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白杨-M/SS-27/PC-12M

优点

  白杨-M洲际弹道导弹(俄语:РТ-2ПМ2 «Тополь-М» ,北约代号SS-27),是俄罗斯的一种洲际弹道导弹,可携带多枚分导弹头,射程超过1万公里。它飞行速度快,并能作变轨机动飞行,具有很强的突防能力 。 这种导弹是在白杨(北约代SS-25)的基础上研发出来的。

专家点评

  • 外观造型:5.0
  • 局部细节:4.0
  • 性能配置:5.0

性能参数

  • 名称:“白杨”-M/SS-27洲际弹道导弹
  • 研制时间:1990年
  • 射程:洲际导弹
技术数据
  • 弹长:22.7米
  • 弹径:1.85米
  • 弹重:1.2千克
  • 射程:10,000千米
研发历程

研制背景

 

战略需要

 

当今世界,武器装备正向通用化和一体化之路发展,战略武器系统当然也不例外。俄罗斯战略火箭军也希望像海上核力量那样只保留一种导弹系统,以便最大限度地符合时代要求。

美国和俄罗斯是当今世界上的两大核国家。虽然美俄两国都已宣布自己的核武器不再对准对方,但谁都明白,只需30秒,双方就可重新锁定对方的战略目标。在这种情况下,研制和使用拥有快速反应能力的战略导弹系统显得尤其重要。

90年代中期,俄罗斯基本完成了从超级大国军事战略向欧亚大国军事战略的转变,明确了作为世界大国之一的俄罗斯拥有全球利益、地区利益和本国利益。由于美国和北约集团在这3个利益层次上都对俄罗斯构成实质性威胁,所以俄罗斯把核遏制作为本国新军事战略的核心。

俄罗斯新军事战略改变了苏联不首先使用核武器的承诺,但多次强调一旦外来侵略由地区性冲突扩大为大规模战争,俄罗斯可以首先使用核武器对敌军事目标实行解除武装的打击。

同时,俄罗斯根据新军事战略的要求,在战略核力量的建设上,一方面依靠从苏联继承的庞大核武库发挥有效的威慑作用;另一方面制定了到2005年的战略力量发展计划,以研制21世纪新一代陆基和潜射战略弹道导弹。该计划的重点之一就是研制白杨-M导弹。

更新换代

 

俄罗斯的战略火箭军中,有50%的导弹超过了安全期限。80年代部署的SS-18、SS-19、SS-24和SS-25等战略导弹型号到21世纪初都将超出使用期限。俄罗斯担负战备值班任务的战略导弹种类曾有11种之多,这对武器装备的使用和维护等方面造成很多问题。

当时,在俄罗斯研究投产的3种洲际弹道导弹中,只有SS-25属于单弹头导弹。在乌克兰组装的SS-24是一种多弹头导弹,1992年仍在研制之中的SS-18的后继型(SS-X-26)也是一种多弹头导弹。SS-25适于携带一种先进的单弹头,并且主要是在俄罗斯组装,因此该导弹成为俄罗斯的当然选择。但SS-25导弹的公路机动系统的发射车太复杂,而且操作和维护费用很高。由于机动发射车操作人员的数目是地下井发射的5~6倍,所以俄罗斯火箭军的编制人数增加了大约数万人。

按照《第二阶段削减战略武器条约》(STARTⅡ)的规定,俄罗斯最重要的两种战略型多弹头导弹SS-18和SS-24最迟在2007年撤除。俄罗斯亟须发展适应21世纪核战略需求和符合STARTⅡ规定的新一代战略导弹力量。

3 发展完全由俄罗斯研制和生产的战略型号俄罗斯的战略核力量是从苏联继承过来的,而苏联生产战略导弹的工厂有75%是在俄罗斯境外。俄罗斯大部分洲际弹道导弹是在乌克兰制造的,这与俄罗斯的核大国地位不相符。主要战略型号SS-18、SS-24分别由乌克兰的扬格尔设计局研制,由南方机械科研生产联合体制造。白杨导弹虽在俄罗斯境内总装,但其惯性制导系统也在乌克兰的哈尔科夫生产的。因此,为加强战略武器装备研制和生产的独立性,俄罗斯必须发展全部零部件在俄罗斯生产,全弹在俄罗斯总装的新型战略型号。白杨-M是第1种完全在俄罗斯境内研制、生产的战略弹道导弹。

俄罗斯的白杨-M导弹系统就是在这种背景下研制和发展起来的。

专家分析

该导弹的主要设计者、莫斯科热力学国家研究所所长兼总设计师尤里*索洛莫夫诺夫认为,这是俄罗斯固体燃料弹道导弹进一步改进过程中的重大一步,“白杨”-M导弹可以认为是俄军工企业的新生儿。

