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美国战略巡航导弹全集 (图文) 上部
送交者: AIP [☆AIP☆] 于 July 11, 2008 20:45:41 已读 次
巡航导弹是指依靠喷气发动机的推力和弹翼的气动升力,主要以巡航状态在稠密大气层内飞行的导弹。旧称飞航式导弹。巡航状态即导弹在火箭助推器加速后,主发动机的推力与阻力平衡,弹翼的升力与重力平衡,以近于恒速、等高度飞行的状态。在这种状态下,单位航程的耗油量最少。其飞行弹道通常由起飞爬升段、巡航(水平飞行)段和俯冲段组成。从陆地、水面或水下发射的巡航导弹,由助推器推动导弹起飞,随后助推器脱落,主发动机(巡航发动机)启动,以巡航速度进行水平飞行;当接近目标区域时,由制导系统导引导弹,俯冲攻击目标。从空中发射的巡航导弹,投放后下滑一定时间,发动机启动,开始自控飞行,然后攻击目标。
分类按作战使用可分为战略巡航导弹和战术巡航导弹;按载体不同可分为车载、机载、舰(潜)载巡航导弹。
战略巡航导弹是指携带核弹头具备大规模杀伤性能力的巡航导弹。巡航导弹载弹能力比较低,又采用平行海岸线的飞行轨道,所以无法象弹道导弹那样可以装载多弹头。
现在,美俄法三国空军装备了战略巡航导弹。美国有AGM-86B(ALCM)和AGM-129(ACM),这两种导弹均从B-52H轰炸机上发射。俄罗斯拥有AS-15(Kh-55),可以从图-95或图-160轰炸机上发射,此外俄罗斯还在研制新一代巡航导弹Kh-102。法国战略巡航导弹ASMP是用幻影-2000N战斗轰炸机发射。
美战略巡航导弹射程达到2500公里,俄罗斯更高一些,法国只有300公里。可见,巡航导弹射程并不决定其战略性质。即使2500公里巡航导弹也不过只达到了中程弹道导弹水平。但巡航导弹是用飞机或潜艇携载,其打击目标实际距离要加上飞机或潜艇航程,并不低于洲际弹道导弹。比如B-52轰炸机不加油情况下就有近万公里了。
战略巡航导弹比较战略弹道导弹,最大优势在于其精确度。弹道导弹CEP误差要比巡航导弹大。而且弹道导弹发射后就收不回来了,缺乏灵活性。巡航导弹大多从潜艇或飞机上发射,潜艇和飞机是可以召回的。
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“蛇鲨”远程核巡航导弹
SM-62是美国诺思罗普公司早期研制的一种大型地对地洲际巡航导弹,其主要作战使命是在大规模空袭中,先期摧毁敌军的以防空雷达为首的具有严重威胁效应的防空系统,确保后续轰炸机的有效渗透。蛇鲨的研制历经数十载,耗费了大量的人力和财力,但在弹道导弹研制成功后,蛇鲨即告退役,其在美国空军中服役的时间相当的短暂,很少有人知道该型导弹的存在。

◎蛇鲨起源
1945年8月,美国陆军航空队(空军的前身)雄心勃勃地开展了研发一系列地对地巡航导弹的计划,其中有个计划是研制一种巡航速度在1000公里/小时,航程超过8000公里,弹头重量800公斤左右的大型地对地巡航导弹。1946年1月,诺思罗普公司推出了一种射程5000公里左右,由涡轮喷气式发动机推进的亚音速巡航导弹。不久,诺思罗普就收到了发展这种军方代号为MX-775导弹的合同,合同规定公司必须在一年内开发出这种导弹的两种型号,诺思罗普公司负责人杰克·诺思罗普用19世纪英国作家刘易斯·卡洛尔的小说《猎蛇鲨记》中的怪物来命名这两种导弹,其中亚音速导弹编号为MX-755A被命名为蛇鲨。
1946年圣诞节的军费大裁减刷掉了亚音速的蛇鲨却保留了超音速型号,诺思罗普公司负责人杰克·诺思罗普凭个人关系和空军司令卡尔·斯贝特茨以及空军的其他重要官员进行了接触,诺思罗普向他们许诺在两年半内可以使导弹的年产量达到5000枚,而且每枚单价将会控制在8万美元以下。对一种可以做洲际飞行的导弹来说,这是个很诱人的条件,在杰克·诺思罗普的极力劝说下,美国空军终于同意继续发展N-25,不过要求诺思罗普公司修改原来的设计细节。1947年后期,蛇鲨的编号改为SSM-A-3,导弹正式进入工程发展阶段。
蛇鲨原型弹空军编号XSSM-A-3,公司内部的代号N-25。XSSM-A-3是空前的巨大,导弹全长达到了15.82米,弹体两侧有类似喷气式飞机的大型后掠翼,翼展12.95米,导弹采用细长圆柱形弹体,截锥体尾部,导弹弹翼为45度后掠角的上单翼,尾部有垂直尾翼,弹体内有三个主燃料箱和一个辅助燃料箱,从外形上来看完全是一架无人的战斗机。发射重量达到了12700公斤,装备一台艾利逊公司的J33-A-31涡轮喷气发动机,推力20.4千牛,用火箭助推器从滑轨上助推起飞,弹头内装有无线电指令制导系统,巡航速度0.85马赫,射程在2500公里以上。为了能够有效制导蛇鲨,诺思罗普特地改装了一架DB-45喷气式轰炸机用来中继制导。

