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UGM-96A“三叉戟 I”導(dǎo)彈
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UGM-96A彈道導(dǎo)彈(英文:UGM-96A Trident I C-4),正式名稱為“三叉戟C-4”或“三叉戟Ⅰ”,是美國(guó)海軍第三代潛地彈道導(dǎo)彈。

UGM-96A彈道導(dǎo)彈是“波塞冬”導(dǎo)彈的后繼型號(hào),1971年開(kāi)始預(yù)研,1973年開(kāi)始全面工程研制,1974年,洛克希德·馬丁公司獲得了“三叉戟Ⅰ”型導(dǎo)彈的研制合同,1977年1月18日,進(jìn)行首次平臺(tái)測(cè)試發(fā)射,1979年4月10日,進(jìn)行首次水下發(fā)射試驗(yàn),1979年開(kāi)始部署,至1994年底,按照“削減與限制進(jìn)攻性戰(zhàn)略武器條約”的規(guī)定,已拆除12艘“三叉戟”潛艇,僅有8艘“三叉戟”潛艇部署在班戈基地,后將用UGM-133A(三叉戟D5)導(dǎo)彈逐步更換UGM-96A導(dǎo)彈。2005年,UGM-96A導(dǎo)彈全部退役。

UGM-96A導(dǎo)彈是三級(jí)固體導(dǎo)彈,由彈體、推進(jìn)、制導(dǎo)與飛行控制、再入等分系統(tǒng)組成,彈體呈圓柱形,第一、二、三級(jí)均采用固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)殼體全都改用“凱芙拉49”/環(huán)氧樹脂纖維纏繞殼體,制導(dǎo)采用MK-5星光慣性制導(dǎo)系統(tǒng),裝備在經(jīng)過(guò)改裝的“海神”潛艇和新研制的“三叉戟”潛艇上。

UGM-96A導(dǎo)彈由于采用了高效能推進(jìn)系統(tǒng)、額外的第三節(jié)推進(jìn)火箭和更先進(jìn)的制導(dǎo)技術(shù),導(dǎo)彈最大射程達(dá)到了7400千米,命中精度也提高到230至500米。導(dǎo)彈采用8分導(dǎo)式子彈頭,每個(gè)子彈頭威力為10萬(wàn)噸三硝基甲苯當(dāng)量,增加了導(dǎo)彈毀傷目標(biāo)的能力。

發(fā)展沿革

研制背景

蘇聯(lián)70年代下水的維克托II型攻擊核潛艇,性能大幅提高。隨著蘇聯(lián)核力量的逐步增強(qiáng)和海軍反潛能力的提高,美國(guó)海軍開(kāi)始了遠(yuǎn)程水下導(dǎo)彈項(xiàng)目,要求研制一種射程遠(yuǎn)高于海神導(dǎo)彈的潛射導(dǎo)彈洛克希德·馬丁公司作為主承包商提出了一個(gè)兩階段計(jì)劃:首先開(kāi)發(fā)一種海神導(dǎo)彈的先進(jìn)衍生型,稱之為增程型海神,這種導(dǎo)彈和海神導(dǎo)彈具有同樣大小的直徑以便于使用在已有的戰(zhàn)略核潛艇上。隨后,將開(kāi)發(fā)一種全新型號(hào)的潛射彈道導(dǎo)彈,具有更大的直徑,不過(guò)也需要建造新的核潛艇來(lái)使用。最后,前者成為三叉戟I C-4型導(dǎo)彈,后者成為三叉戟II D-5型導(dǎo)彈。

在1960年代后期,美國(guó)國(guó)防部啟動(dòng)了STRAT-X研究,設(shè)想將射程為6000海里潛射導(dǎo)彈納入新型潛艇。從而產(chǎn)生了一個(gè)兩階段的計(jì)劃。第一階段為三叉戟C-4,射程約為4000海里,第二階段為遠(yuǎn)程三叉戟D-5。

