統,給空氣舵的操控提供動力,渦輪能源系統在切換至空氣舵控制時自動啟動。

四、潘興II導彈飛行與末制導程序

潘興II導彈飛行與末制導程序見下圖

潘興II為抗衡蘇聯而生,與SS-20導彈同時銷燬,配備末端制導能力

潘興II導彈採用速度關機,最大飛行高度約300公里,開始中段飛行時,彈頭指向目標方向,以便為再入調定方向並且減小彈頭的RCS,潘興II導彈的末段彈道如下圖

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該末段彈道最突出的特點是進行拉起-下壓機動飛行來降低彈頭速度,修正彈道誤差,最後使最末段彈道垂直命中目標。再入大氣層時,彈頭進行第一次速度控制機動,在40KM的高度將彈頭拉起來,通過增大氣動阻力將彈頭速度減慢到雷達制導系統能夠正常工作的速度,避免出現"黑障",減速的目標6-8倍音速,這個拉起的過程伴隨著彈道的變化,能夠順便起到避開對方反導系統的作用。彈頭拉起一段時間後,開始做錐形運動,彈頭前部開始下壓,在彈頭飛到低於15.25KM的高度時,雷達開機,並以2圈/秒的速度做圓形掃描,其中潘興II導彈圈用於獲取目標區域的圖像,另一圈用於測定高度,並循環往復。和空對空的雷達制導方式不同,潘興II導彈的雷達是以一種近似於合成孔徑+地形匹配的原理進行制導的,既使用雷達掃描探測下方地形,再與事先裝訂的數字地圖匹配從而尋找到目標。潘興II導彈的雷達掃描範圍在4.5KM高度處為35KM²——大約6X6公里的區域,雷達獲取的目標圖像被變換為128X128個像素矩陣的數字化基準圖像,並同計算機中的數字地圖比較,並具備雙速搜索能力,既對匹配度高的區域仔細搜索,對匹配度不高的區域快速跳過。搜索至目標後,計算機計算出精確的位置誤差和所需修正量,以此修正慣導系統,向空氣舵發送指令操縱彈頭擊中目標。制導的最終高度為900米左右。計算機內事先裝訂了四套不同高度的數字地圖,用於在不同高度上進行地形匹配。

對於末制導來說,除了要求它把彈頭準確投向目標外,還有彈道傾角和命中精度的要求,尤其是作為鑽地核彈頭,因此,可以將對精度有特別需求的鑽地彈頭彈道稱為"準彈道投送"。在這種多次變軌的彈道中,特別需要將命中速度和命中角度進行協調——畢竟命中角度不為0°,鑽地彈無法正確鑽地;而命中速度過慢,也會影響鑽地彈的鑽地性能;然而要提高命中精度必然會要求導彈拉起-下壓的動作儘可能多次,為雷達提供儘量多掃描匹配的機會,但是這樣又勢必造成了導彈命中時的速度偏低。因此,拉起-下壓過程中的圓錐形運動的角度被控制在了15°-20°,位移不超過500米,命中速度最快可設定為1070m/s,最慢可為410M/S,僅為音速的1倍多一點。

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現在看來,潘興II導彈更換先進雷達後實在是用來攻擊敵方大型艦艇的利器——飛行時間僅為12分鐘,以30節(55.56km/h)速度行駛的航空母艦才能駛出11公里,這使得潘興II導彈的雷達只需要掃描400平方公里不到的面積。在15KM的高度上開機的當前較先進的雷達,掃描面積100KM²並非難事,只要4枚即可基本保證命中航母——何況事實上航母的航向一經確定,掃描面積將會大大減小。最低1馬赫多一點的速度,完全可以充分發揮空氣舵的效能,打出類似常規反艦導彈同樣令人驚歎的命中率,而來自天頂的垂直打擊,則幾乎無法防禦。因此,美國自己以潘興II導彈的技術告訴後來人:拿這玩意改改打自己的航母,絕對靠譜。

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