空军装备司令部要求蛇鲨在1949年3月就能首发,并在年内能进行10次以上的发射试验,但技术上的一系列问题使导弹无法按时上天。虽然当时的装备司令部司令琼斯上将称蛇鲨是美国在发展的地对地导弹中最好的项目之一,但美国陆军和海军的官员却对蛇鲨的发展很不满,认为空军花这么多钱研制这种不切实际的导弹武器纯粹是浪费,而空军由于经费紧张,就只提供研制导弹最重要的制导部分的经费。
1950年开始在赫尔曼空军基地进行发射试验,不过12月份的首次发射以失败告终,在经过精心的准备后,1951年4月,蛇鲨终于发射成功,导弹在空中飞行了38分钟。在这期间,诺思罗普总共制造了16枚N-25,由于导弹上装有回收装置,为此发射小组共用这16枚导弹进行了21次发射试验,在最后一次发射试验中,蛇鲨的最大飞行速度达到了0.9马赫,导弹在空中飞行了2小时45分钟,在实验结束后,有5枚被得以保留。

为了给作洲际飞行的蛇鲨提供制导,诺思罗普特地开发了一套天文导航系统,这套系统主要由航位测定仪、恒星跟踪器、导弹重垂线测定仪、计算机等组成,在工作时首先用航向定位仪确定导弹大致的地理位置坐标,然后用恒星传感器搜寻指定的恒星,并进行跟踪,用弹上的重垂线测定仪测定到达的重垂线和导弹运动方向的变化,然后将取得的各种数据解算出导弹的实时精度和航向,并将其与预定值进行比较,然后给出控制指令。但不幸的是,这种历时10年开发的导航系统虽然能够确保导弹作洲际飞行,重量却达到了1吨,导航系统也成为了导弹上最昂贵的部分,为了节省成本,XSSM-A-3没有装备这套设备,而只是装备了基于陀螺仪的惯性导航系统,这种系统只能确保该弹的圆概率误差在2.5公里左右。

◎性能提升
1950年6月,美军突然要求提升蛇鲨性能,导弹的射程提高到10000公里,而且在飞行末段导弹能够进行超音速攻击,防止导弹被敌方拦截,导弹的弹头重量要求提高到3吨,圆概率误差也必须控制在500米以内。新的技术指标大大超过原来的N-25,诺思罗普万般无奈之下,推出了N-25的放大型号N-69,N-69不仅加长了导弹的长度而且还将主翼面积由原来的26米2增加至30.28米2,外形上则主要是将发动机进气道移至导弹的腹部。在风洞试验中发现,N-25在大攻角攻击时稳定性能不好,所以诺思罗普重新设计N-69的机翼,延长了副翼部分,为此也造成N-69的机翼呈怪异的锯齿状。发动机改为艾利逊的J71,而且在每侧机翼下加装了一个固体火箭助推器以使该弹能从发射车上直接发射。
1951年开始,美国空军改变原来武器的编号体系,开始用飞机的编号为导弹武器编号,蛇鲨被赋予轰炸机编号B-62。1953年,诺思罗普改装了3枚N-25,每枚的主翼下加装了推力为21300公斤的助推火箭用于试验。1953年8月开始试射的原型弹XB-62包括N-69A和N-69B,主要用于验证导弹的气动性能和飞行特性,采用的助推火箭能够使持续燃烧4秒钟,每枚助推火箭能提供47628公斤的推力,是导弹在4秒钟内达到巡航速度。在试射中发现了一系列的问题,特别是J71发动机的燃油消耗率和导弹飞行过程中的径向稳定问题令技术专家头疼。

N-69采用了和N-25一样的回收装置,但N-25发射了21次,有10次回收成功,N-69却在发射31次后才成功的回收了一枚导弹。而就在试射的关键阶段,诺思罗普的重头戏F-89全天候截击机陷入发展困境,公司把蛇鲨的工程师撤到F-89上,蛇鲨的发展一下子慢了好多,整个工程虽然只制造了13枚原型弹,但整个项目已经超支1830万美元,这使得原本就已陷入僵局的发展更加的缓慢。在前期进行的发射试验中,前5次均告失败,在1954年6月进行的一次试验中,导弹在空中飞行了3个半小时,取得了大量的数据,地面试验人员正准备截获这些数据,结果就在导弹回收时发生爆炸。
1954年开始进行从赫尔曼基地到大西洋靶场的全射程发射试验,同年9月进行飞行末段弹头俯冲特性测试,结果发现由于气动外形不过关,导弹在末端机动时存在稳定性问题,所以无法实现超音速攻击。最终采取弹头和弹体分离的方式,弹头在飞行末段脱离弹体,然后作弹道无动力飞行。改进后的N-69C于1955年开始试验,由于重量增加所以采用推力为59000公斤的助推火箭。
蛇鲨的发展历经坎坷,原以为射程远是导弹的一个卖点,但在1956年的一次试射中,蛇鲨在发射后由于飞行距离过远,和负责中继制导的DB-45失去联系,控制人员只知该弹朝巴西茂密的原始从林中飞去,美国军方一些消息灵通的记者在得知后,将该事捅了出去,迈阿密的一家报纸称:他们(指美国军方)朝天空发射了一枚蛇鲨,然后在地球的一个它们也不知道的地方发现了这枚导弹。而1956年发射的这枚导弹直至1982年才被一个巴西农民发现于一处树林中。这些丑事被捅出去后,社会上引发了一场反对潮,人们只知道军方在研制一种坠毁率极高的导弹武器,而且这种武器的研制费用相当的高,由于坠毁太多,许多反对人士甚至在赫尔曼试验场附近水域竖起“有蛇鲨不可下水”的牌子以嘲讽蛇鲨的坠毁率。而此时,蛇鲨的使用者战略空军司令部也开始怀疑这种武器的作战能力,因为在地面蛇鲨没有像战略导弹那样的经过加强的固定发射井,蛇鲨在发射时需要一块开阔地,而且弹库也没有经过加固,发射点极易受到攻击,在空中蛇鲨虽然能够以0.9马赫的速度飞行,但连普通机动都成问题的蛇鲨将会很容易被敌方的防空武器所拦截。
就在蛇鲨发展陷入困境时,事情有了转机。战略导弹评估委员会在得知战略空军司令部发展的3种导弹(蛇鲨、纳瓦霍、宇宙神)后,对其进行了详尽的评估。发现这3种导弹的性能都不尽人意,而且还特别指出蛇鲨是一种极度复杂的导弹系统,其服役将是遥遥无期的。在综合评估后,委员会提出了3点建议,首先要求战略空军司令部开始研制一系列的重型轰炸机,其次降低蛇鲨的圆概率误差至5000-9000米,即为蛇鲨配备大威力的核弹头,最后还要求诺思罗普降低导弹的复杂程度,在1957年研制出工程样品,1958年开始量产装备部队。

