潘興2戰術導彈(Pershing-2 medium-range ballistic 導彈),又名MGM-31C,是美國馬丁·馬里埃塔公司于1974年開始研制的兩級固體酒精中程地地彈道導彈。
潘興2戰術導彈的研制開始于1974年,該年年底,美國參議院武裝部隊委員會批準開始“潘興2”的研制工作。1975年8月,馬丁·馬里埃塔公司接受了美國陸軍導彈司令部的附加合同,進行與“潘興2”有關的研制工作,1977年11月18日,一枚“潘興1A”導彈(上部裝有準備用于“潘興2”的再入飛行器)進行了首次發射。1979年2月20日,美國防務系統采購審查委員會在一份備忘錄中同意“潘興2”進入全面工程研制階段。1982年4月,古德伊爾公司接受了一份成批生產末制導系統的1100萬美元的合同。盡管還沒有開始進行導彈飛行試驗,國防部卻已同意小批量生產“潘興2”。7月22日,導彈進行首次全面研制發射試驗,但以失敗告終。1983年2月,赫克里斯公司交付了首批火箭發動機。1983年12月,美國在西德部署第一個MGM-31C“潘興-2”中程戰略導彈連,1985年12月,美國陸軍在歐洲使用潘興2戰術導彈替換了108枚潘興1A導彈。1987年12月7日,美蘇達成了“雙零點方案”,即銷毀兩國全部的中程和中近程彈道導彈以及陸基巡航導彈,服役中的潘興2戰術導彈位列其中。
潘興2戰術導彈由第一級、第二級和頭部組成,導彈全長10.6米,直徑為1.02米,重量為7200千克,最大射程1770公里,飛行速度可超過8馬赫。潘興2戰術導彈的動力采用兩級新型固體火箭發動機,其制導方式為全程制導,制導裝置由慣導設備和雷達區域相關末制導設備組成。潘興2戰術導彈具有精度高、作戰反應快、彈頭種類多的特點,可以在戰役戰術行動中攻擊敵方的導彈核彈陣地、海軍基地、機場、指揮控制中心、交通中心、發電站、水壩、軍隊集群等目標。
發展歷程
研制背景
從1970年起,北大西洋公約組織軍界領導就要求研制一種作用距離至少為1850公里的核導彈,但后來由于蘇聯部署的ss20中程機動彈道導彈的數量日益增多,對歐洲構成了很大威脅,這一局勢使政界人物意識到,有必要盡快采取措施來消除北約與華沙條約組織之間在核武器方面的不平衡。盡管早在1972年開始的雷達相關末制導系統的研制工作與“潘興2”計劃有直接關系,但實際上直到1974年美國陸軍確定了對導彈的性能數據要求以后,這項計劃才正式開始實施。
研制歷程
1974年1月22日,美國防務系統采購審查委員會同意進行導彈的技術論證工作。同年4月,美國陸軍與主承包商馬丁·馬里埃塔公司簽署了一項研制一種“潘興1A”的改型導彈-“潘興2”的合同。該年年底,美國參議院武裝部隊委員會批準開始“潘興2”的研制工作。1975年8月,馬丁·馬里埃塔公司接受了美國陸軍導彈司令部的一項價值2200萬美元的附加合同,繼續進行與“潘興2”有關的研制工作,特別是研制新型彈頭和導彈的新型制導系統。次年,美國陸軍就研制“潘興2”的5個分系統特別是再入飛行器進行招標。
1977年11月18日,一枚“潘興1A”導彈(上部裝有準備用于“潘興2”的再入飛行器)進行了首次發射。該次研制性實彈試飛的主要目的是要論證制導系統的性能。1978年5月18日,“潘興1A”進行了第五次也是最后一次研制性實彈試飛。美國防務系統采購審查委員會把本來準備在8月17日舉行的會議推遲到12月29日,會議宗旨是要確定“潘興2”是否要進入全面研制階段。1979年1月,導彈開始進行風洞試驗,第一階段的風洞試驗于7月結束,美國防務系統采購審查委員會在2月20日的一份備忘錄中表示同意“潘興2”進入全面工程研制階段。
