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早期美國巡航導彈潛艇的武器—「天獅星」巡航導彈

作者:張浩,畢業於鄭州大學,知名軍事作者,季我努學社會員。亞太智庫研究員,《艦載武器》雜誌評論員,亞太日報評論員。研究方向為海軍作戰理論、海上作戰武器裝備、空中武器裝備等領域。文章散見於《兵器》、《艦載武器》等著名報刊雜誌及各大網站。代表性圖書為《預警機、電子戰機》(未來出版社),在軍迷群體中廣受好評。

張浩

「天獅星」系列巡航導彈共有兩個發展型號,一個是亞音速的」天獅星」1巡航導彈,他是強斯.沃特飛機公司為美國海軍研製的潛(艦)對地亞音速巡航導彈,編號為「SSM-N-8」。第二次世界大戰以後,美國首先仿製了德國的V-1導彈,稱為「潛鳥」導彈,隨後便開始發展各種巡航導彈,「「天獅星」1」就是其中之一,主要用於攻擊陸上固定的戰略目標,是當時美國海軍的一項重要的戰略武器發展計劃。

圖為超音速巡航導彈「天獅星」2準備在潛艇上發射

該導彈於1947年研製,1952年生產,1955年裝備艦隊,先後裝備了「羅斯福」、「福萊斯特」、「普林斯頓」等11艘航空母艦;「洛杉磯」、「芝加哥」等五艘巡洋艦和「金槍魚」、「巴勃羅」兩艘潛艇。由於其性能較差,1960年就停止了生產,改為研製性能更好的」天獅星」2巡航導彈,」天獅星」1於1964年全部退出現役,總產量為200枚,每一枚導彈造價是25萬美元。該導彈的彈身是圓柱形半硬殼結構,蒙皮材料多用輕合金及巴沙木夾層結構,頭部為發動機的進氣口,進氣口中央向前伸出一可摺疊式的探針,錐形尾部為發動機的排氣口。彈身中部有後掠約30°的摺疊式中單彈翼,材料為鎂鑄件,彈翼後緣裝有副翼,尾部沒有水平尾翼,僅有摺疊式垂直尾翼,後緣有方向舵,兩台固體火箭助推器位於彈身兩側。彈體內部有戰鬥部、自動駕駛儀、指令接收機、油箱和發動機等。

該導彈由一台渦輪噴氣發動機和兩台固體火箭助推器組成。渦輪噴氣發動機是艾利遜公司生產的J33-A-18A型離心式渦輪噴氣發動機,採用環形進氣道。最大轉速為11750轉/分的單級雙面離心式壓氣機,裡面裝有17片葉片。燃燒室由14個相互穿通的火焰筒組成,其後有一單級不鏽鋼渦輪,裝有54片合金鋼葉片。最後面試不鏽鋼排氣噴管,發動機全長2.72米、直徑1.28米、凈重812.6千克,空氣流量約為39千克/秒,壓縮比為4.4:1,最大推力為20.45千牛,最大耗油率為32.22毫克/牛/秒,巡航時為31.67毫克/牛/秒,兩台FTV-8型固體火箭助推器,每台推力為44.6千牛,工作時間為2秒,重593.5千克。

導彈上的制導設備主要有指令接收機、自動駕駛儀、高度表、電源、液壓系統等。控制導彈飛行的指令信號先由艦載SPQ-2雷達發出,當導彈飛遠時改由飛機進行指令制導。自動駕駛儀包括偏航、滾動和俯仰三個獨立的控制通道。每個控制通道都包括有相應的陀螺儀、變速器、液壓伺服放大器、液壓舵機、反饋迴路等,陀螺儀是導彈飛行姿態的參照基準,當導彈飛行姿態發生變化時,便輸出偏差信號給轉換器,轉換成控制信號,放大後通過舵機驅動控制舵或副翼偏轉,使導彈保持穩定的飛行姿態。在滾動和俯仰兩通道之間,有交叉饋電電路,可以使副翼發生同向或反向偏轉。指令變換器把指令輸入自動駕駛儀,對導彈實施控制,導彈飛行高度由預先裝訂好的高度表來控制。

導彈的戰鬥部可以是一枚4—5萬噸TNT當量的W5核戰鬥部,也可以是重量為1220千克的常規戰鬥部。該導彈在潛艇上發射時,兩枚摺疊著彈翼和尾翼的導彈背對背地裝在一個位於潛艇後甲板上的圓桶形水密容器內,水密容器裝在可轉動的支架上,一枚腹部朝下,另外一枚腹部朝上。當一枚導彈發射後,另一枚導彈便轉至腹部朝下的位置,當容器端蓋打開時,就可以將其置於滑軌上,退出容器,並裝在短軌發射架上,發射時可仰至約60°的角度。而如果要在航母上發射,一開始也是用導軌式的發射架發射,1957年重新設計了一種三輪發射車。它通過前面和兩側的三個自動脫開的支點支撐導彈,車後有一個掛鉤掛在艦上蒸汽驅動的彈射器上,彈射時,三輪車載著導彈像飛機在航空母艦上起飛一樣,沿著甲板上的跑道滑行,導彈起飛後,三輪發射車自動和導彈分離。

「天獅星」1型巡航導彈主要用於攻擊城市和其他陸上固定的戰略目標,其最大射程為960千米,帶上副油箱可以達到1600千米,最大飛行速度為0.9馬赫,導彈全長10.06米,導彈的直徑為1.37米,翼展為6.4米,摺疊後為2.5米,導彈的發射重量為6.587噸。

