三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

軍情 07-30

小火箭出品

本文作者：邢強博士

2016年7月下旬，美海軍戰略系統項目辦公室宣布將授予洛克希德·馬丁一份價值2180萬美元的合同用於2017財年的三叉戟導彈的生產。三叉戟導彈是一種什麼樣的導彈呢？作為美國和英國目前在役的唯一一款海基核武器，三叉戟導彈有什麼樣的技術特徵呢？小火箭在本文將詳細敘述。

上世紀70年代初期，美蘇之間的冷戰氣氛越來越濃重。為了進一步提升核武器的威懾能力和反擊能力，美國決定開始發展更為先進的潛射彈道導彈核武器。這便是「三叉戟」潛射彈道導彈發軔的原因。

三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

時任英國首相撒切爾夫人與時任美國總統吉米·卡特在討論英美海軍未來建設問題的時候，決定啟動「三叉戟」導彈研製項目。

整個項目分兩步走：第一步是研製一款外形尺寸和「海神」潛射導彈相當的導彈，以7400千米的射程（「三叉戟」C4），使核潛艇在抵達蘇聯近海之前，就能夠對蘇聯全境進行覆蓋；第二步是研製一款外形尺寸更大的潛射彈道導彈，以12000千米的射程（「三叉戟」D5），使核潛艇在北大西洋或者太平洋北部的廣闊海域都擁有覆蓋蘇聯全境的能力。

三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

「三叉戟」導彈項目集中了當時美國和歐洲大量的頂尖航空航天企業。該項目由洛克希德公司牽頭，負責總體設計。第一級發動機分包給聚硫橡膠公司，第二級發動機分包給了赫拉克勒斯公司，第三級發動機分包給了聯合技術公司。

洛克希德公司就不用介紹了。聚硫橡膠公司技術實力比較強，之後在「挑戰者」號太空梭失事的時候，更是讓很多人了解了該公司的密封器件已經大量出現在了小至導彈大到太空梭的多種飛行器上。赫拉克勒斯公司現在是賽峰集團旗下的公司。對，就是那個把發動機同時賣給波音737、空客A320和商飛C919的賽峰。聯合技術公司旗下有普惠發動機公司、奧的斯電梯公司、漢勝公司等，因此其技術實力也不用質疑了。

三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

「海神」潛射彈道導彈是「三叉戟」導彈的前輩。

研製「三叉戟」導彈的這個消息傳到導彈設計人員的耳中時，他們並沒有覺得該任務有多難。之前的潛射導彈是兩級發動機，射程當然有限（「海神」導彈的射程為4600千米），只需在導彈上增加一級發動機，把導彈的長度延長2米便能輕鬆地實現設計要求。然而，緊接著到來的一個命令讓他們犯了難：新研製的導彈的長度不能延長，哪怕是半米都不行。（潛艇研製部門不能及時更新換代潛艇，為了能讓新的導彈在原來用於發射「海神」導彈的潛艇上服役，導彈尺寸不能有太大變化。）

射程要超過7000千米的硬指標使得增加第三級發動機成了必然選擇。然而，導彈的總長度卻又受到了限制。這相當於在一座已經蓋好的二層小樓上加蓋第三層樓房，然而又規定樓房的總高度不能有一點兒增加。

三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

然而，這個難題沒能難住設計人員。1977年1月18日，「三叉戟」導彈在美國卡納維拉爾試射成功。射程妥妥的實現了超過7000千米的要求：實際射程7400千米。

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1981年10月2日，技術人員正在給核潛艇裝載「三叉戟」C4潛射彈道導彈。

三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

他們把第三級發動機藏在了彈頭裡面。讓8個分導式的子彈頭圍繞著第三級發動機排布。

但是，這樣一來，導彈的頭部就太粗鈍了，空氣阻力由此增加了不少（最大空氣阻力達182千牛，這個力量大約能夠在地面上頂起41頭健壯的亞洲良種黃牛）。於是，一個簡單卻有效的發明出現了：減阻桿。

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這根學名為減阻桿的物體由6根4130鉻鉬合金鋼管逐根套接製成。每根鋼管長30.75厘米，直徑從11.2厘米依次遞減到4.9厘米。這根鋼管平時像收音機的鞭狀天線那樣收起來，藏在彈頭內部（彈頭裡真是藏了不少東西），頂端有一個直徑22.9厘米的不鏽鋼圓盤。收起來的減阻桿與頂端圓盤加起來的長度為31.5厘米，跟一個成年人的大臂差不多長。最粗的那根鋼管裡面有一根火藥柱體。當感測器感知到導彈的加速度達到2個g的時候（對於「三叉戟I」導彈來說，通常發生在出水4.05秒左右），火藥柱體被點燃並立即產生大量氣體。這些氣體把鎖在粗管中的另外5根鋼管依次頂出，在1秒內就會形成一根長1.28米的細桿。

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技術人員正在檢修「三叉戟」導彈，左側較大的是「三叉戟」D5型，右邊那個小一些的是「三叉戟」C4，它們都頂著減阻桿。這根桿平時實際上是收在彈頭中的。

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減阻桿縮到了彈頭內部，只露出頂端那個直徑22.9厘米的不鏽鋼圓盤。

三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

減阻桿的空氣動力學原理被寫進了一些技術文獻中，但是沒有較為清晰的圖片可以用來演示。我覺得還是得用自己算的流場來說明問題比較好（寫個東西不計報酬也就罷了，還要搭上大半個月的晚上來計算流場，算是個情懷吧）。於是就有了下圖：

三叉戟：美國和英國唯一的海基核武器

從彈頭的流場來看，文獻中給出的示意圖還是比較靠譜的。減阻桿撕開了鈍頭前部的弓形激波，讓氣流轉而向兩側飛去。這讓彈頭附近的氣流速度（還有溫度）大幅下降。實際上，減阻桿能夠減少「三叉戟」導彈50%以上的空氣阻力。重新計算彈道的話，可以發現，如果沒有這根桿，「三叉戟」C4的最大射程將只有6800千米。減阻桿憑藉一己之力，就讓導彈的射程增加了600千米。

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