设计者们认为,在“白杨”-M导弹系统研制、试验过程中,以及在其战术技术性能指标中有很多“第一”,甚至在世界上也是首次。如第一次为高防护性的井基和机动陆基发射装置制造了标准化统一的导弹;首次使用了新型试验系统,借助它可检验导弹系统在地面和飞行状态下各系统和组件的工作状态和可靠性,这可大大缩小传统试验规模,减少费用,同时又不降低导弹系统研制和试验的可靠性。

据设计者称,“白杨”-M导弹系统的全部试验都进行得很顺利,此外,在训练场和战备值班中将进行有关的试验工作,全部战术技术性能将能达到预期的目标。俄现已研制出了“白杨”-M的机动型,它安装在8轴牵引车上,现正在普列谢茨克的国家航天试验中心进行相应的试验。

部署概况

俄罗斯于1998年12月首批部署了井基白杨-M导弹。1999年12月俄罗斯部署了第2批白杨-M导弹。第1个白杨-M导弹团建立时,俄罗斯国防部长伊戈尔·谢尔盖耶夫亲自参加了该团的建团仪式。根据START-Ⅱ条约,俄罗斯可部署300枚白杨-M机动式导弹。俄罗斯计划从2000年起,每年部署35~40枚,在今后10年内至少需要270枚。在俄罗斯议会批准START-Ⅱ条约之后,它将取代SS-18、SS-19、SS-24分导式多弹头洲际导弹,成为确保国家安全的战略武器的骨干力量。俄罗斯称“白杨-M导弹将是21世纪头30年内保持世界稳定的战略核武器”。

俄罗斯国防部曾准备装备约700枚白杨-M导弹,在前苏联时期沃特金斯克机械制造厂生产SS-25导弹年生产率最高达到60~80枚,按这样的生产率,到2010年俄罗斯有可能装备700枚白杨-M导弹。俄罗斯战略导弹部队计划到2010年装备400~500枚白杨-M导弹,即从1998~2001年每年部署2~3个白杨-M导弹团,2001年以后提高到每年部署3~4个白杨-M导弹团,每一个导弹团装备10枚白杨-M导弹。这一计划要求2010年以前白杨-M导弹的年平均生产率要超过30枚。根据1991~1995年SS-25导弹的部署数量分析,SS-25导弹近几年的平均生产率为每年11枚。而且,俄罗斯国家杜马经济政治委员会主席说,2005年以前的白杨-M导弹年生产率只能达到10~15枚。这意味着到2005年俄罗斯最多只能装备120枚白杨-M导弹,而2005年以后即使达到每年生产40枚的水平,2010年白杨-M导弹的装备数量也将只有约320枚。

1998-2007年白杨-M导弹年度装备数量预测

置信度 高 高 高 较高 较高 较高 较高 一般 一般 一般
年 度 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
数量(枚) 6 6 8 11 12 15 19 23 21 22
累计数量(枚) 6 12 20 31 43 58 77 100 121 143
根据这一预测提出的年度装备数量,2010年白杨-M的装备数量约为210~250枚。

装备试验

试验概况

 

塔曼导弹师此次装 备的2枚单弹头式“白杨”-M导弹,只是该师计划中一个团应配备10枚数量中的1/5。俄方也通报了这两部发射井的地理坐标:北纬51度48分,东经45度39分;第二部发射井的地理坐标是北纬51度45分,东经45度41分。在此之前,塔曼师装备有100多枚PC-22(SS-24)型和PC-18(SS-19)型战略导弹。塔曼导弹师位于俄罗斯萨拉夫州,离萨拉托市仅20多千米的距离。在这里的地下储存着巨大的能量,并且已进行核战备值班30多年。该师为红旗导弹师,曾获得过苏联“十月革命”60周年勋章,前身是歼击航空兵师,出过30多位苏联英雄,现任师长为尤里·卡维林少将。卡维林少将生于1956年4月24日,1974年开始服役,毕业于捷尔任斯基学院(现彼得大帝军事学院)指挥系。在首批装备的2枚“白杨”-M导弹中,第1枚为教学训练弹,用于战勤人员的训练,以便充分掌握这一新型武器的使用技巧。所谓训练弹就是除战斗部和固体燃料外,其它组件和设备齐全,所缺设备和组件都配备有模仿器并用相应的重物予以配平,在重量上与实弹别无二致,在教学训练时可演练发射准备到实弹发射的全过程。第2枚为正式列装导弹,但没有安装上战斗部,专家们解释导弹上未配备战斗部的原因是“白杨”-M导弹系统仍处于试验阶段,并没有完全正式定型,首次装备部队进行试验性战备也是研制和训练的重要环节之一。只有完成了全部试验工作之后,导弹上才能安装上真正的战斗部。用于“白杨”-M导弹的核弹头正存放在国防部的特种仓库中,处于随时待命状态。