到60年代中期,波塞冬導(dǎo)彈的開(kāi)發(fā)已經(jīng)開(kāi)始,旨在通過(guò)增加1000海里的射程,增強(qiáng)對(duì)峙過(guò)程中潛艇的生存能力。然而,這一計(jì)劃遇到了障礙,海神導(dǎo)彈射程甚至可能還比不上北極星A-3攻擊機(jī)導(dǎo)彈的射程。于是,啟動(dòng)了一項(xiàng)研究計(jì)劃,以確定與拉斐特級(jí)潛艇現(xiàn)有導(dǎo)彈發(fā)射管兼容的遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的可行性。這項(xiàng)任務(wù)最初被稱為增程海神(EXPO),到1971年演變?yōu)楹5走h(yuǎn)程導(dǎo)彈系統(tǒng)(ULMS)計(jì)劃。

1971年9月,時(shí)任美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)梅爾文·R·萊爾德(Melvin R. Laird)對(duì)海底遠(yuǎn)程導(dǎo)彈系統(tǒng)(ULMS)表示贊同。時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)尼克松在1972年1月也表達(dá)了贊同的觀點(diǎn)。隨后,在同年5月,該計(jì)劃的步伐加快,并更名為三叉戟I。于是,美國(guó)海軍啟動(dòng)了“水下遠(yuǎn)程導(dǎo)彈系統(tǒng)”Ⅰ型(ULMS1)的計(jì)劃,要求結(jié)合星光慣性制導(dǎo),開(kāi)發(fā)具有比UGM-73“波塞冬”導(dǎo)彈射程更遠(yuǎn)的彈道導(dǎo)彈。

洛克希德·馬丁公司作為主承包商提出了一個(gè)兩階段計(jì)劃:首先開(kāi)發(fā)一種海神導(dǎo)彈的先進(jìn)衍生型,稱之為增程型海神,這種導(dǎo)彈和海神導(dǎo)彈具有同樣大小的外型尺寸,以便于使用在已有的戰(zhàn)略核潛艇上。隨后,將開(kāi)發(fā)一種全新型號(hào)的潛射導(dǎo)彈,具有更大的直徑,不過(guò)也需要建造新的核潛艇來(lái)使用。最后,前者成為UGM-96A(“三叉戟Ⅰ”型)彈道導(dǎo)彈,后者則成為UGM-133A(“三叉戟Ⅱ”型)彈道導(dǎo)彈。

研發(fā)測(cè)試

1973年10月,UGM-96A開(kāi)始全面工程研制。主承包商是洛克希德導(dǎo)彈與空間公司,分承包商有威斯汀豪斯電氣公司(負(fù)責(zé)發(fā)射裝置)、通用電氣(負(fù)責(zé)發(fā)射控制分系統(tǒng))、洲際電子公司(負(fù)責(zé)測(cè)試分系統(tǒng))、斯佩里系統(tǒng)管理公司(負(fù)責(zé)導(dǎo)航分系統(tǒng))、德雷拍實(shí)驗(yàn)室(負(fù)責(zé)導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng))。

“三叉戟”計(jì)劃的總費(fèi)用預(yù)計(jì)達(dá)1035億美元,其中24艘“三叉戟”潛艇(包括班戈與金斯灣基地及595枚“三叉戟”I導(dǎo)彈)452億,958枚“三叉戟”II導(dǎo)彈462億,能源部為“三叉戟”I和“三叉戟”Ⅱ研制6500枚核彈頭需66億美元(其中3000多枚W76需20多億,3000多枚W88需45億以上),以及潛艇改裝費(fèi)55億美元。

在不調(diào)整尺寸或減少有效載荷的情況下制造具有增強(qiáng)射程的UGM-96A是一個(gè)挑戰(zhàn)。洛克希德·馬丁公司的工程師通過(guò)重新配置有效載荷部分以適應(yīng)第三級(jí)火箭,并采用MIM-104防空導(dǎo)彈計(jì)劃中的高密度、高能固體酒精來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這種固體燃料增強(qiáng)了推力,為了抵消燃料增加的重量,傳統(tǒng)的玻璃纖維發(fā)動(dòng)機(jī)外殼被換成了更輕的凱夫拉版本。為了進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)彈的射程,設(shè)計(jì)了一個(gè)伸縮式減阻桿,最大限度地減少了空氣阻力。

三叉戟I導(dǎo)彈在研制中主要的困難是推進(jìn)劑的穩(wěn)定性問(wèn)題。第一級(jí)和第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)中,曾發(fā)生過(guò)三次8·12天津?yàn)I海新區(qū)爆炸事故和兩次失敗。

