LGM-30G彈道導彈

美國的一型固體洲際彈道導彈

LGM-30G彈道導彈(代號“民兵3”),是美國的一型固體洲際彈道導彈,研製開始於20世紀60年代,於20世紀70年代正式服役。作為上一代LGM-30F(“民兵2”)的改進型,“民兵3”對於再入階段的性能做了大幅改進,成為美軍第一型裝備了分導式多彈頭的地對地戰略彈道導彈。

發展沿革


建造沿革

1964年,美國為突破蘇聯部署反導系統,開始對LGM-30G導彈項目進行論證。
1966年春,LGM-30G導彈開始全面研製,1968年8月16日 進行了首次飛行試射。
1968年至1970年,LGM-30G導彈共進行25次試射,其中成功17次,失敗8次。其中曾發生制導控制系統中的“微粒玷污”引發實驗失敗(共3次) 。
服役歷程
LGM-30G彈道導彈
LGM-30G彈道導彈
1970年4月,LGM-30G導彈開始裝備,1970年6月,LGM-30G導彈正式開始服役。
1975年6月,美國完成550枚LGM-30G導彈的部署。
1978年11月,LGM-30G導彈結束生產,共生產840枚,最多時裝備550枚,總耗資約67億美元,其中研製費約為27.3億美元。早期的LGM-30G導彈攜12A型重返大氣層載具與三顆當量350000噸的核彈頭有著相當先進的圓周公算偏差值。
1987年12月,美國空軍將50枚和平使者洲際彈道導彈部署於華倫空軍基地,原本是LGM-30G導彈的掩體中,存量減少14枚,部署情況為馬爾史東空軍基地50枚;米諾特空軍基地150枚;華倫空軍基地186枚;格蘭德福克斯空軍基地150枚。
2005年,美國空軍的LGM-118彈道導彈(即“和平衛士”/MX彈道導彈)全部退役,LGM-30G導彈改進型成為美國僅有的陸基洲際彈道導彈
2011年,美國部署有450枚LGM-30G導彈,攜帶500個彈頭

技術特點


總體結構

LGM-30G導彈主要由第一級、第二級、第三級、過渡段以及導彈頭部組成。一、二級與“民兵2”導彈基本相同,第三級直徑較LGM-30F導彈加粗至1.32m。導彈頭部包括末助推級推進艙、制導艙、彈頭釋放倉、彈頭、突防裝置和整流罩。整流罩底部直徑1.32m,長2.7m,質量約65kg,在導彈發射飛出大氣層后,藉助兩台助推小火箭與母艙分離。導彈最初採用MK-12型彈頭,後期改裝了具有打擊多目標能力的MK-12A型彈頭,布局更為合理,威力與命中精度也有明顯提高。
LGM-30G彈道導彈
LGM-30G彈道導彈
與LGM-30F導彈相比較,LGM-30G導彈為提高核生存能力,整流罩材料使用了鈦合金,加厚了一、二級級間段的鋁蒙皮,同時還在鋁製結構處大幅增加了鈦製件。

動力系統

一、二子級動力系統與“民兵2”導彈基本相同,其中一級長度7.49m,箭體直徑1.67m,質量22.68t,固體推進 劑採用聚丁二烯丙烯腈/過氯酸銨/鋁粉;二級長度4.11m,箭體直徑1.32m,質量7.05t,固體推進劑採用端羥基聚丁二烯/過氯酸銨/鋁粉;三級長度2.35m,箭體直徑1.32m,質量3.65t,固體推進劑採用端羥基聚丁二烯/過氯酸銨/鋁粉。其中第三級發動機採用了潛入式固定單噴管設計,取代了原先LGM-30F導彈的四個單軸擺動噴管,採用液體噴射系統進行推力矢量控制,同時在發動機前端安裝了推力終止系統和新的燃氣旋轉控制系統。
LGM-30G彈道導彈的後期推進系統有一具136千克推力的引擎以作前後的移動,另有6具10千克推力的引擎作左右的調整,還有4具8千克推力的引擎在表面噴射以維持旋轉。
LGM-30G彈道導彈
LGM-30G彈道導彈