◎蛇鲨服役
1955年开始,美军更换新的编号体系,XB-62也被赋予新的编号—XSM-62,诺思罗普将J71发动机换成普惠公司的J59,推出N-69D,即XSM-62A,弹上装备了全天候的天文-惯性导航装置,其中惯性导航装置的信息来自天体的相对位置的测量,并且在导弹的翼下加挂了两具容量为2700升的副油箱,导弹不加燃油空重从C型的7537公斤增加至9366公斤,并且发射重量增加至20吨,导弹内部的燃油箱装载有11.8吨燃油。1955年11月开始试射,在试射中发现花费巨大财力研制的天文导航系统精度十分的差,飞行3400公里误差就达到了32公里,就算改进后圆概率误差也达到了7.5公里,如果要求对目标有较大的杀伤效果就要求弹头当量在百万吨级。
1956年,诺思罗普推出了最后一种蛇鲨即N-69E,这也是生产型蛇鲨的原型弹,导弹空重比D型轻了900公斤,而发射重量却增加了2000公斤,达到了空前的22吨。装备两台航空喷气-通用的固体燃料火箭助推器,助推器在燃料耗尽后就脱离弹体,主发动机开始工作,导弹和所有的地面设备能够用一架C-124运输机空运到作战地区。1957年开始试射,首发以失败告终。同年10月由空军的人员组成的发射小组开始试射N-69E,但空军的首次导弹发射就充分体会到了蛇鲨的不可靠性,发射了7枚导弹,结果只有两枚导弹飞至目标区而且只有一枚成功的将弹头投掷在距目标中心区6.5公里远的地方。1958年开始进行全射程发射试验,在实验中只有一枚导弹成功的飞行了8000公里,落在离目标区10公
里的地方,后期的10次发射中,制导系统只有50%的有效率,为此诺思罗普的工程师在总结后得出的结论是:该型导弹只有33%的几率能发射上天,而在上天的导弹中,只有10%的几率能飞行设计的距离。

虽然导弹在E型后有了长足的进步,但战略空军司令部似乎失去了热情,首先,司令部官员认为蛇鲨无法在同温层飞行,飞行高度(4500米)不足,容易被敌方拦截;其次也是最主要的原因即蛇鲨糟糕的试射纪录,1958年12月16日,战略空军总司令汤姆斯·S·保尔通知空军副总参谋部长柯蒂斯·E·李梅立即取消发展蛇鲨,认为该型导弹对战略空军空军力量的加强几乎没什么作用。但此时空军高层已经决定装备该型导弹了,因为这种超长距离的武器能够帮助美军训练导弹发射人员,而且不管其可靠性多差,射程在10000公里的导弹毕竟还是会有一定的威慑效应的。于是1956年12月,空军推出了一份成立蛇鲨作战单位的计划,从诺思罗普邀请了专家对导弹发射所需的地点、附属装备、人员配置进行了专门的讨论,原计划采用机动性较好的野战卡车牵引蛇鲨的发射车,导弹分散部署,空军考虑到经费、安全性等问题,后来还是考虑选取专门的发射基地,战略空军司令部派出了专门的队伍开始选择蛇鲨的发射基地,1957年3月,专家组提交了报告,选定缅因州的普拉斯库岛空军基地为第一个导弹发射阵地。
蛇鲨正式开始装备部队,军方编号SM-62,导弹出厂价413.4万美元。两个月后,帕特立克空军基地被选为训练基地,并在同时成立了556战略导弹中队,这支中队也是第一支装备战略地对地导弹的作战中队,中队在成立后半年就发射了首枚SM-62。1959年初,战略空军司令部在普拉斯库岛空军基地成立了第702战略导弹联队,原先成立的556中队归属于702联队,联队在成立后就配备了首枚刚刚出厂的生产型蛇鲨SM-62A,配备的弹头为爆炸当量超过400万吨的W-39核弹,556中队原计划5月进驻702联队所在地普拉斯库岛,但就在中队划归702联队后4个星期被战略空军司令部撤编,随后原计划归属于702作战中队的702导弹维护中队也被取消,第702战略导弹联队变成了没有下属部队的“光杆联队”。1959年后期,战略空军司令部再次激活了蛇鲨退役的报告,不过此时空军司令部却决定保留蛇鲨一段时间,直到在研制的弹道导弹服役。