第一次爆炸是1974年5月5日第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)在猶太自治州貝克斯靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)發(fā)生的。第二次爆炸是1975年6月在加利福尼亞州中國(guó)湖海軍武器中心靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)發(fā)生的。第三次是1976年5月在加利福尼亞州中國(guó)湖海軍武器中心進(jìn)行第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)發(fā)生的。這次爆炸是由于推力終止系統(tǒng)引起的。這個(gè)系統(tǒng)的用途是當(dāng)試驗(yàn)發(fā)生故障危及試驗(yàn)場(chǎng)地安全時(shí),使發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作。第四、五次試驗(yàn)在1976年9月16日和10月21日。這兩次試驗(yàn)是作第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管試驗(yàn)。兩次試驗(yàn)都沒(méi)有成功。

UGM-96A從1977年1月18日在加利福尼亞州卡納維拉爾角25號(hào)平臺(tái)上首次發(fā)射,至1977年12月5日,共進(jìn)行過(guò)九次飛行試驗(yàn),全部成功。

參考資料

UGM-96A的飛行試驗(yàn)在1977年1月18日首次從地面發(fā)射臺(tái)發(fā)射,1979年4月10日,首次水下三叉戟I發(fā)射,到同年8月底,已經(jīng)發(fā)射了7枚性能評(píng)估導(dǎo)彈。1979年7月,UGM-96A導(dǎo)彈首次從“弗朗西斯·斯科特·基”號(hào)(SSBN-657)核潛艇上試射成功,同年10月該艇也成為第一艘部署UGM-96A導(dǎo)彈的戰(zhàn)略核潛艇。UGM-96A到1979年10月開(kāi)始服役為止,共進(jìn)行25次飛行試驗(yàn),其中失敗4次。陸上發(fā)射臺(tái)發(fā)射18次,失敗3次;潛艇水下發(fā)射7次,失敗1次。發(fā)射成功率為84%。服役以后,導(dǎo)彈進(jìn)入演練性作戰(zhàn)飛行試驗(yàn),到1983年4月止,共進(jìn)行31次潛艇水下發(fā)射試驗(yàn),其中6次失敗,成功率約81%。總的成功率是82%。

10次飛行試驗(yàn)失敗有4次是第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。而1983年的2次失敗都是第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障引起的。在飛行試驗(yàn)之前,發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)時(shí),第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)曾發(fā)生兩次爆炸事故,由于三叉戟I第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性較低,所以海軍在1983年決定把79枚三叉戟I導(dǎo)彈第一級(jí)全部換成新的發(fā)動(dòng)機(jī)。

服役歷程

UGM-96A可以從水下或水面發(fā)射。裝備UGM-96A的核潛艇定期從基地出發(fā),執(zhí)行戰(zhàn)備巡航任務(wù),連續(xù)巡航時(shí)間提高到70天。潛艇每9年進(jìn)行一次大修并更換核燃料。1973年年選定華盛頓州的班戈為“三叉戟”潛艇基地,總面積約33平方千米另一基地為佐治亞州的金斯灣。

1979年,UGM-96在20次成功測(cè)試后投入使用。1979年10月20日,“弗朗西斯·斯科特·基”號(hào)(SSBN-657)首次裝載UGM-96進(jìn)行巡邏。

截至1982年8月,12艘拉斐特級(jí)潛艇都配備了UGM-96A導(dǎo)彈,每艇16枚。同年9月,第一艘俄亥俄級(jí)核潛艇俄亥俄號(hào)(SSBN-726)在華盛頓州班戈的胡德運(yùn)河三叉戟潛艇基地部署。由于三叉戟II D-5沒(méi)有及時(shí)完成,前8艘俄亥俄核潛艇也裝備了UGM-96A導(dǎo)彈,每艇24枚。

截至1986年1月,美國(guó)海軍接收最后一枚UGM-96A導(dǎo)彈,總共裝備了12艘拉斐特級(jí)潛艇和8艘俄亥俄級(jí)潛艇。在1976年至1986年間生產(chǎn)的570枚導(dǎo)彈中,約有385枚在1991年服役。