制導與控制系統

指導與控制採用NS-20系統,主要由陀螺穩定平台、數字計算機、放大器組件、電子控制裝置和電池等部分組成。整套系統總質量約110kg,平均無故障時間9600h。NS-20系統與LGM-30F導彈的NS-17系統比較,計算機存儲容量增加近一倍,同時慣性元件精度也有明顯提高,用混合顯式制導取代了隱式制導,可按照目標來控制導 彈飛行,從而減少標定目標信息,增加計算機存貯目標數據的能力。NS-20系統還對各項系統誤差進行了修整補償,與末助推推進系統一起對主動端累積誤差進行修正,再加之使用了擾動自瞄準技術,能精確進行自動與保持瞄準,從而有效提高了導彈的命中精度。
 LGM-30G彈道導彈於1993年開始啟動制導更換計劃,研製NS-50新型制導控制系統代替NS-20,該系統與NS-20相似,保留原有的慣性測量裝置,主要替換了20世紀60年代製造的制導計算機,放大器以及電子控制系統等部件,並採用新的制導系統軟體。
LGM-30G彈道導彈當在大約240千米的高空飛行時,母彈受到彈上計算機的控制,根據預先設定的程序開始進行微小位置和姿態調整,為釋放子彈做準備。當母彈調整合適后,沿軸向開始投放子彈。每投放一個子彈,母彈都進行調整,以便子彈更好的到達預定的落點位置。當所有子彈投放完畢后,母彈再入大氣層,進一步對地方防禦體系形成干擾。子彈頭在飛行期間,為避免出現翻滾和側滑等不穩定現象,採用旋轉穩定的方法,其旋轉速率約為2轉/秒。
LGM-30G彈道導彈
LGM-30G彈道導彈

發射設備

LGM-30G導彈的地下井進行了加固改裝,改進了導彈懸掛系統,使用硼酸鹽混凝土加固發射井蓋,有效提高抗衝擊波以及抗輻射能力。同時井蓋縫隙處安裝碎片收集器,以防爆炸引起的碎石等異物落入井內。發射的指揮與通信系統中加入了衛星通信系統、緊急火箭通信系統和攻擊后指揮控制系統,大幅提高了實戰與生存能力。

生存能力

LGM-30G彈道導彈在不同階段採取了不同加固措施以確保其生存能力,其對核環境考慮的因素為:(1)發射前:空氣衝擊波、核輻射、電磁脈衝、碎片(2)主動段灰塵、電磁脈衝、核輻射(3)自由飛行段:核輻射、電磁脈衝(4)再入段:核輻射、電磁脈衝、空氣衝擊波。對於飛行中的導彈,重點防護核輻射(主要是X射線)電磁脈衝,對於相應的結構也要做適當的加固,具體來說有:(1)把原先採用鋁合金的頭部整流罩結構更換為鈦合金結構。(2)導彈各級的電子組件及電纜都必須屏蔽x射線和電磁脈衝。(3)對第一、二級級間段的鋁合金門皮加厚。(4)在鋁合金電纜罩上增加一層鈦合金防護結構。(5)在比較敏感的部位(如推力終止機構)增設了一個鈦合金和鋁合金的屏蔽層。
LGM-30G彈道導彈
LGM-30G彈道導彈

攻擊能力

LGM-30G彈道導彈每個母彈內裝有3枚子彈頭,裝載3枚MK12型子彈頭時,為3×175kt TNT當量,裝載3枚MK12A型子彈頭時,為3×335kt TNT當量。為提高突防能力,LGM-30G彈道導彈相對於前代的改進措施有:加裝MK12分導式多彈頭,增加末助推控制系統,改進突防裝置,加固了導彈結構和控制線路。2002年開始執行增強安全彈頭(SERV)計劃,用以取代MK12/W62彈頭和部分MK12A/W78彈頭。