而」天獅星」系列的第二種導彈就是超音速的」天獅星」2巡航導彈,他也是強斯.沃特飛機公司研發的,主要目的是在」天獅星」1積累足夠經驗後,為海軍研製的超音速潛(艦)對地戰略巡航導彈,編號為SSM-N-9。1954年開始設計,為了裝備該導彈美國海軍專門建造了一艘巡航導彈核潛艇,和一艘核動力導彈巡洋艦!1956年5月29日,在愛德華空軍基地進行了其第一次飛行試驗,1957年9月16日用「灰鯨」號潛艇在太平洋上進行了第一次水面發射試驗。同年11月發射了一枚戰鬥彈,因為當時技術水平所限未能實現水下發射。自潛載「北極星」彈道導彈在1957年開始研製後,美國海軍為了集中力量,1958年12月在生產了70枚後,撤銷了」天獅星」2的研製計劃。導彈被改做靶機使用,」天獅星」導彈的載艦--「大比目魚」號核潛艇則被改為一般用途。」天獅星」1和2兩個型號的巡航導彈一共發射了1000多枚左右。

該導彈相比」天獅星」1最大的進步就是飛行速度的提升,達到了2馬赫,一舉跨入超音速巡航導彈的行列,射程也仍然保持在1600千米,導彈的巡航高度為21千米,彈長17.37米,導彈直徑為1.83米,翼展為6.1米,摺疊時為2.79米,戰鬥部為上百萬噸當量級別的W27核戰鬥部,最大發射重量為15噸。

導彈的動力系統由一台主發動機和一台助推器組成,主發動機是通用電氣公司的J79-GE-3A高空超音速渦輪噴氣發動機。它由17級軸流式壓氣機、環管燃燒室、三級渦輪、加力燃燒室、尾噴管、外機匣和附件等組成,發動機長5.18米,直徑為97厘米,重1450千克。軸流式壓氣機的空氣流量為77千克/秒,壓縮比為12.5:1。環管燃燒室由10個連通的火焰筒組成,每個火焰筒內有一噴油嘴雙油路供油,燃料用的是JP-4或者JP-5。其海平面軸功率為6619.49兆瓦。加力燃燒室用徑向噴油柱噴油,加熱效率為50%,燃氣溫度達到了1600—1700℃。發動機加力推力為69.14千牛,耗油率為58.33毫克/牛/秒,不加力下的推力為42.7千牛,耗油率為24.72毫克/牛/秒,固體火箭助推器是航空噴氣公司製造的,長6.1米,直徑為500毫米,重量約為2000千克,推力511.7千牛,工作時間為4秒。

正在發射「天獅星」1巡航導彈的美國軍艦

「天獅星」2導彈的彈身較為細長,有一尖錐形的頭部,從錐頂伸出可摺疊的探針,中部為細長的圓柱形,尾部為截椎體。為了適應高空超音速飛行,採用了鴨式氣動布局,一對用多層玻璃纖維板壓制的鴨式穩定翼位於其頭部兩側,可摺疊大後掠中單彈翼位於彈體中部,翼後緣有升降式副翼,尾部僅有向上的垂直尾翼,後緣有方向舵。進氣口位於導彈的腹部,圓柱形固體助推器(噴管向下傾斜),緊貼在進氣口的下部。彈體內部裝有戰鬥部,制導系統、自動駕駛儀、油箱、發動機以及液壓和氣壓系統。該導彈的制導方式和」天獅星」1一樣,都採用了無線電指令加慣性制導,自動駕駛儀與」天獅星」1相同,此外彈上裝有彈翼自動摺疊的氣-液操縱系統。

在潛艇上發射的「天獅星」1巡航導彈

「大比目魚」號核潛艇在艇內靠上部有兩個彈倉,每側有一個,每個艙內裝有一枚導彈,發射時,開艙門就可以將導彈倒推至潛艇的甲板上,運載導彈的小車本身就是導軌式的發射架。發射架固定後,發射導軌轉動90°,並仰起到適當的角度,由鋼釘固定。大部分發射指揮工作在潛艇內的控制室進行。發射時,首先將J79-GE-3A發動機啟動,但導彈仍然由可切斷的鋼釘固定在發射導軌上,當固體助推器點火後,鋼釘才會被切斷,導彈從發射導軌上起飛,固體助推器工作4秒後自動脫落,此時導彈已經達到了2馬赫的速度,並且上升到巡航高度,然後由主發動機在巡航高度上推動導彈巡航飛行。

進行展覽的美國「天獅星」1巡航導彈

上世紀50年代末蘇聯研發成功洲際核彈頭彈道導彈,而美國也緊隨其後,研發成功了「北極星」彈道導彈和「喬治?華盛頓」級彈道導彈核潛艇,這種先進的核潛艇一經問世就宣告了所有的承擔核打擊任務的美國早期巡航導彈為過時,於是那些早期的巡航導彈潛艇被美國紛紛拋棄掉,在彈道導彈核潛艇大行其道的60年代,這些導彈也全部都退出了現役。直到「俄亥俄」級巡航導彈核潛艇和「戰斧」式巡航導彈的出現,才重新迎來了發展機遇。然而這樣的發展機遇竟然如此短暫。現在美國海軍已經開始在最新的「弗吉尼亞」級核潛艇上搭載巡航導彈,也逐漸和俄羅斯海軍的「亞森」級核潛艇一道,走出了一條巡航導彈核潛艇與攻擊核潛艇相融合的道路。而巡航導彈核潛艇,或者說巡航導彈潛艇這種武器的發展前景,又再次蒙上了一層灰暗。


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