至1994年底,按照“削減與限制進(jìn)攻性戰(zhàn)略武器條約”的規(guī)定,已拆除12艘“三叉戟”潛艇,僅有8艘“三叉戟”潛艇部署在班戈基地,在它們大修期間,將用D-5逐步更換C-4導(dǎo)彈。

1996年,只剩下八艘俄亥俄級(jí)核潛艇,總共容納了192枚UGM-96A導(dǎo)彈,全部駐扎在美國(guó)華盛頓州,供美國(guó)太平洋艦隊(duì)使用。

2003年12月15日,密歇根號(hào)(SSBN-727)潛艇完成了載有UGM-96A導(dǎo)彈的最后一次巡邏。

截至2001年12月,共進(jìn)行了225次UGM-96A導(dǎo)彈試射,平均每年發(fā)射5至6枚導(dǎo)彈。

2005年,UGM-96A導(dǎo)彈全部退役。

英國(guó)引進(jìn)

1980年7月,英國(guó)宣布引進(jìn)UGM-96A導(dǎo)彈,取代在20世紀(jì)90年代裝備的“北極星”導(dǎo)彈。然而,在1982年,在時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)隆納?威爾森?雷根宣布用三叉戟D5系統(tǒng)取代三叉戟C4后,英國(guó)轉(zhuǎn)向了三叉戟D5導(dǎo)彈。最終在1982年3月,英國(guó)和美國(guó)簽署了三叉戟D5協(xié)議。

基本設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)目的

UGM-96A的設(shè)計(jì)思想是能裝備在現(xiàn)有的波塞冬核潛艇上。因此導(dǎo)彈的外形尺寸基本上與海神導(dǎo)彈相同,但它的精度、彈頭總的威力以及射程都要比海神導(dǎo)彈大。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的,從總體結(jié)構(gòu)布局到每個(gè)部件都采用了一系列的新技術(shù)、新材料,每個(gè)零組件都作了改進(jìn)。UGM-96A的第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)插放在儀器艙和彈頭的中心部位。這種新布局在不增加導(dǎo)彈外形尺寸的情況下,增加第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),使射程增大。

布局結(jié)構(gòu)

UGM-96A導(dǎo)彈是三級(jí)固體導(dǎo)彈,總體由彈體、推進(jìn)、制導(dǎo)與飛行控制、再入等分系統(tǒng)組成,彈體呈圓柱形,具體由七個(gè)部件組成:圓頭錐形整流罩(包括減阻器、子彈頭)、第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)、儀器艙、過(guò)渡段、第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)、級(jí)間段、第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。

導(dǎo)彈頭部

為了使UGM-96A具有與波塞冬導(dǎo)彈相同的長(zhǎng)度,便把第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)插放到了儀器艙和子彈頭中間,整個(gè)頭部布局非常緊湊,這樣安排僅僅增加了頭部鈍度。為了克服頭部鈍度大對(duì)射程的影響,頭部頂端安裝一個(gè)氣動(dòng)減阻器。

整流罩

頭部整流罩重約108公斤(不包括整流罩彈射發(fā)動(dòng)機(jī)的重量),分成鼻帽和錐體兩部分。鼻帽頂部有一個(gè)減阻器收藏室,鼻帽是用玻璃纖維/酚醛模壓而成。鼻錐體的主要結(jié)構(gòu)由9層層狀的云杉組成。用一個(gè)鋁合金前框把鼻帽和錐體對(duì)接上。導(dǎo)彈大約飛行2分鐘后,頭部整流罩與儀器艙在合適的氣動(dòng)條件下分離,并用位于整流罩前框的兩個(gè)彈射發(fā)動(dòng)機(jī)把整流罩彈出導(dǎo)彈飛行軌道。

整流罩彈射發(fā)動(dòng)機(jī)

彈射發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)33.8厘米,直徑14.2厘米,內(nèi)裝的推進(jìn)劑牌號(hào)為ARCITE 386M,推進(jìn)劑的主要成分是高氯酸銨、聚氯乙烯和穩(wěn)定劑等。