俄罗斯军方表示,“白杨”-M导弹具有世界上独一无二的飞行技术性能,比国外同类型导弹先进5-6年时间,在相当长一段时间里防空武器无法将其击落。俄罗斯武装力量将携带“白杨”—M导弹系统进入21世纪。

飞行试验

 

白杨-M导弹从1994年12月20日开始进行飞行试验,到1997年7月8日共成功地进行了4次飞行试验。由于急于部署和研制经费紧缺等原因,白杨-M导弹在成功进行4次飞行试验后,地下井发射型的首批2枚导弹于1997年12月24日开始部署在位于乌拉尔南部的塔吉谢沃导弹基地。1998年10月和12月又进行了两次白杨-M导弹的飞行试验,第5次试验发射后不久导弹就爆炸了,第6次试验成功。俄罗斯战略导弹部队称第5次试验为发射自毁爆炸,第6次为正式装备前的最后鉴定试验。表2为白杨-M导弹的飞行试验情况。

1999年12月14日11时5分(莫斯科时间),白杨-M又一次进行了发射试验。从俄罗斯北部阿尔汉格尔斯克州的普列谢茨克试验基地发射成功。当时,俄罗斯总理普京观看了这次发射,显示俄罗斯对该武器的高度重视。

2000年2月9日12时59分(莫斯科时间),一枚白杨-M导弹在阿尔汉格尔斯克州普列谢茨克航天发射场发射成功。这枚白杨-M导弹飞行约8 000 km后,准确击中俄罗斯东部勘察加半岛上的预定目标。

结构特点

动力装置

 

白杨-M导弹推进系统的显著特点是,各级发动机的直径均比SS-25导弹发动机大和采用了新的推力向量控制方式。

白杨-M导弹的一子级、二子级、三子级发动机的直径分别从1.80m、1.55m、1.34m增加到1.86m、1.61m、1.58 m,从而增加了推进剂的装药空间。其中三子级发动机直径增大15%以上,推进剂装药空间增加30%。由于发动机燃烧室推进剂装药空间增大,各级发动机的装药量均比SS-25导弹发动机要多。以一子级发动机为例,白杨-M导弹一子级发动机总质量比SS-25导弹增加800kg,但SS-25导弹一子级发动机壳体采用玻璃钢圆筒段和钛合金前后封头,而白杨-M导弹很可能使用质量更轻的有机纤维复合材料壳体。白杨-M导弹一子级因不用燃气舵推力向量控制也会减轻部分质量,这样白杨-M导弹一子级发动机推进剂装药量的增加值很可能比发动机总质量增加值还要大。

另外,前苏联在固体推进剂中已应用硝基胺硝酰铵(NH4N(NO2)2)、三氢化铝等高能组分,其中硝基胺硝酰铵在前苏联时期已进行工业化生产,使用硝基胺硝酰铵的丁羟推进剂的理论比冲可达到2653N·s/千克。所以,白杨-M导弹可能还使用了能量更高的固体推进剂。总之,白杨-M导弹三级固体推进系统的能量比SS-25导弹有明显提高,与SS-25导弹相比,总质量仅增加了不到5%,投掷质量却提高了20%。国外有的分析家还认为,白杨-M导弹高能量的固体发动机使其具有快速助推或助推段机动能力,但这一推测尚需要进一步证实。

苏联的陆基战略弹道导弹固体发动机主要以燃气舵、空气舵、二次喷射方式等实现推力向量控制,SS-25导弹一子级发动机就采用了燃气舵加空气舵(4个栅格翼、4个稳定翼)的推力向量控制方式。但是图1显示出白杨-M导弹一子级发动机没有SS-25导弹所特有的栅格翼和稳定翼,这表明白杨-M导弹一子级发动机实现推力向量控制的方式不同于SS-25导弹的燃气舵加空气舵方式。

80年代初,前苏联固体发动机柔性喷管技术已经相当成熟。80年代中期,服役的潜地战略弹道导弹直径2.4 m的固体发动机就应用了单个潜入式柔性摆动喷管。纳吉拉泽设计局在80年代中期提出了小型固体陆基机动洲际导弹方案,其三级发动机推力向量控制均采用双向摆动喷管。这就表明该设计局当时已放弃了传统的推力向量控制设计,转向摆动喷管的思路。从以上分析推测,白杨-M导弹的发动机采用了比较先进的柔性摆动喷管技术。