1961年1月,SAC对外宣布702中队装备了30枚的蛇鲨开始担负起战备值班。但就在宣布蛇鲨拥有作战能力后不久,新上任的肯尼迪决定砍掉了蛇鲨,称其为“陈旧的并且是没有军事价值的”。半年后,第702联队被撤编。普拉斯库岛空军基地随后交付空军国民警卫队,随后又被改成地区机场以及工业园区。在基地内还有一个702中队的小型博物馆。大部分的蛇鲨导弹则被送至戴维斯基地销毁。
蛇鲨虽然没有在冷战初期做出什么贡献,但战略空军司令部通过组建556中队和702联队取得了训练、管理战略导弹部队的经验,也得到了维护保养大型洲际导弹的丰富经验,这些经验对于维护后来的民兵,大力神等弹道导弹来说是无价的。
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◎纳瓦霍:西方最神秘的飞行器
在巡航导弹研制的初期,美军也曾尝试过用目前技术仍然有着技术难题的超音速巡航导弹,这便是纳瓦霍,西方历史上最具神秘色彩的一种飞行器。
纳瓦霍是美国空军研制的第一种具有超音速飞行能力的洲际巡航导弹,也是世界上第一种超音速洲际巡航导弹,在弹道导弹还未服役前,具有3500公里/小时飞行速度的纳瓦霍具有极大的威胁效应,美军先后共投入了7亿美元用于纳瓦霍的开发研制,虽然后来由于弹道导弹的服役和纳瓦霍本身的技术缺陷,纳瓦霍并没有投入使用,但在美军第一代4种巡航导弹中,纳瓦霍是最具有意义的一种,为纳瓦霍发展研制的大推力液体助推火箭除了成功地运用于后来的美军第一代弹道导弹——雷神,宇宙神,红石以及丘比特外,还为美国的大型空间运载火箭的研制做出了重要的贡献,而专门为纳瓦霍研制的高精度惯性导航系统则直接应用于美国第一艘核潜艇鹦鹉螺号的在北冰洋冰盖下的导航,美国海军后期发展的A3J-1也采用这种高精度的惯性导航系统。北美在研制纳瓦霍中积累了大量的关于超音速飞行器的研制经验,随后成功地开发了AGM-28大犬超音速空地导弹,而且纳瓦霍的研制壮大了北美的火箭动力系统飞公司,为其研制终极轰炸机XB-70以及XF-108打下了坚实的基础,所以,美军的官方文件直接将纳瓦霍认定为美军空间领域的里程碑。
二战末期,美军攻入伯林,从德国运回了大量的V-2导弹和导弹专家,美军将这些导弹运回本土后,除了在新墨西哥州的白沙导弹靶场进行了大量的V-2导弹发射试验外,还召集几大航空巨头开始着手研制美军自己的巡航导弹,1945年,北美航空公司技术研究工作实验室向陆军航空队递交了巡航导弹发展计划,这个计划分为三个阶段,第一阶段为V-2加装大型的弹翼,以满足美军初期对装备航程在800-1000公里导弹的要求,第二阶段用冲压式发动机取代原来V-2上采用的火箭发动机,使导弹能够做超音速飞行,最后一步是最疯狂的一种设想,即将第二阶段研制成功的导弹作为第二节,在其后面加装大型的助推火箭,通过这样的改进后,最终的导弹射程可以满足洲际飞行的需要。
1946年4月,美军在综合考虑成本等因素后,只拨给北美公司第一、二部分的发展经费,工程代号MX-770,导弹射程在800公里左右。一年后,美军突然要求导弹的射程增加至1600公里,同年晚些时候,新成立的美国空军和北美公司签订了发展协议,北美为美国空军开发的MX-770正式给予空军编号SSM-A-2,绰号纳瓦霍。导弹原型XSSM-A-2采用了压式发动机作为主要动力装置,公司内部代号NA704,弹体前缘装有一对全动式鸭翼,弹体中段有一对三角翼,北美下属的火箭发动机分公司花大力气专门为其研制了新型的大推力液体助推火箭。1949年,北美开始制造XSSM-A-2,但就在原型弹制造完毕即将进入试射阶段时,美军的一纸发展要求又推翻了原来的设计,使得北美的努力都白费。空军彻底抛弃了原来的设计思想,将纳瓦霍计划赋予战略导弹的内涵,纳瓦霍不再是在德国V-2导弹的基础上经过简单的改进,而是一种全新的导弹系统。整个计划将分为三步实现,第一阶段开发一种射程在1500公里的试验型火箭系统RTV-A-10(后来的X-10),用以验证导弹的气动性能,在RTV-A-10取得进展后,再研制一种射程在5000公里左右的实战评估型号SSM-A-4纳瓦霍II,这种作为正式生产型服役前的中间过渡型号将为美空军提前训练纳瓦霍作战部队,最后一种也是作战指标最高的一种——研制射程超过8000公里的超音速洲际巡航导弹SSM-A-6纳瓦霍III。
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◎X-10
1950年,按照美国空军的计划,北美开始研制RTV-A-5,在1950年的编号体系更改中,RTV-A-5被改称为X-10,纳瓦霍IISSM-A-4也改称为B-64,纳瓦霍III则改称B-64A。由于X-10的性能和原来的XSSM-A-2类似,为此,北美的发展异乎寻常的顺利,但这种顺利却似乎并没有为后来的B-64发展起到什么作用。