性能數據


LGM-30G“民兵3”彈道導彈相關性能數據表
LGM-30G“民兵3”彈道導彈性能數據
射程9800~13000km
命中精度
370~450m (MK-12)
185~227m (MK-12A)
彈長18.26m
彈徑1.67m
起飛質量34.5t
彈頭質量
907kg (MK-12)
955kg (MK-12A)
彈頭威力
3×175kt TNT當量 (MK-12)
3×335kt TNT當量 (MK-12A)
制導NS-20全慣性制導
發動機推力
912kN(第一級)
270kN(第二級)
155kN(第三級)
1.4kN(末助推級)
發動機工作時間
61.6s(一級)
65.2s(二級)
59.6s(三級)
發射方式地下井貯存與發射

服役事件


飛行試驗

導彈從1968年至1970年共進行25次試射,其中曾發生制導控制系統中的“微粒玷污”引發實驗失敗(共3次)。MK-21彈頭搭載飛行試驗期間發生過彈頭滾動異常問題,後來通過減小子彈頭的旋轉速度使子彈頭慢旋解決。

安裝指令數據轉換系統

1972年至1977年間,“民兵3”導彈加裝了指令數據轉換系統,可將導彈原先的攻擊目標轉換為未經貯存的新目 標,大大提高了作戰的靈活性。同時也改進了NS-20制導系統,進一步提高了命中精度。

削減裁軍

1993年美俄間簽訂了關於進一步削減與限制進攻性戰略武器的條約,“民兵3”導彈於2003年1月前削減為500枚,同時拆除MK-12A型分導式多彈頭,重新改裝為MK-21型單彈頭。

發射記錄


2020年8月4日,美國空軍在范登堡空軍基地發射了一枚未安裝彈頭的“民兵”3型洲際彈道導彈。
2021年5月,當地時間星期三進行的“民兵III”洲際彈道導彈試射失敗,原因不明,正在進行調查。

服役動態


LGM-30G導彈
1972年至1977年間,LGM-30G導彈加裝了指令數據轉換系統,可將導彈原先的攻擊目標轉換為未經貯存的新目標,大大提高了作戰的靈活性。同時也改進了NS-20制導系統,進一步提高了命中精度。
1975年,LGM-30G導彈開始安裝的管制資迅緩衛系統,可使每枚導彈在25/人·分鐘內重新設定。發射后亦可在波音E-4B空中指揮站上完成目標的重新設定。
LGM-30G彈道導彈
LGM-30G彈道導彈
1982年開始,美國繼續改良LGM-30G導彈的精確度,並於1987年完成。它除確認了導彈電腦中軟硬體所造成在準確度上的誤差外,按照要求完成在準確度是25%的改進。其它的改良稱為“一釘之距“計劃,改良了洲際彈道導彈的發射與控制裝置。
1993年,美俄間簽訂了關於進一步削減與限制進攻性戰略武器的條約,LGM-30G導彈於2003年1月前削減為500枚,同時拆除MK-12A型分導式多彈頭,重新改裝為MK-21型單彈頭。
2004年12月,諾斯羅普·格魯門公司從美國空軍獲得一項價值1.53億美元的繼續生產用於LGM-30G導彈更新的制導系統合同,實施該導彈制導系統更新計劃的目的,是要使該導彈的使用壽命延長到2020年。
2008年5月,一個無人看守的LGM-30G導彈地下發射井著火,最終多層保險系統阻止了井中的導彈意外發射。
2010年10月,美國沃倫空軍基地50枚LGM-30G導彈與指揮中心失聯45分鐘。
2011年7月,LGM-30G導彈不載核彈試射,中途故障不得不自行炸毀。
2014年5月16日晚,一枚LGM-30G導彈在一次診斷測試中出現故障,一名維修部門負責人第二天嘗試維修時,因沒有遵循操作手則,而導致導彈損壞。
2017年2月8日到5月3日,LGM-30G導彈進行了三次密集試射。
2018年8月2日,美國空軍發布聲明,由於技術故障,美軍中止了一次LGM-30G導彈的飛行試驗,導彈在太平洋上空自毀。
2020年2月5日,美國當地時間,由美國太空軍第30太空聯隊參與執行,從加利福尼亞州范登堡空軍基地成功發射了一枚LGM-30G導彈,這是2020年美國陸基洲際導彈進行的首次試射。
2020年8月4日凌晨12點21分,美國空軍全球打擊司令部在加利福尼亞州范登堡空軍基地發射了一枚未安裝彈頭的“民兵”3型洲際彈道導彈。
2021年5月6日,據俄羅斯衛星通訊社剛援引美國空軍發布的消息,當地時間5月5日進行的“民兵III”洲際彈道導彈試射失敗,原因不明,正在進行調查。