氣動(dòng)減阻器

氣動(dòng)減阻器的功用是在導(dǎo)彈第一級(jí)動(dòng)力飛行期間,把鈍頭氣動(dòng)力特性轉(zhuǎn)變?yōu)榱骶€型氣動(dòng)特性,使氣動(dòng)阻力從18144公斤降到9072公斤。如在帶有海神彈頭的三叉戟導(dǎo)彈上采用這項(xiàng)新技術(shù),使射程增加323.75公里。如在三叉戟1導(dǎo)彈上加裝減阻器,就可增加射程555公里。導(dǎo)彈在貯存期和發(fā)射之前,減阻器收藏在整流罩鼻帽前端的減阻盒里,減阻器盒用螺栓固定在鼻帽上。導(dǎo)彈飛行2分鐘時(shí)(已飛出大氣層),減阻器與整流罩一起拋掉。

子彈頭

UGM-96A子彈頭外形為尖錐形,采用8個(gè)分導(dǎo)式多彈頭,可分別攻擊8個(gè)目標(biāo)。子彈頭通過(guò)分離釋放機(jī)構(gòu)固定在環(huán)形支座上。第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)燃盡并分離后,彈頭母艙內(nèi)的末助推控制系統(tǒng)開(kāi)始工作。這個(gè)系統(tǒng)由2個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器、4個(gè)整體閥門組件及有關(guān)的管道組成。燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生的熱燃?xì)庥呻姶砰y門控制進(jìn)入整體閥門組件的16個(gè)噴管,其中的4個(gè)噴管產(chǎn)生軸向正推力,4個(gè)產(chǎn)生軸向負(fù)推力,8個(gè)產(chǎn)生滾動(dòng)力。通過(guò)這些噴管的組合工作來(lái)控制母艙在3個(gè)軸向上的姿態(tài)與速度,以便在預(yù)定的彈道點(diǎn)上分別釋放子彈頭。

UGM-96A攜帶的核彈頭有兩種:一種是MK-4彈頭,另一種作為備分方案的MK-500機(jī)動(dòng)躲避式彈頭。MK-4是分導(dǎo)式彈頭,呈圓錐形,彈殼采用高硅土酚醛防熱材料,核裝置代號(hào)為W-76,威力為10萬(wàn)噸TNT當(dāng)量。

MK-4彈頭有10個(gè)零組件:鼻形殼體、后殼、密封蓋、后密封蓋、解保裝置、引信裝置、點(diǎn)火器、核裝置、彈頭電纜和雷達(dá)引信天線。MK-4彈頭曾在1978年成功地進(jìn)行了10次研制飛行試驗(yàn)。并在1975年進(jìn)行了兩次當(dāng)量為2萬(wàn)噸以下地下核試驗(yàn)。還進(jìn)行了能量研究和研制性的彈頭試驗(yàn)。

MK-500彈頭是UGM-96A備分彈頭,它是一種簡(jiǎn)單的機(jī)動(dòng)彈頭,采用折錐和移動(dòng)配重的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)。MK-500曾在1978年用民兵導(dǎo)彈進(jìn)行了5次試驗(yàn),用UGM-96A進(jìn)行了兩次試驗(yàn)。這7次試驗(yàn)?zāi)康氖钦撟CMK-500的實(shí)用性,論證與C4X導(dǎo)彈的適應(yīng)性以及確定彈頭與彈體對(duì)接的可行性。

導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)件

UGM-96A結(jié)構(gòu)件除發(fā)動(dòng)機(jī)殼體以外,還有儀器艙、前過(guò)渡段、級(jí)問(wèn)段。

儀器艙

UGM-96A儀器艙在結(jié)構(gòu)上由外殼、錐殼和內(nèi)筒組成,質(zhì)量約120千克。錐殼是一個(gè)39度的平頭截頂錐殼,上下兩端各接一個(gè)短圓筒段。

UGM-96A儀器艙是個(gè)容器,內(nèi)裝有第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)、大部分的制導(dǎo)系統(tǒng)和末助推控制系統(tǒng)設(shè)備,并且也是它們的承力結(jié)構(gòu)。它作為釋放子彈頭的平臺(tái),支撐第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)和末助推控制系統(tǒng)和兩個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器。整個(gè)儀器艙包括儀器重146公斤,僅占全彈彈重的0.5%。

儀器艙結(jié)構(gòu)是由硬鋁合金、石墨/環(huán)氧、蜂窩型復(fù)合材料組成的,長(zhǎng)49.5厘米,由于這些結(jié)構(gòu)件重量輕,使導(dǎo)彈射程增加342.3公里。

