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每日一弹:CGM/HGM-16 擎天神(Atlas)洲际弹道导弹
康维尔B-65/SM-65/CGM-16/HGM-16 擎天神(Atlas)洲际弹道导弹
阿特拉斯导弹是美国部署的第一种洲际弹道导弹(ICBM)。它的后代至今仍作为民用和军用航天发射工具在使用。Atlas的发展可以追溯到二战结束后不久的日子,当时缴获的德国火箭和导弹技术支持了许多新的导弹研究。1946年4月,Consolidated-Vultee(后来的Convair)开始了MX-774项目,研究远程弹道导弹。这些研究导致了RTV-A-2 Hiroc试验火箭,它测试了几个新的设计技术,这些技术后来被用于Atlas。这些特点包括一个万向球的喷嘴,使用机身本身作为燃料箱,以及一个可分离的鼻锥。尽管MX-774在1947年6月被取消,但康维尔公司被允许完成三架RTV-A-2飞行器,其中第一架在1948年7月飞行。这三次飞行都只是部分成功,但对验证新的设计概念有很大帮助。在MX-774取消后,康维尔公司内部继续低调地进行弹道导弹的研究,发展了 "一级半 "火箭的概念。在这种设计中,助推器和维持器发动机在升空时都会被点燃,而助推器将在飞行后期被丢弃。这就避免了在高空点燃续航发动机的困难,这在当时被认为是一个潜在的问题。朝鲜战争爆发后,军事资金急剧增加,康维尔公司在1951年1月获得了远程弹道导弹项目MX-1593的合同。1951年晚些时候,美国空军决定为其制导导弹指定类似飞机的名称,B-65的名称被分配给MX-1593导弹(此时被命名为Atlas)。1953年,康维尔公司完成了最初的设计研究。一个根本性的新特征是内部压力稳定的飞行结构。导弹的外壳非常薄,像气球一样通过内部压力充气。这大大减少了飞行器的空重。然而,它也使导弹变得相当脆弱,因为外壳上只要有一个洞就会导致整个结构的崩溃,就像一个泄气的气球。最初的Atlas设计是一个巨大的27米长、3.6米直径的火箭,有五台引擎,总推力为2700多千牛。这种尺寸被认为是将预期的非常重的(65吨)热核弹头发射到洲际范围所必需的。由于当时现有的洲际制导系统的精度有限,为了使Atlas系统能够有效地对付坚硬的目标,必须有一个百万吨级的热核弹头。一个为期十年的开发计划被批准,并计划在1963年进行首次作战部署。为了将风险降到最低,决定首先开发一个单引擎的试验飞行器,命名为X-11,然后是一个三引擎的X-12试验飞行器和一个XB-65五引擎的战略导弹原型。
XB-65
1954年,在太平洋地区进行的氢弹试验表明,"Atlas"的弹头可以做得比预期的要小和轻得多。因此,五引擎的XB-65设计被取消了,取而代之的是更小的三引擎设计。推进器发动机是北美(Rocketdyne)LR89,续航发动机是Rocketdyne LR105,两者都以RP-1(煤油)和液氧为燃料。两个小型的Rocketdyne LR101姿态发动机用于微调推力和方向控制。整个Atlas推进系统被称为MA-2。1955年,由于发现了俄罗斯的洲际弹道导弹活动,"Atlas "的发展被加速,并被批准对初始的原型弹进行飞行测试。XB-65A(Atlas A)只有助推器发动机和一个空弹头。1955年8月,美国空军放弃了所有类似飞机的制导导弹名称,Atlas被称为SM-65。1957年6月11日,XSM-65A首次尝试飞行,但由于助推器发生故障,导弹在升空后几秒钟就不得不被摧毁。1957年12月17日,Atlas A首次成功飞行到1100公里的设计射程,这是第三次飞行。当Atlas A的测试在1958年6月完成后,XSM-65B(Atlas B)的飞行测试继续到1958年12月。XSM-65B测试了Atlas的所有子系统,包括完整的三引擎推进系统。最大射程达到了10200公里。XSM-65C "Atlas"C在1958年12月至1959年8月期间飞行,测试了薄壳燃料箱和生产配置中的无线电指令引导。
XSM-65B
1959年7月,最初生产型的XSM-65D原型,即Atlas D,首次试飞。1959年10月31日,美国空军第一个洲际弹道导弹中队在范登堡空军基地进入战斗状态,3枚SM-65D导弹放在没有保护的露天发射台上。为了给Atlas导弹至少提供某种保护,后续基地配备了 "棺材 "来储存导弹。这种棺材是一个有防爆保护的建筑物,Atlas导弹被水平地存放在里面。在发射命令下达后,棺材的顶盖会滑开,导弹升到垂直位置,准备加油和发射。Atlas洲际弹道导弹有几个重大的操作缺陷。它必须在发射前立即加注燃料,导致发射命令下达后的反应时间很长(约15分钟)。加注燃料也是一个非常危险的过程,在操作测试中导致了几次严重爆炸。Atlas D的无线电指挥/惯性制导系统很容易受到干扰,限制了Atlas D发射中队的发射频率,每5分钟发射一枚导弹。SM-65D使用Mk.2或Mk.3钝头再入飞行器。还有一种SM-65D的非武装训练型,被命名为USM-65D。