1979年2月23日,馬丁·馬里埃塔公司與美國陸軍的導彈研究與發展司令部簽定了一項價值為3.6億美元的合同,在為期57個月的合同期限內,該公司應制造28枚導彈,并要完成飛行試驗。3月,馬丁·馬里埃塔公司確定了參與導彈研制的轉包商:本迪克斯宇航電氣公司負責彈載和地面計算機;古德伊爾宇航公司負責制導系統;赫克里斯公司負責火箭發動機;辛格-基爾福特汽車公司負責慣性中心。古德伊爾宇航公司接受了馬丁·馬里埃塔公司的一項價值3300萬美元的轉包合同,以完成制導系統的研制工作。其中1200萬美元用于研制制導系統使用的綜合圖像生成系統。10月開始,導彈進行第二階段風洞試驗,該次試驗于1981年2月結束。
1980年年初,TRW公司接受了一項價值116萬美元的合同,用于證實導彈軟件的可行性。同年5月和6月,對能夠推進兩級導彈的火箭發動機成功地進行了初步地面試驗。1981年2月末,阿芙科系統公司接受了陸軍武器研究和發展司令部的一項價值1700萬美元的合同,研制戰斗部的保險、解保和起爆系統。6月18日,向馬丁·馬里埃塔公司交付了第一個相關器原型。10月初,交付了第一個雷達原型。12月,馬丁·馬里埃塔公司接受了一項價值8700萬美元的合同,以長期提供用于成批生產導彈的原材料。
1982年4月,古德伊爾公司接受了一份成批生產末制導系統的1100萬美元的合同。盡管還沒有開始進行導彈飛行試驗,國防部卻已同意小批量生產“潘興2”。6月29日,馬丁·馬里埃塔公司接受了一份開始成批生產導彈的1.05億美元的合同。7月22日,進行首次全面研制發射試驗,但以失敗告終。10月25日,該公司接受了一份4.14億美元的附加合同,用于制造一批(數目不詳)導彈。12月,古德伊爾公司接受了一份價值為2400萬美元的末制導系統生產合同。1983年2月,赫克里斯公司交付了首批火箭發動機。4月末,國防部長要求眾議院在1983年預算中追加4.786億美元的費用,以避免在5月底關閉生產線。5月,參議院和眾議院的預算委員會同意國防部長提出的經費要求,但將該筆費用減少到了4.536億美元。
基本設計
外形
潘興2戰術導彈由第一級、第二級和頭部組成,其中第一級外殼的前后延長部分是兩個裙部,噴管在后裙內。4個翼展為2米左右的十字型氣動舵安裝在后裙部上,兩個固定舵能保證導彈在推進段的縱向穩定,兩個活動舵控制導彈的橫滾運動。導彈發動機外殼由凱芙拉纖維纏繞而成,絕熱層材料是三元乙丙橡膠(EPDM)。導彈第二級通過級間段與第一級連接,直徑與第一級相同。第二級同樣由一臺固體火箭發動機、外殼及前后兩個裙部組成。
再入飛行器
潘興2戰術導彈的頭部為一個整體的再入飛行器,重約1362千克,再入飛行器呈細長形并配備有氣動舵。在第二級的發動機熄火后,一個爆炸環使再入飛行器與第二級分開。再入飛行器包括一個長1.5米、底部直徑為0.65米的前錐體,雷達就放置在此錐體內。中部是戰斗部,后部是慣性中心、氣動舵及噴氣控制系統。再入飛行器的俯仰和偏航是由小噴管噴出的熱氣流來控制的,橫滾則是通過十字形氣動舵來控制的。
動力
潘興2戰術導彈的動力采用兩級新型固體火箭發動機,由赫克里斯(Her-cules)航空航天公司研制。兩級發動機性能在當時都很先進,代表了美國20世紀80年代初期的水平。其主要特點是:發動機殼體及各裙段由凱芙拉49纖維/ep纏繞制成,結構質量輕;采用端羥基聚丁二烯(HTPB)推進劑,固體組分含量高達90%以上,不僅比沖高(達260s)、力學性能好,而且成本低;發動機采用單個柔性擺動噴管,噴管出口段用碳酚醛制造,喉部有石墨喉襯,噴管柔性擺動部位用硅酮柔性密封件密封。擺動噴管的操縱力大,質量輕,工作時比推力損失少。
制導