制导控制

白杨-M导弹的命中精度至少比SS-25导弹提高近1倍,达到CEP≤350m。而俄罗斯战略导弹部队称,白杨-M导弹的命中精度优于美国精度最高的MX导弹(CEP≤110m)。根据公开文献报道,白杨-M导弹的制导系统与SS-25导弹一样,为计算机控制的惯性制导或自动控制惯性制导。

如果白杨-M导弹应用了机动弹头技术,那么也就很可能应用了前苏联进行过飞行试验的战略弹道导弹机动弹头末制导技术。该机动弹头采用地图匹配精确制导体制,进行地图匹配的探测雷达是大功率毫米波雷达,雷达天线位于弹头侧边。雷达天线与弹头之间用导轨联接,天线与弹头分离时利用轴向力从导轨滑出,以防止产生影响弹头精度的脉冲干扰力。

机动末制导弹头和导弹母体的分离方式与一般惯性弹头相同,弹头飞行到120公里高度时,雷达天线开始工作,利用打击目标附近(最大距离约100公里)特征显著的地形、地貌(如河流、湖泊、金属桥、铁塔等)实现目标地图匹配。目标匹配完成后,以高压气瓶为动力源的控制系统对弹头进行调姿和位置修正,然后抛掉弹上雷达天线及高压气瓶,此时弹头位于飞行高度约90公里的再入点。弹头再入后可直接飞向目标,也可进行突防机动飞行。不进行突防机动时,弹头的命中精度为CEP≤60米,进行突防机动时,弹头命中精度为CEP≤100米。

下面是机动末制导弹头工作流程:

(a)采用高压气瓶、液压作动筒移动铀238核装置的位置,即以改变弹头质心的方法产生机动飞行的控制力的控制力距,实现弹头的位置修正,弹头尾部还装有8个用于调姿的径向喷管。上述方法有利于保持弹头良好的空气动力外形,避免了采用空气舵方式所带来的许多问题。

(b)采用在大气层外进行目标特征匹配的雷达地图匹配制导技术。这种方法不仅避免了弹头高速再入大气层后形成“黑障区”对地图匹配造成的影响,保证了精度,而且还避免了在大气层内进行地图匹配所需的弹头拉平减速,提高了弹头的突防能力。

(c)可以根据弹头打击区域反导系统防御能力的强弱,预先装定机动程序调整机动范围的大小。弹头最大机动范围是在标准弹道中心直径5公里范围内,可进行纵向机动和侧向机动。该弹头比SS-18导弹所用纯惯性分导式弹头要重得多,质量约1500~1600千克。

弹头

 

白杨-M导弹是单弹头导弹,但是它具有改装成可带3~4个分导式多弹头导弹的能力,突防能力很强。俄罗斯多次称,白杨-M导弹弹头具有机动再入能力或特殊飞行弹道,使国外研制的弹道导弹防御系统难于拦截。美国空军声称,根据其对白杨-M导弹各次飞行试验的监测,还不能证实白杨-M导弹弹头已经进行了机动再入能力或特殊飞行弹道的飞行试验。但是,对白杨-M导弹和SS-25导弹的对比和其他分析显示,白杨-M导弹弹头很可能应用了机动再入技术。

首先,白杨-M导弹的整流罩外形和投掷质量均比SS-25导弹大,而两者弹头的威力大小一样,说明白杨-M导弹的弹头与SS-25导弹弹头有所不同。其次,白杨-M导弹是作为俄罗斯21世纪的陆基标准战略型号,在其研制之初的1993年,美国已经提出发展国家导弹防御系统的计划,所以白杨-M导弹有应用弹头机动再入技术提高突防反拦截能力的需求。第三,俄罗斯已拥有较为成熟的战略弹道导弹弹头机动再入技术基础,苏联时期曾用SS-18导弹进行过机动弹头的飞行试验。

俄罗斯称白杨-M导弹具有机动再入能力,而美国空军通过对飞行试验的监测认为白杨-M导弹未进行机动再入试验。这说明白杨-M导弹很可能应用的是经过飞行验证的较成熟的技术。苏联曾用SS-18进行过10次机动弹头的飞行试验。

发射方式

 

白杨-M导弹有两种发射方式:公路机动发射和地下井发射。俄罗斯表示,在21世纪初部署的白杨-M导弹中有90枚是由地下井发射,将置放在改进后的SS-18导弹发射井中。公路机动发射时,导弹借助火药蓄压器从运输发射筒发射。在一子级飞行段靠气动舵和燃气舵控制导弹的飞行,燃气舵装在主发动机喷管处。在二子级和三子级飞行段则通过向喷管扩散段喷入气体和通过有摆动装置的喷管来控制导弹的飞行。

第1辆白杨-M导弹的新型八轴MAZ-79221运输/起竖/发射车(TEL)已于1995年6月交付使用。