UGM-96A導(dǎo)彈第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)配置在儀器艙內(nèi)筒中央,靠連接環(huán)與錐殼頂端相連。儀器艙內(nèi)部比較緊湊地安裝絕大多數(shù)與導(dǎo)彈工作有關(guān)的儀器和設(shè)備。

第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)分離機(jī)構(gòu)的主要任務(wù)是使第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)與儀器艙脫開(kāi)并將發(fā)動(dòng)機(jī)從儀器艙的中心部位向后推出。該機(jī)構(gòu)主要由爆炸分離連接件,彈射發(fā)動(dòng)機(jī)和導(dǎo)向裝置組成。

過(guò)渡段

過(guò)渡段是第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)和儀器艙之間的過(guò)渡結(jié)構(gòu),它是鋁合金結(jié)構(gòu)。在過(guò)渡段180°方位有一個(gè)檢查窗,是通到過(guò)渡段和儀器艙內(nèi)的通道。蒙皮內(nèi)有輸氣孔,使過(guò)渡段內(nèi)部壓力與環(huán)境壓力相平衡。兩個(gè)脫落插頭位于45*和310°方位。

級(jí)間段

級(jí)間段是用抗腐蝕鋁合金材料制成的,在45°和225°方位處有兩個(gè)檢查窗,它們與發(fā)射筒的檢查窗對(duì)準(zhǔn),并可以通過(guò)這兩窗口對(duì)級(jí)間段內(nèi)部進(jìn)行檢查。有12個(gè)輸氣孔,使級(jí)間段內(nèi)外壓力平衡。在級(jí)間段外蒙皮上,在250°處有兩段假電纜罩,這兩電纜罩起減小氣動(dòng)力作用,并把第一級(jí)和第二級(jí)電纜罩連接起來(lái)。

動(dòng)力裝置

UGM-96A第一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相似。第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)圓柱段中間有一個(gè)裙,裙邊與支撐筒用連接件連接起來(lái)。

參考資料

發(fā)動(dòng)機(jī)殼體

UGM-96A三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體都用凱夫拉纖維(PRD-49-Ⅱ)/ep纏制成的。這種材料的優(yōu)點(diǎn)是密度小、強(qiáng)度高、模數(shù)高、比海神導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)使用的S-901玻璃纖維性能好。美國(guó)聯(lián)合技術(shù)中心做了一系列靜力試驗(yàn)和靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn),證明凱夫拉燃燒室比S-901燃燒室重量輕35%,而周向復(fù)合模量卻增加70%。

絕熱層

三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)部有一層絕熱層,這層絕熱層是用EPDM-NEO-SI乙烯丙烯橡膠。并加有各種填料(如二氧化硅石棉、玻璃粉),其密度為0.941克/厘米3,這種材料導(dǎo)熱性小,比熱大,抗腐蝕性強(qiáng),機(jī)械性能好。

推進(jìn)劑

三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部裝有交聯(lián)復(fù)合雙基推進(jìn)劑(XLDB),這種推進(jìn)劑的比沖比復(fù)合推進(jìn)劑約高5秒,地面理論比沖約265~270秒。藥柱為翼柱型。這種推進(jìn)劑屬7級(jí)火工品危險(xiǎn)等級(jí)(等級(jí)愈高愈危險(xiǎn)),第一、二級(jí)推進(jìn)劑和第三級(jí)推進(jìn)劑都用交聯(lián)復(fù)合雙基推進(jìn)劑,但其成分含量稍有不同。第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥17765公斤,第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥7949公斤,第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥1708公斤。

參考資料

裝藥

第一、二級(jí)藥形是翼柱形,裝藥中心有一個(gè)圓柱孔,裝藥后端徑向有幾個(gè)翼形槽。第三級(jí)藥形也是翼柱形,裝藥前、后端都有徑向翼形槽。這種藥形裝藥量大,等面積燃燒性好。

噴管

UGM-96A每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都是單一潛入式柔性燒蝕型噴管。工作環(huán)境比海神的惡劣,因?yàn)榻宦?lián)復(fù)合進(jìn)劑的燃?xì)鉁囟容^高。在工作時(shí)間長(zhǎng),燃燒室壓力高的條件下,燃?xì)饬鲗?duì)噴管的沖刷嚴(yán)重,所以三個(gè)噴管在材料選擇方面作了大量研究工作,進(jìn)行多次靜點(diǎn)火試驗(yàn),并作了多次修改。