1953年9月,首枚X-10离开北美的工厂,在前往发射场的途中,X-10前卫的外形立即引起了轰动。为此也引起了不小的猜测,有人认为是空军在开发的末代武器系统,有人则认为是空军的新的战斗机,因为X-10比当时的任何战斗机都大,导弹全长达20.17米,翼展8.59米,高4.5米,空重19000公斤,开始时装备西屋公司的XJ40涡轮喷气发动机,后期的则是J40发动机,单台提供48.4千牛的推力,最大射程1370公里。X-10外形绝对是50年代的最前卫设计,圆柱形弹体,尖锥形头部,全动式鸭翼,三角形下单翼,外倾式双垂尾,发动机进气道位于翼根前缘稍,整枚X-10外形犹如一枚火箭弹,而有人认为其式战斗机则主要是该机装备了类似于战斗机的前三点式起落架。
X-10只能在跑道上像常规战斗机那样的起降,早期为了验证其气动外形,只装备AN/ARW-56无线电信标接收机,用于接收地面控制站AN/ARW-55雷达发射机发射的控制信号,后期在充分验证了其气动外形后,加装了一套昂贵的N-6回转仪式惯性导航系统。这样,X-10就只需要控制员在起飞和降落时对其进行控制,飞行中段则完全实现了自主控制。

1953年10月,北美在爱德华兹空军基地进行了首发试验,X-10首次试验就非常的成功,随后北美继续制造了数架X-10用于飞行试验,1955年,试验迁往康纳维尔角发射场继续进行,在第19次飞行试验中,X-10的冲刺速度达到了2.05马赫,成功地创造了新的飞行世界纪录,X-10也成为当时飞行速度最快的飞行器。不过由于无线电控制设备不够完善,有多架X-10在降落时坠毁。1956年12月,X-10进行了最后的发射试验后结束了其使命,纳瓦霍的第二阶段试验XBM-64完成了原型机的制造,开始进入试射阶段。剩余的3架X-10作为高空靶机在50年代末期曾被使用,北美共制造了13架X-10,其中只有一架得以幸存。
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◎XSM-64
在X-10结束试验后,第二阶段的试验立即开始了,XB-64开始了发射试验,而北美的窘迫也伴随着XB-64的试验来了。早在1952年,X-10还处于制造阶段,美军就要求XBM-64能够在1954年1月上天,但很不幸的是,北美拖延了整整27个月,这已经使得美空军高层官员十分的不满。不过就在导弹进行发射试验期间,美军的军用番号又发生了改变,随即,B-64和B-64A重新分配军队编号SM-64和SM-64A,其试验型号则仍然按照老规则,即在编号前加X,美军高层由于弹道导弹短期内无法服役,只得继续同意发展纳瓦霍。
XSM-64在X-10的基础上捆绑了一个大型的液体火箭助推器,这种由北美下属的火箭动力分公司制造的XLR71-NA-1助推器长23.24米,直径1.78米,在圆锥形的助推器前段装有15000升的液氧,后段则有16000升的酒精,助推器和导弹捆绑在一起的长度超过25米,发射重量61吨。助推器推力达到了1070千牛,能把导弹加速到3马赫,垂直送入12000米的高空,助推火箭工作时间65秒,在燃料消耗完毕后自动和弹体分离,然后导弹上的两台柯蒂斯-赖特公司研制的XRJ47-W-5冲压式发动机开始工作,这种结构简单的发动机每台能够提供36千牛的持续推力,导弹继续爬升至24000米的高空做2.75马赫的巡航,导弹弹体内装有近20000升的JP-5燃油,可以使导弹的最大航程超过5600公里。导弹上装备有北美自行研制的N-6惯性导航系统作为导航系统,弹上的无线电接收、下传信标则主要用于在测试中接收各种指令,为了节省成本,弹上装有起落架,这样能够在测试完成后按指令降落,回收后可以反复使用。原计划为XSM-64装备W-4或者XW-13核弹头(裂变式核弹),但在50年代初热核武器研制成功后,美军便打消了这个念头。
1956年12月6日进行了XSM-64的首次发射,原计划导弹在飞行了800公里后做一个半径
160公里的转完后就返回发射场,但XSM-64的发射却并没有X-10那么的顺利,导弹在发射升空26秒钟后因发生径向严重振动而坠毁。虽然在武器试验中失败是常有的事,但纳瓦霍系统的失败似乎没有终结,第二枚又是同样的问题,北美分析了发射失败的原因,经过一番精心的准备后开始了第三次试射,但这次更惨,第三枚试验弹在发射台上直接爆炸。爆炸的声音引来了同样也在康纳维拉尔角的弹道导弹发射台上的施工人员的注意,北美从工人们惆怅的眼神仿佛看到了纳瓦霍导弹悲惨的未来。

