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防御苏联,美国竟要在自己领土上引爆核弹
www.wforum.com | 2021-04-06 18:50:59  世界军事网 | 0条评论 | 查看/发表评论

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  在很多人的印象中,一提到核弹发射井,似乎总是作为“首轮核打击的目标之一”出现,被当做案板上的肉,任人宰割。也有人因此认为,核弹发射井是混凝土棺材,在21世纪属于历史遗留应该被淘汰。我们仔细思考后却能发现一个有趣的事实——被认为是“脆弱”的核弹发射井不仅在核裁军中被保留了下来,甚至某些国家近几年还修建了新发射井。那么这些导弹发射井,其生存能力在当今时代还有没有意义呢?

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  发射井的生存能力是一个动态变化的过程,不仅随着技术的进步而提升,也随着面对的武器精准度提升而下降。现在的发射井在面对当今和未来CEP压缩到100米内的时生存能力值得商榷,可这不代表别的臭鱼烂虾也能对其产生有效毁伤。实际上类似于当今坦克的防御一样,并非坚不可摧,却能通过一定的硬防护极大提升对方的打击成本。

  破坏导弹发射井有两种主要方式,一种是核弹触地爆炸后产生极强的震动和应力波,直接对发射井的筒体本身产生撕裂,核爆时产生的地形变化也会使得发射井倾斜沉降,或者让导弹受到震动而损坏。例如1968年4月26日在美国内华达地下进行的120万吨Boxcar核试验中,距离爆心6100米处的地表出现了最大垂直位移达1米的断层破裂。另一种是通过爆炸产生的超压,从垂直方向破坏发射井井口结构来实现摧毁能力。爆炸时即使未能摧毁发射井,其产生的放射性物质对导弹也会产生损坏,所扬起的尘土可能会直接掩埋井口,空中的灰尘也会损害发射的导弹。

  在认识到核弹的这些杀伤方式后(主要来自核试验中的数据),美国和苏联都不约而同的在上世纪60年代对发射井提出了全新要求。地下传递的应力波不仅可能会使发射筒撕裂,也会导致发射筒内的导弹受损。为了保护导弹,这时候新建的发射井,都配备了液压缓冲设备,发射指挥所和导弹都是通过若干粗大的液压装置“悬挂”在地下工事的中间,这样可以避免导弹和控制室在核爆产生的巨大冲击下损坏。这些悬挂方式目前主要有R-36M撒旦的笼式、民兵3的摆式、MX导弹的下支承式和传说中美国超加固构型的斜吊式悬挂。根据仿真研究结果,在综合导弹质心的水平和垂直加速度、晃动、相对位移进行综合评价后,可以认为下支承式效果>斜吊式>笼式>摆式。

  除了这些悬挂装置,发射井的井壁内往往也填充有吸能材料来进一步减轻振动的影响。有学者根据美军手册TM5-858-2进行仿真分析后发现,在50万吨核弹头触地爆炸,超压25MPa处,输入的最大水平冲击可达14261m/s²,最大径向冲击可达16458 m/s²,用更通俗的话来说,在水平和竖直方向上都会受到超过1500个G的作用。但使用悬挂后,其加速度水平传递系数最好的摆式只有0.0002,其余的结构也都小于0.01。下支承式的晃动角度最低甚至能做到不超过0.2度。

  对发射井来说,地下的应力波还仅仅是小考,冲击波带来的高压气体所产生的破坏更加危险,虽然发射井位于地下,相对地面建筑来说容易提升抗压能力。但由于离爆心极近(有多近得看运气),超压极高且会垂直作用于井盖,会造成发射井结构受损甚至破坏弹体。早期的发射井抗压能力较低,如“民兵1”的发射井仅有2068Kpa(21个大气压),“大力神”的抗力为38.76kg/cm²。经过1971-1979年耗资10亿美元的加固后,通过给原本厚90厘米的井盖加厚到115.4厘米(此时井盖重107吨),“民兵3”的抗力可达140 kg/cm²,在这种情况下,足以抵御100万吨当量核弹头在366米外的触地爆炸。

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  可是时代是在发展的,随着战略导弹打击精度的提升,“民兵3”的140 kg/cm²抗力也不够用。这是因为对摧毁发射井而言,精度提升10倍,摧毁能力就会提升100倍。根据理论计算,一枚当量50万吨,可靠率80%、命中精度370米的弹头对“民兵3”的摧毁概率仅29.7%,但如果当量不变,精度提升到185米时,摧毁概率就能急剧增长到75.2%。