UGM-96A采用過(guò)的材料:噴管喉襯為熱解石墨環(huán),外殼用鋁合金,出口錐材料為石墨/環(huán)氧膠,出口錐內(nèi)襯材料為石墨布/酚醛

柔性接頭

UGM-96A發(fā)動(dòng)機(jī)噴管與發(fā)動(dòng)機(jī)后封頭開(kāi)口部分都是用柔性接頭連接,這樣噴管可全向轉(zhuǎn)動(dòng)。柔性接頭是一層加強(qiáng)環(huán),一層彈性環(huán)交疊地粘合而成。這些環(huán)一般是球型截面,有一個(gè)共同的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。外面加上柔性隔熱罩防止燃?xì)鉄g。這種接頭既能使噴管作向量運(yùn)動(dòng),又起壓力密封件作用。三叉戟I柔性接頭的加強(qiáng)件是用S玻璃纖維和碳布浸漬PF固化而成的復(fù)合材料。彈性件是采用天然橡膠,代號(hào)為GTR44125或TR3005。這兩種材料的最小切向應(yīng)力為352噸/米2。加強(qiáng)件和彈性件粘接時(shí)用Chemlok205作底層,加上Chemlo-k220粘合劑。柔性接頭外包有一個(gè)整體隔熱罩,該隔熱罩使用的燒蝕材料直接加在彈性組件外部。

點(diǎn)火器

UGM-96A三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)使用同類型的點(diǎn)火器,其點(diǎn)火過(guò)程是電火管通電點(diǎn)著含有酰胺粘合劑的鉀·硝酸硼藥丸,鉀·硝酸硼再點(diǎn)著推進(jìn)劑。

推力終止

UGM-96A采用能量管理法。能量管理法就是在導(dǎo)彈第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)燒盡瞬間達(dá)到所需的姿態(tài)和速度。通常的能量管理設(shè)計(jì)成為在助推階段最后時(shí)刻實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑同時(shí)耗盡,并要求速度增量(ΔV)為零。可以通過(guò)計(jì)算導(dǎo)彈P向量(P是所獲得的速度增量的函數(shù))和計(jì)算助推階段的剩余速度來(lái)完成能量管理。

作動(dòng)系統(tǒng)

UGM-96A的第一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的作動(dòng)系統(tǒng)仍沿用“海神”導(dǎo)彈的固體推進(jìn)劑燃?xì)獍l(fā)生器、渦輪與液壓泵系統(tǒng),第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)用高速葉輪泵取代液壓泵。

制導(dǎo)控制系統(tǒng)

UGM-96A制導(dǎo)控制系統(tǒng)采用一種星光-慣性制導(dǎo)方案。按其功能可分為制導(dǎo)分系統(tǒng)和控制分系統(tǒng)。

制導(dǎo)分系統(tǒng)

UGM-96A的MK-5星光-慣性制導(dǎo)系統(tǒng)是在MK-4制導(dǎo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。MK-5系統(tǒng)仍采用平臺(tái)一計(jì)算機(jī)制導(dǎo)方案,并加進(jìn)了星光制導(dǎo)技術(shù)和末助推數(shù)字技術(shù),還采用了先進(jìn)的元器件,因而精度高、體積小和質(zhì)量輕。MK-5系統(tǒng)包括制導(dǎo)、定時(shí)、環(huán)境控制等分系統(tǒng),其核心是慣性測(cè)量裝置和電子組件裝置。

慣性測(cè)量裝置

慣性測(cè)量裝置是一個(gè)密封式球形裝置,由四個(gè)架框、三個(gè)加速度表、二個(gè)微型兩軸陀螺、引導(dǎo)星光測(cè)量裝置和解析器組成的。這些組件給導(dǎo)彈慣性空間中的參照方向和測(cè)量的導(dǎo)彈速度。