衍生型號


“民兵-3”彈道導彈
從20世紀90年代開始,美國實施了LGM-30G導彈現代化改進計劃,旨在提高導彈可靠性、可維護性和作戰效能,將服役壽命延長至2030年。這包括(1)制導系統更換計劃(GRP),(2)推進系統更換計劃(PRP),(3)末助推系統改進計劃(PSRE),(4)增強安全彈頭計劃(SERV),(5)快速執行與戰鬥瞄準(REACT)的延壽計劃,(6)GPS精確跟蹤計劃,(7)環境控制系統更換計劃(ECS),(8)固體火箭發動機工業基礎維護項目,經過推進、制導、末段助推和再入等改進,改進型LGM-30G導彈的作戰性能得到全面提升。
LGM-30G彈道導彈
LGM-30G彈道導彈
此外,美國曾公布消息,正在研發新型洲際彈道導彈來取代“民兵”Ⅲ型導彈,該項目代號為“陸基戰略威懾”(GBSD)。新型彈道導彈被稱作“民兵”Ⅳ型,可能在2030年前列裝服役。

總體評價


民兵系列陸基洲際彈道導彈最初用於在冷戰時期對蘇聯實施核遏制。LGM-30G彈道導彈可以說代表了當時最先進的導彈武器水平,而為了適應時代發展的需要,戰略導彈現代化並不是去研製一種全新的導彈型號,而是通過分系統現代化改建來提高武器系統性能。美軍通過在推進系統、彈頭、制導系統和發射等分系統上採用新的技術成果,全面提高現有型號或改進型號的打擊能力、突防能力、生存能力,延長使用壽命,增強可靠性和安全性(網易評) 。
冷戰後,戰略核力量在美國國家安全戰略中的地位大不如前,類似於“民兵”這種重型核武器幾乎成為“雞肋”,其象徵意義遠大於實戰價值。與其浪費有限的資金來維持一個龐大無用的核體系,不如削減數量、提高質量。民兵-3彈道導彈可以裝3個核彈頭,但目前450枚導彈平均每枚只帶一個核彈頭,削減幅度達到60%以上。另一方面,相對於由常年游弋在深海的彈道導彈核潛艇和高飛在空中的戰略轟炸機攜帶的海空基核導彈,發射井坐標早已暴露的“民兵”,在對手同樣精準的核力量面前,生存能力和二次反擊能力都太弱了。美軍自嘲這種毫無機動能力的導彈只有兩個用途:一是消滅對手;二是吸引對手的大部分洲際導彈。因而,“民兵”在技術更新換代、預算、日常管理等方面都較為廢弛(中國軍網評) 。
LGM-30G彈道導彈1976年入役,雖然美國軍方從1998年開始陸續對該型導彈的火箭發動機進行翻新,2005年後又對其彈頭和引導系統進行改造,2009年完成了全部導彈發動機更新,但該型彈道導彈服役期超過40年已經老舊,"續命”改裝效果值得懷疑。此外,隨著導彈的老化,逐步出現設計時無法預料的部件失效、配合失靈等問題,早已超出導彈自檢和發射前部隊檢測能夠發現的範圍,導致故障不斷。
LGM-30G導彈的出現使得當時的反彈道導彈系統對其進行攔截攻擊變得極為困難,因為必須擊中所有分彈頭才能有效攔截。截至2017年,LGM-30G依然作為一型陸基洲際彈道導彈處於服役之中。