  这也就是说,当弹头命中精度较低时,对发射井的加固虽然能显著提升其生存能力,可是一旦精度得到了些许的提升,再加固发射井的意义就不大了。这也是 “发射井生存能力极低”观点的早期由来,因为这时候美军内部长期有种观点,认为提升到140 kg/cm²抗力已经是极限了,不会有更高的发射井。尽管美国空军对外技术部在调查了苏联的导弹发射井时提出了异议,但美军内部在20世纪70年代一直没有考虑更进一步的加固方案。

  根据相关资料,苏联的SS-18发射井抗力约为“民兵3”的3倍,最高可达422 kg/cm²。这对发射井的生存能力提升还是非常可观的,根据计算,一枚100万吨当量、可靠率80%、命中精度185米的弹头对SS-18发射井的毁伤概率下降到了22%。反过来,苏联的导弹以55万吨弹头进行模拟时,单弹头对“民兵3”的毁伤概率为77%。

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  由于对苏联人高精度洲际弹道导弹的恐慌,美国总统战略理论委员会开始督促研究如何提升导弹的生存能力。这时美国空军对外技术部此前提出的发射井可以更强的方案得到了重视,在1981年的试验中,美国空军对外技术部和国防核武器局(DNA)共同进行了超加固技术的缩比模型的抗冲击试验,在此次试验中证明了可以在“民兵3”的基础上提升25倍,也就是3515 kg/cm²的抗力。在这种恐怖的结构中,该发射井即使身处核弹爆炸产生的弹坑里,被炸到倾斜40度,仍然能保证发射导弹。

  然而,这并不代表发射井技术迎来了第二春。此时已经到了1986年,即使美军号称研制处了抗力高达7000 kg/cm²的方案,但由于其成本过高且对岩层环境有较高要求,在核裁军的大潮下直接被国会一脚踢飞。直到现在,美国仍然用着抗力为140 kg/cm²的发射井。此外,根据理论计算我们不难发现,在使用战术战斧搭载20万吨弹头时,即使发射井采用了超加固技术建造,老式战斧的30米CEP仍然能确保其有着高达90%的毁伤概率。

  看上去兜兜转转似乎随着矛的进步,发射井又没有防御能力了。不过螺旋上升的历史又带来了新的办法,“还击-迎击”战略,在对方导弹落地前打出导弹,那样发射井就算被打掉也没有关系。或是将发射井相对密集的布置但又彼此有较大间距,既能不被一锅端,又能利用第一颗来袭的弹头爆炸产生的后续效应干扰后续的核弹头,为其余发射井赢得生存。

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  所谓的密集部署其实有一个前置的废弃方案:扬尘防御。这种方案中,在核弹发射井之间预先埋入核弹头,当对方弹头即将落地时起爆,掀起巨量的尘土直接磨损掉来袭弹头,同时爆炸产生的冲击波、火球和超强的瞬间辐照对弹头也有着极强的毁伤能力。不过很显然,美国人特别是当地政府是不会同意这种上来给自己一刀(这意味边上的居民区是死于自家核爆)的方案。但这种核弹爆炸后的效应对后续核弹产生影响的现象却得到了重视,在这种情况下,美军有人提出了可以利用苏联核弹爆炸的时间差,只要将发射井密集部署,第一颗爆炸的核弹头就算摧毁了发射井,但他爆炸后产生的效应会使得大约30分钟内都难以成功起爆第二颗弹头,这样就能牺牲第一个发射井从而掩护在爆心内的其他发射井,同时密集部署也有利于反导装置集中防御。

  不过这种方案必须与配套加固方案,不然就会出现一颗“大伊万”将所有发射井一锅端的情况。美军曾计划以550米间距密集部署MX超加固发射井,这种发射井能经受住一定距离外的2000万吨当量核打击,密集部署时可以有效避免被一锅端,还能最大程度利用核弹的互相毁伤特性,不过由于政治经济原因,该方案没有实施。但有消息指美军在新建的一些加固反导发射井中使用了这项技术。

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  发射井到今天仍然一些其他方面的好处,首先是省钱,如果将时间拉长到几十年的尺度来看,发射井所需的维护和勤务人员都远低于机动部署的发射车。此外,发射井不会长腿自己跑掉固然是其生存能力的短板,但在核大国的政治安全上反而不一定是坏事,在核军控中,这些不会跑的发射井不管你用什么方式核查,他就在那里,能有效避免双方的战略误判。最后,在常规冲突与和平时期,井基弹更安全。井基弹不需要担心翻车,不担心被人破坏,不担心被对方普通的常规武器损坏。

  由于人类的技术水平有限,井基弹能有更大起飞重量,精度和投掷能力一般都比同时期的公路机动导弹要强。尽管发射井的生存能力在今天有着一定的下降,可无论在技术上,还是追求核威慑与核军控的政治谈判上,井基导弹仍然有其不可替代性。当然,我们更希望,这些井基导弹在他们的服役生涯中,扮演的唯一角色是谈判桌上的吉祥物。


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