兩個(gè)微型陀螺裝在最里面的框架上,它使導(dǎo)彈在整個(gè)飛行中在慣性空間保持穩(wěn)定方向。三個(gè)脈沖積分?jǐn)[式加速度表也安裝在最里面的框架上,它是測(cè)量導(dǎo)彈速度變化。引導(dǎo)星光測(cè)量裝置提供給導(dǎo)彈飛行彈道修正數(shù)據(jù)。解析器能測(cè)量框架的角度,提供給導(dǎo)彈姿態(tài)數(shù)據(jù)。此外,為了使慣性測(cè)量裝置的溫度保持在所要求的溫度范圍內(nèi),使用水熱交換器。

電子組件裝置

電子組件裝置包括計(jì)算機(jī)等電子儀器。制導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)得的信息通過(guò)飛行控制分系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成操縱推力矢量控制系統(tǒng)和末助推控制系統(tǒng)工作的操縱指令,控制導(dǎo)彈的飛行。

電子組件裝置是一個(gè)長(zhǎng)方形裝置。電子組件提供給框架和陀螺力矩電流,使慣性測(cè)量裝置中的框架處在合適的位置。電子組件里的制導(dǎo)計(jì)算機(jī),處理慣性測(cè)量裝置發(fā)出的信息,這種計(jì)算機(jī)作必要的制導(dǎo)計(jì)算,并提供給導(dǎo)彈駕駛向量和力的向量,模式狀態(tài)和導(dǎo)彈飛行控制組件的程序啟動(dòng)。該裝置是用水冷卻的。

控制分系統(tǒng)

飛行控制分系統(tǒng)的主要組成部分有敏感裝置(即陀螺),綜合裝置,變換放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

末助推控制系統(tǒng)是在導(dǎo)彈主動(dòng)段飛行后的彈頭投放階段操縱儀器艙和彈頭的運(yùn)動(dòng),并為此提供能量。該系統(tǒng)主要有兩個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器,四個(gè)整個(gè)推力器,一些燃?xì)鈱?dǎo)管和飛行控制電子組件。儀器艙中的飛行控制電子組件協(xié)調(diào)每個(gè)噴管的平均推力。依靠選擇合適的噴管推力組合,可提供三軸向姿態(tài)和速度控制。

發(fā)射裝置

UGM-96A裝備在經(jīng)過(guò)改裝的“波塞冬”導(dǎo)彈潛艇和新研制的“三叉戟”潛艇上。“海神"潛艇改裝了發(fā)射裝置和一些分系統(tǒng),使其能適應(yīng)UGM-96A導(dǎo)彈的要求。在“三叉戟”潛艇中部配置24個(gè)發(fā)射筒,每個(gè)發(fā)射筒裝一枚導(dǎo)彈

發(fā)射裝置系統(tǒng)平時(shí)貯存和保護(hù)導(dǎo)彈,發(fā)射時(shí)根據(jù)指令將導(dǎo)彈從發(fā)射筒內(nèi)彈出水面。“三叉戟”潛艇采用MK98型發(fā)射控制系統(tǒng),它比“海神”潛艇采用的MK88型系統(tǒng)顯著提高了計(jì)算能力,使用一臺(tái)帶200萬(wàn)字磁盤文件的通用電子計(jì)算機(jī)。導(dǎo)航用兩個(gè)MK2Ⅵ型艦船慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

性能參數(shù)

參考資料

服役事件

參考資料

評(píng)價(jià)

UGM-96A保持了與“海神”導(dǎo)彈幾乎一樣的外形尺寸和發(fā)射重量,但導(dǎo)彈最大射程遠(yuǎn)超過(guò)“海神”導(dǎo)彈,達(dá)到7400千米(4000海里)。此外,UGM-96A大量使用新型材料,有效減輕了導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)重量。UGM-96A攜載8個(gè)分導(dǎo)式核彈頭,每一個(gè)分導(dǎo)式彈頭的爆炸當(dāng)量為10萬(wàn)噸。導(dǎo)彈命中精度通常在400米以內(nèi),最好可達(dá)到230米。

參考資料 >

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只有大國(guó)才能玩的神器:固體燃料潛射洲際導(dǎo)彈.中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng).2024-05-16

美國(guó)海基核力量的支柱—三叉戟II D5潛射導(dǎo)彈.網(wǎng)易新聞.2024-05-16

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揭秘?zé)狳c(diǎn)國(guó)家彈道導(dǎo)彈③美俄“潛規(guī)則”.央視網(wǎng).2024-05-18

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