1957年6月,第四枚试验弹(编号AF53-8270)在康纳维拉尔发射场第9号发射台上升空,1分钟后,火箭发动机燃料耗尽并成功和弹体分离,人们正要欢呼发射成功,但期待的冲压式发动机的却并没有发出启动所特有的轰鸣声,3分钟后,导弹即坠毁在离发射场不远的空地上。这次试验的失败让空军官员彻底的失望,在1955年的资金争夺中,空军的官员曾费尽周折地为XSM-64争得了发展的资金,并在发展中给予纳瓦霍仅次于宇宙神和大力神洲际弹道导弹的优先发展地位,但纳瓦霍的表现实在让人失望,同年7月初,在舆论的压力下,美国空军宣布取消XSM-64的继续发展,原因很简单,前景更光明的弹道导弹即将服役,空军没必要在纳瓦霍这个无底洞似地的项目上继续投资。但纳瓦霍系统3马赫的巡航速实在太诱人,空军在暗地里同意继续试验已经制造完毕的16枚样弹,但只同意支付500万美元用以试射5次,这个被称为“飞行五”的计划成了北美最后的救命稻草。1957年8月,北美开始了最后的挽救试验,这次XSM-64似乎争气了,导弹成功升空,冲压式发动机也工作正常,首枚导弹在飞行42分钟后开始折返朝康纳维拉尔角发射场飞行时,发动机突然熄火,导弹随即坠海,这枚导弹是纳瓦霍项目中飞行时间最长的原型弹。接下去的几枚不是爆炸就是解体,在1958年年初进行了最后一次试射后,北美草草的收场了,而此时整个纳瓦霍计划已经耗费了美国纳税人7亿美元的资金,整个研制过程发射的导弹飞行时间加起来却还不到1小时。
早期的XSM-64导弹采用了红白相间的涂装,垂尾上涂有美国空军的编号,助推器则是白色,弹身涂有北美的编号,而且在其发射试验期间XSM-64还有类似现在发射空间火箭的发射塔,这种由福特机器集团制造的发射塔用以在发射前固定导弹,并确保导弹垂直发射。在XSM-64的发展计划中,北美也曾制造过一次性使用的型号,这种发射后无法回收的型号取消了起落架和液压设备,增加了燃油载量,射程4000公里。
由于空军取消了纳瓦霍的发展,剩余的几枚XSM-64只好用于其他试验,其中有一个是用于支持超音速环境调查项目(RISE),用于为后续发展的XB-70和X-15超音速飞机的发展提供超音速飞行时的环境数据,总共发射了两次。
◎XSM-64A
虽然XSM-64的计划以失败告终,但SM-64A就在XSM-64失败之际设计完毕,数枚导弹已经接近完工,第一枚助推火箭发动机也正进行结构试验。1957年2月,北美的工程师向美军递交了详细的工程图纸,SM-64A工程代号G-38,是SM-64的放大型号,预装爆炸当量在400万吨的W-39热核弹头,和SM-64最大的区别是采用了全动式单垂尾,并且采用了梯形接近椭圆形的中单翼,导弹的弹体采用了高强度的钛合金和不锈钢制造,而且为了减少弹体内空间的浪费,采用了自行车式起落架。导弹全长26.7米,助推器长28.7米,翼展达到了13米,导弹总重54600公斤,助推火箭是XSM-64使用的XLR71地改进型XLR83-NA-1,改用煤油和液氧作为推进剂,煤油和液氧的携带量为27000升和46000升,三管式尾喷管推力达到了1780千牛,工作时间110秒,助推火箭重达81500公斤。整枚导弹的发射重量超过136吨。北美为其配备了两台RJ47-W-7冲压式发动机,单台推力50千牛,北美的工程师声称在RJ47-W-7地推动下,G-38的巡航速度能达到3.25马赫,采用了更高精度的N-6B惯性导航系统,导弹采用和SM-64类似的垂直发射方式,导弹被助推器推动至30公里高空时改变方向开始向下俯冲,在24公里的高度主发动机开始工作,导弹由俯冲变为水平巡航,弹上的惯性导航系统开始工作,据称其射程可以达到10000公里,全程飞行时间170分钟,并且在飞行末段导弹弹道可以按预定程序机动,可惜已经没有机会向空军展示了。

◎尾声
在苏联发射了首颗人造卫星后,美国才发现在空间力量上落后了,于是在极短的时间内聚集大量的人力物力开始研制人造卫星和空间火箭,美国希望“快速向空间进军”,北美曾建议用G-38上使用的大推力火箭助推器和新研制的X-15捆绑,将X-15发射至高空。虽然也曾作过一些尝试性的研究,不过终究还是没有得以实现。最后,这些花费了大量时间精力研制出来的拥有当时最大推力的液体火箭发动机在加利福尼亚的工厂内按照国防部的命令被拆毁,许多工程师在最后销毁G-38的火箭发动机时留下了伤心的眼泪,因为这枚火箭的销毁也销毁了美国历史上推力最大的液体火箭发动机。

虽然纳瓦霍计划最终没有成功,但美军从中却获益匪浅,例如钛合金在飞行器中使用,鸭式布局,冲压式发动机,远距离高精度制导,大推力火箭发动机等技术,而且纳瓦霍在高速飞行中和空气剧烈摩擦产生的热量足以融化普通蒙皮,在2马赫的速度下,弹体表面温度可以达到300度,而在3马赫时,温度可以达到660度,北美通过大量的试验成功地解决了这个问题。导致霍瓦纳胎死腹中的主要并不是其技术原因,而是弹道导弹的服役,而美军通过研制纳瓦霍导弹系统,成功的掌握了多项先进技术,为美军后续导弹和空间技术的发展壮大奠定了坚实的基础。
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“马斯”地地巡航导弹
型号:MGM-13A研制单位:美国洛克希德·马丁公司现状:已退役
一、概述
“马斯”是美国洛克希德•马丁公司以TM-61A“斗牛士”导弹为基础加以改进和发展的一种中程地地巡航导弹。早期编号TM-61B,1958年被重新编号为TM-76,与“斗牛士”、“蛇鲨”同属美国第一代飞航式巡航导弹。
1、研制背景
早在二战后期,美国就以缴获的德国V—1导弹为基础,成功仿制了JB-2导弹并于1944年10月美军进行了首次试射。尽管在1948年进行了最后的两次发射试验后,JB-2导弹因实用性太差和精度无法满足作战要求而被取消,但美军却从JB-2的发射试验中取得了一系列的数据和积累了宝贵经验,并由此拉开了美国空军研制第一代地地巡航导弹的序幕。