SM-65D (CGM-16D)
SM-65E(Atlas E)是一种改进的SM-65D。它使用了更精确的Mk.4再入飞行器,有一个改进的推进系统(称为MA-3),并使用了由博世阿尔玛公司开发的全惯性制导系统,该系统最初计划用于HGM-25A 泰坦 I(Titan I)。1960年3月开始对改良的Atlas D型导弹进行组件测试,1961年2月,Atlas E型导弹进行了首次全面飞行。SM-65E在1961年9月开始投入使用。由于全惯性制导系统取消了在基地的发射控制中心附近发射导弹的必要性,Atlas E的部署模式非常分散。由于增加了新的半埋式棺材,Atlas E在防止先发制人的攻击方面比D型要好得多(但仍然不能令人满意)。USM-65E是Atlas E的非武装训练版。由于Atlas E的分散储存和半埋式棺材也不能提供足够的保护,美国空军在1959年就决定将Atlas 导弹部署在地下发射井中,就像HGM-25A "泰坦 "I一样,这就产生了SM-65F(Atlas F)导弹,它基本上是一个SM-65E,为了适应新的发射井,对其燃料系统进行了修改。第一个发射井储存的Atlas F中队于1962年11月开始运作。由于SM-65F可以在发射井内加注燃料,发射的生存能力得到了很大的提高。加完燃料后,只需两分钟就能将导弹升空并发射。在危机中,甚至有可能将加满燃料的SM-65F在发射井中存放一段时间,这将使反应时间只有5分钟。然而,在发射井中加注燃料比在露天加油更危险,4枚Atlas F在加注燃料中发生了剧烈的爆炸,摧毁了发射井。
SM-65E (CGM-16E)
SM-65F (HGM-16F)
1963年6月,现有的Atlas 导弹被重新定型成xGM-16系列,具体如下。
旧型号新型号
SM-65DCGM-16D
USM-65DCTM-16D
SM-65ECGM-16E
USM-65ECTM-16E
SM-65FHGM-16F
也有消息称,在范登堡空军基地的无保护发射阵地上的SM-65D被重新指定为PGM-16D。虽然这符合逻辑,但PGM-16D的名称显然从未正式分配。另外,声称XPGM-16A、XPGM-16B和XPGM-16C分别是XSM-65A、XSM-65B和XSM-65C的新名称的报告是错误的,因为所有这三种型号在1963年时早已耗尽。虽然1963年的重新设计确实包括了一些已经退役或取消的导弹的 "纸面 "设计,但对于Atlas 系列来说,情况并非如此。在LGM-30 "民兵 "于1963年初投入使用后,"Atlas "迅速被淘汰。到1964年10月,所有的Atlas D型导弹已经被淘汰,随后Atlas E/F型导弹在1965年4月被淘汰。所有型号的Atlas 洲际弹道导弹大约制造了350枚,最高部署数量为129枚(30枚D,27枚E,72枚F)。
Atlas 系统 (D所示为E/F的Mk.4 RV)
Atlas 系统从项目一开始就被用作太空运载工具,而且Atlas 系统的发展在21世纪仍被用于这一角色。改装的洲际弹道导弹和早期专门建造的太空发射器,通常有额外的上面级,被美国空军使用在SLV-3的基本代号下。1990年,Atlas E、Atlas II和Atlas IIA/AS运载工具分别获得了正式的军事名称SB-1A、SB-2A和SB-2B。目前所有Atlas 火箭的主承包商是洛克希德-马丁公司。
技术参数
注:几个来源提供的数据有轻微的差异。因此,下面的数字可能是不准确的!
CGM-16D/E和HGM-16F的数据。
CGM-16DCGM-16E/HGM-16F
弹长22.9 m 25.1 m
弹径3.05 m
重量118000 kg
速度25000 km/h
射高800 km
射程10200 km
发动机
助推器: 2台Rocketdyne XLR89-NA-5;
每台推力:666 kN
主发动机: Rocketdyne XLR105-NA-5;
推力:267 kN
姿态发动机: 2台Rocketdyne LR101-NA-7;
每台推力:4.5 kN
助推器: 2台Rocketdyne LR89-NA-5;
每台推力:733 kN
主发动机: Rocketdyne LR105-NA-5;
推力:253 kN
姿态发动机: 2台Rocketdyne LR101-NA-7;
每台推力:4.5 kN
战斗部
W-49热核弹头(1.45百万吨当量)
Mk.2型或者Mk.3 RV型
W-38热核弹头(4.5百万吨当量)
Mk.4 RV型
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