潘興2戰術導彈的制導方式為全程制導,其導航與姿控設備是安裝在彈頭部段,制導裝置由慣導設備和雷達區域相關末制導設備組成。潘興2戰術導彈慣性測量裝置包括辛格·基爾福特公司制造的ST-120四框架平臺和三個加速度表,平臺用三個陀螺敏感元件穩定,慣性測量裝置電子元件安裝在五塊多層印刷電路板上,其尺寸為17×22厘米。五塊插板的功能為:一塊用于供電,一塊用作X、Y軸加速度表數字回路,一塊用作Z軸加速度表數字回路和串行磁芯存儲器,一塊用于程序和瞄準,一塊用于框架系統的控制。這些塊安裝在三個可更換的組件上,分組件為鑄造框架,具有增強剛度和散熱的特點。整個測量裝置重14.5千克,尺寸22×27×32厘米,平臺有方位,內俯仰、滾轉、和外俯仰四個框架,每軸的線性加速度40g,振動25.3g,最大沖擊值2850g。測量裝置裝在制導控制艙內,通過風冷系統冷卻。它與彈上計算機配合使用,導彈在發射陣地操作時,不需外部參考設備確定平臺相對正北方位就能完成自身瞄準;導彈飛行期間,它們給導航和操縱系統提供導彈制導和控制指令;彈頭在末段飛行時,測量裝置還能穩定雷達敏感器的常平架。潘興2戰術導彈的雷達區域相關末制導裝置是美國古德伊爾公司在20世紀70年代的產品,主要由工作波段為J頻段的雷達、三軸穩定的拋物面天線、數字相關器等部件組成。
彈上計算機
潘興2戰術導彈的彈上計算機由中央處理機,數據和程序存儲器,輸入輸出接口及電源等四個功能部件組件。該機是本迪克斯公司BOX-900機型的繼承型BDX-9000。它有一個釬焊鋁制殼體,殼內有風冷系統的兩塊冷墻。計算機裝置有12塊插入式模板,另備一個備分模板的位置。這些插板中的9塊是15×6厘米的多層印刷板,分別是:運算板、控制板、中斷板、串行數據板、模-數/數-模轉換器、監視器和3塊信號調節器板。其余的3塊板是:模擬電源板(由兩塊多層板組成),邏輯電源板和16K磁心存儲器板。這12塊插板通過絞線底板互連,再由軟印刷電路線束與輸入輸出插座連接。中央處理機用于完成導彈飛行、地面操作和測試等全部運算、處理和數據格式化的工作、BDX-9000機的中央處理機基本上與BDX-900機的相同,只是采用一些低功能元件和為增加其運算速度對電路作了小的改變。存儲器是一種改進的電存儲SEMS9型16K數據和程序存儲器,這種存儲器為全部運算、執行、地面通信和測試程序提供必要的程序和數據存儲,此外,還為便于程序調入和簡化計算機起動提供存儲。輸入輸出部分綜合了采用先進元件的MARK30計算機和本迪克斯公司研制的BDX-820計算機輸入輸出部件的設計特點,它用來控制導彈分系統與地面支援系統的輸入和輸出數據。電源用來為計算機供電。
潘興2戰術導彈的彈上計算是一臺兩用機,它既是制導計算機也是控制計算機,而且還可完成自動化測試工作。計算機的設計大部分采用中、小規模集成電路,其封裝密度高、功率低、工作可靠。
控制系統
潘興2戰術導彈第一級飛行通過擺動噴管控制其俯仰和偏航姿態,通過第一級后裙上的兩個活動空氣舵控制其滾轉,另外兩個固定舵面用于穩定導彈。在第二級飛行時通過第二級的擺動噴管控制導彈的俯仰和偏航姿態,而滾轉姿態通過彈頭上的空氣舵控制。彈頭在沖出大氣層之前和再入大氣層后,其姿態控制由彈頭上的四個空氣舵完成;但在大氣層外,則要靠一套冷氣反作用控制系統完成。推動第一、二級空氣舵和噴管轉動與擺動的作動系統仍為組合式白容液壓作動系統。彈頭的反作用控制系統包括一個高壓氮氣瓶,四個用于控制俯仰、偏航姿態的推力各為0.9千克的噴管和四個用于控制滾動姿態推力各為0.45千克的噴管。高壓氮氣從氣瓶中出來經過調壓活門調壓并由電磁活門控制通過收斂擴散噴管排出,產生操縱力。噴管采取開、關脈動式工作方式,脈動時間0.035秒,總沖量52千克·秒。