2、研制历程
马丁公司研制的“斗牛士”和“马斯”由于存在“亲缘”关系而经常被外界所混淆。
1946年,马丁公司和美国陆军航空队签订一项价值18亿美元的合同,发展战后第一代地对地巡航导弹,工程代号MX-771,导弹军方代号SSM-A-1。马丁公司在原来JB-2的基础上,开始进入工程发展阶段。马丁公司为SSM-A-1选定了战后的第一代喷气式发动机J33-A-35。
1948年早期,马丁公司为SSM-A-1制造了数枚全比例木制模型,进行了发射试验以验证空气动力性能,1949年1月首枚原型弹XSSM-A-1在白沙导弹靶场进行了发射试验,首枚试射的导弹刚离开发射架就坠毁,不过这枚导弹上并没有装备价格昂贵的制导系统,为此损失不是很大。在充分验证了发射的可行性后,马丁公司专门制造了YSSM-A-1来试验制导系统。
但就在YSSM-A-1试射后不久,军方突然取消了发展协议,原因很简单,50年代有大量的导弹项目上马,军方只能将有限的资金投入大型的项目上。马丁公司正准备解散设计队伍,事情就在此时有了转机,1950年6月25日,朝鲜XX爆发,这是两个大国之间的较量,麦克阿瑟叫嚣要在鸭绿江畔制造一条核隔离带,战争物资的消耗量空前的巨大,远东空军迫切需要新型的作战武器投入战场以造成一定的威慑效应,而朝鲜XX同时也是一个和平时期无法比拟的新型武器试验场,为此,被取消发展的SSM-A-1计划又被激活,并且SSM-A-1被置于最优先发展的位置。
TM-76A(MGM-13A)发射

1951年,美空军和马丁公司签订了SSM-A-1导弹的生产协议。此时,美军正经历装备编号体系的改制,SSM-A-1由于外形和飞机很相似,作战使命也类似于轰炸机,于是SSM-A-1得到了一个轰炸机编号即B-61,试验型号XB-61和YB-61。生产型号B-61A,导弹绰号斗牛士。马丁公司进行了大量的试验,至1946年,总共制造了46枚试验弹。1952年开始投入生产,美军首批订购了84枚。
B-61A几乎是一架轰炸机,导弹全长12.06米,翼展8.74米,弹径1.37米,把原来XB-61上采用的中单翼改成了蜂窝结构的上单翼,后掠角30度,展向有扰流片,用来控制导弹的航向。弹头呈卵形装有核弹头,中部为细长圆柱体,腹部有发动机进气口,尾部装有垂直尾翼和水平尾翼,后掠式水平尾翼位于垂尾顶端。各尾翼均无舵面,靠水平尾翼偏转-3度-+7度来实现导弹的俯仰,在三尾翼的交接处有一圆柱体,内部装有接收天线和接收机。弹身和弹翼结构的主要材料为镁合金,弹翼蒙皮由三块沿展向厚度互不相同的镁合金板胶接而成。导弹的弹头为W-5核弹,最大爆炸当量50000吨,弹头重1360公斤,如果采用常规弹头,则是一颗重1360公斤的高爆弹头。
动力装置为一台发动机和一台助推器,主发动机改为J33-A-37,最大推力20.45千牛,巡航推力17.35千牛,由于工艺不过关,J-33连续工作时间不能超过10小时,燃料为标准煤油。助推器推力231.39千牛,工作时间2秒。导弹总重5440公斤,巡航速度0.9马赫,最大航程1100公里。
斗牛士A采用了雷达指令制导,导弹上的AN/APQ-11无线电信标在飞行过程中接收来自AN/MSQ-1雷达的指令信号,不过受技术限制,AN/MSQ-1雷达的作用距离只有400公里,而且容易被敌方干扰。导弹的发射架长12米,重达15.8吨,装在一辆机动拖车上,虽然笨重了一点,但比固定发射阵地来说,这种速度较慢的发射架还是具有一定的先进性的。在机动过程中,导弹处于水平状态,在发射时,导弹在液压系统的作用下竖起,其发射仰角为17度。不过,斗牛士A在机动发射时除了发射车外,还需要28辆其他车辆跟随,所以一个导弹连光车辆就有上百辆,无论从经济型还是从维护性上来说,这绝对是无法忍受的,极差的可靠性和不高的发射精度是TM-61提早退役的主要因素。
TM-61制导系统

导弹在发射时先根据预先侦查到的目标坐标确定导弹发射位置和飞行弹道,导航站根据精确的地图配置导航曲线,发射时先发动主发动机,然后助推器点火,然后切断固定销钉,导弹离开发射台,由于准备过程复杂,所以导弹的发射间隔到达了90分钟。
1955年,美军更新武器系统编号,B-61A被赋予战术导弹编号TM-61A。美军早在1951年就在佛罗里达州帕特里克空军基地成立了第一支轻型无人轰炸机中队来检验这种新型的武器系统,随后在1954年成立了一个TM-61A导弹营前往联邦德国支援北约军队,至50年代末期,大概有6个导弹中队在欧洲服役,这6个中队装备大约有200枚的TM-61和TM-76,随后又派另一个导弹营前往朝鲜战场。在台湾海峡局势紧张后,美军派遣装备斗牛士A的导弹连前往台湾,为国民党军队助威。按照美军当时的编制,每个导弹营下属3个导弹连,共2881人,每个导弹连共有6个导弹发射架,配备25枚导弹。
美军士兵正在维护TM-61A,打开的发动机舱盖露出了复杂的管线布置

斗牛士A型并不是一种比较完善的武器系统,在投入使用后不久就暴露出了种种的问题,随即便有斗牛士B(TM-61B)的研制。与TM-61A相比,TM-61B改进颇大。尽管两者外形基本相似,但TM-61B重新设计了弹体,导弹头部采用了卵形,这也成了TM-61A和TM-61B在外形上的最大区别,后者的翼展减少了1.5米,为了存储方便,弹翼可以折叠。同时针对TM-61A在使用中发现的导弹机动能力不足的问题,TM-61B在垂尾后缘加装了方向舵。导弹总长度增加了1.32米,达到了13.42米,发射重量也增加了1183公斤。B型导弹内的燃料舱体积大大增加,可以加装更多的燃料,导弹的射程也达到了1300公里。不过TM-61B与TM-61A的最大区别还在于前者采用了美国古德伊尔公司研制的全新的自动地图匹配导航系统,古德伊尔公司早在1948年就开始研制这种导航系统,历经十年才研制成功。整个系统主要由32毫米地形胶片,胶片转动机,平面位置显示雷达,光电管,自动驾驶仪和高度表等组成。目标的雷达图像通常预先由空军的侦察机沿着导弹的飞行路径做全程侦查,用机上的32毫米的胶片摄取,其中每张胶片可以拍摄3.2公里的地域,在发射前将制作好的地形图胶片装入导弹的制导系统内,导弹发射后在300米左右的高度低空飞行,装在导弹头部的平面位置显示雷达会自动将飞经的地面的实际雷达图像通过光电管与预制胶片上的图像进行比较,当发现图像和胶片吻合程度不是很高时,光电管会立即发出纠正信号给导弹的自动驾驶仪,控制导弹自动飞行到预定航向。这种完全部依靠导弹自行制导的导航方式的精度不会随航程的增加而下降,成功地解决了早期远程导弹的精度问题。TM-61B始终保持在300米的高度飞行,这样不仅可以躲过敌方的警戒雷达,而且导弹的飞行路线可以不用那么死板,曲折的飞行路线可以降低被击落的可能性,还可以
将飞行路线按敌方防空火力的强弱来设计。不过这种导航系统也存在固有的缺点,即导弹的飞行路线必须全部已知,无法对没有航线数据的目标发起突然的袭击。

正是由于改进的程度较大,所以1958年TM-61B被重新编号为TM-76,绰号马斯。导弹原型YTM-61B于1956年开始试射,在经过多次试射后,空军签订了生产协议,不过性能的提升也是靠金钱铺就的——每枚TM-76马斯价值25万美元。空军为其配备了爆炸当量110万吨当量的MK28热核弹头。1959年生产型马斯TM-76A投入使用并开始取代性能落后的TM-61A。
TM-76A由于在弹头内加装了雷达系统,为此其弹头整流罩采用玻璃纤维制成,雷达罩的颜色通常采用草绿色,而弹体的其他部位则是铝合金特有的银白色,为此导弹在飞行试验时格外的耀眼,加上发射时助推火箭发出的震天动地的声音,白沙导弹靶场周围的民众从几里外就能知道马斯在试验。有时还能看到几枚试验弹弹体腹部有一个很大的突起,这是为了能够将不多的几枚试验弹回收,试验弹在发射时在弹体腹部加装的安全气囊,用以缓冲导弹坠地时的冲击力。在试验时还有过不少的笑话,其中有一个是关于“导弹狗”的。导弹在发射后很可能和地面碰撞或者空中解体致使一些关键部件很难找回,靶场专门成立一支搜索队,这支搜索队的队员是德国产的纯种魏玛狗,靶场试验人员戏称它们为“导弹狗”,在发射前在导弹主要部件上喷上鲨烯,靶场的雷达追踪导弹至坠落区,然后派遣这些导弹狗前去搜索,据说其搜索成功率达到了95%,而美军其他部门甚至出资要求白沙靶场提供搜索战斗机零件等服务。
TM-61A在发射时需要28辆辅助车辆跟随,为此TM-76A对保障车辆进行了彻底的优化,辅助车辆从28辆一下子减至2辆。导弹的发射架,发射前的自动检查设备和燃料贮存器,燃料加注设备全部集中在了牵引车和发射车上,这种重7吨的牵引车上除了导弹外,还装有导弹的零部件。
TM-76A的一大创新是装备了可以折起的弹翼,原先的TM-61A的弹翼无法折起,在运输时只能将弹翼拆下单独运输,工作量较大。TM-76A的弹翼可以在旋转90度后向后折起,然后可以整体推进C-124运输机内。
TM-76A(MGM-13A)

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