戰斗部
潘興2戰術導彈的W85核彈頭是B61彈頭的派生型號,可在空中或地面爆炸。1981年9月以前曾研制了一種鉆地核彈頭W86,這種彈頭觸地時的速度為600米/秒,能鉆入地下30~45米深,該導彈還研制過一種由76個小型鉆地子彈頭組成的反機場常規炸彈,每個子彈頭重8千克,炸藥重1.6千克。潘興2戰術導彈有兩種再入飛行器:一種重量為1362千克,帶有鉆地再入彈頭;另一種重量為667千克,帶有從B61派生的核彈頭。潘興2戰術導彈的彈頭裝有保險解保裝置,解保是在第二級燃燒停止后375秒開始的,在導彈速度減至5g時結束。
發射車
潘興2戰術導彈地面系統包括前區設備和后區設備兩部分。前區設備有一輛運輸-起豎-發射車,一輛發射控制車(排控制中心)和一輛裝載基準圖象發生設備的車(連級所有);后區設備有系統元件試驗站,電氣設備供應車,機械構件供給車,后區電站及其他支援設備,這些是維持導彈長期部署的導彈營后勤保障設備,另外,還有運輸導彈部件的容器和吊具。運送一枚潘興2戰術導彈的部件和彈頭通常需要兩輛由適當牽引車牽引的M-127型半掛拖車。運輸-起豎-發射車由一輛福特汽車公司的M757牽引車和一輛能載重16噸的拖車組成。牽引車載重9280千克,車上裝有供起豎發射車和導彈發射準備用電的柴油發電機(能發出30千伏安50-60赫交流電)和一架供導彈裝配和更換部件用的起重機;半拖車空重10157千克,車上裝有導彈,雷達和彈頭的集裝箱,彈頭溫控系統,保護罩,電子設備地面接口,液壓控制臺和兩個直流電源(100安和200安)。導彈安放在支撐框架上,下面有起豎用的液壓起豎系統支撐。傳動齒輪裝置承載16360千克。導彈電子系統由200安直流電源供電,但導彈發射時不需供應高壓空氣。牽引車牽引著半拖車和導彈行駛速度為每小時10公里,行程為800公里。
潘興2戰術導彈發射車的發射控制中心是一個用2.5噸卡車裝載的S-280型排指揮掩蔽所。車中裝有通訊設備、發射計時控制臺和發射控制設備。通訊設備保證導彈系統的基本指令,控制和通訊信號的傳遞,包括釋放核彈頭和航空武器系統控制,它由SB-22A型交換臺,AN/TRC-133型無線電設備和校準的調頻設備等組成。發射控制設備包括三套遠距離發控裝置,每枚導彈配備一套,它用于導彈發射前測試和發射控制。排控制中心由三人操作,即一名排長,一名操作手,一名助理操作手。操作人員通過通訊設備接收作戰指令和控制指令信息可以同時對三發導彈進行測試,發射計時和發射。操作員前面有一臺脈沖打印機用來記錄導彈信息和發射情況。
基本參數
參考資料
服役情況
1983年12月,美國在西德部署第一個MGM-31C“潘興-2”中程戰略導彈連,該年年底,美國計劃在歐洲部署的572枚潘興2戰術導彈。1985年12月,美國陸軍在歐洲使用潘興2戰術導彈替換了108枚潘興1A導彈。1987年12月7日,美國前總統里根與蘇聯的米哈伊爾·戈爾巴喬夫簽署《中導條約》,美蘇達成了“雙零點方案”,即銷毀兩國全部的中程和中近程彈道導彈以及陸基巡航導彈,服役中的潘興2戰術導彈位列其中。
參考資料 >
俄媒稱中國研制東風-21D導彈曾令五角大樓崩潰.新浪網.2024-07-21
Pershing-2 medium-range ballistic missile (MGM-31C).Missilery.info.2024-07-21
美蘇軍控談判的犧牲品潘興II是怎樣的大殺器?.光明網.2024-07-21
Martin Marietta MGM-31 Pershing.Designation-Systems.Net.2024-07-21