帝国遗产!苏联高超声速弹头洲际弹道导弹的商业化实践

小火箭出品

本文作者:邢強博士

本文共6685字, 52圖。 預計閱讀時間:15分鐘


本文是小火箭經典運載火箭與洲際彈道導彈系列報告第7季的第2篇。

從第1季到現在, 小火箭和大家一起詳細探討了從彈道導彈的鼻祖V-2《V-2導彈:現代彈道導彈和運載火箭的鼻祖》到美國SpaceX公司的獵鷹9號運載火箭的最新版本Block 5《》。

期間, 我們對紅石導彈、聯盟系列運載火箭、大力神導彈、雷神導彈、土星5號運載火箭和蘇聯N-1運載火箭、能源號運載火箭和質子號運載火箭等等進行了深入剖析。


本季開篇, 《》小火箭和大家一起分析了歐空局的當家重器阿麗亞娜-5系列運載火箭。

本文, 咱們再次把目光移向蘇聯/俄羅斯, 看看當年曾經實施過多彈頭和高超聲速飛行器彈頭試驗的一款鮮為人知的洲際彈道導彈的設計理念與發展歷程吧!

賽果

切洛梅博士設計的UR-500洲際彈道導彈沒能在激烈的競爭中戰勝擁有頗多資源的科羅廖夫設計的R-7。


1957年, R-7導彈經過工程師們3年來的努力, 終于橫空出世。 上圖為矗立在發射場的R-7彈道導彈。


上圖為從天上拍攝的R-7彈道導彈位于拜科努爾發射中心的發射塔架。 這張珍貴的照片來源于美國中央情報局由1957年飛臨拜科努爾上空的一架剛剛入役的U-2偵察機拍攝。 詳見小火箭的公號文章《跌宕起伏!美國對蘇聯洲際彈道導彈的偵察與博弈》。

多年來, 美國一直在尋找蘇聯的彈道導彈和運載火箭的研發中心和發射基地。 終于, 在1957年, 趁著蘇聯的導彈試射活動開始密集出現的時候, 美國的高空偵察機發現了位于丘拉塔姆小鎮旁邊的這個發射中心。



R-7系列彈道導彈以及后來得名為聯盟的系列運載火箭, 擁有太多耀眼的光環:

人類第一枚洲際彈道導彈,人類第一枚運載火箭,將第一顆人造地球衛星送上太空的火箭,把第一只動物送入繞地軌道的火箭,讓第一顆超過1噸重的衛星在太空工作的火箭。

接下來,近地軌道的圣杯中,就只剩下第一個把人類送入繞地軌道這一個了。而最終,依然是R-7系列運載火箭攜尤里·加加林捧起了這座圣杯。

可以說,科羅廖夫的設計在人類太空探索史上閃耀無比。

不過,切洛梅博士的設計同樣是不容忽視的。

倔強的UR-500,雖然競爭洲際彈道導彈項目失利,但最終成為了蘇聯留給俄羅斯的運載能力最強的火箭。

而切洛梅博士的另外一個設計,雖然鮮為人知,但卻不應被我們忽略。

她,就是UR-100,賽果洲際彈道導彈。


UR-100,按北約命名體系,為SS-11洲際彈道導彈。


1967年,53歲的切洛梅博士身體已大不如從前。

但是,這一年,UR-100彈道導彈正式入役的消息還是讓他度過了人生中最美好的幾年。

37歲畢業,在切洛梅設計局領銜彈道導彈研究整整16年的切洛梅博士,交出了他的答卷。



此時,美國的民兵II型洲際彈道導彈已經服役2年了。蘇聯在洲際彈道導彈技術領域面臨著前所未有的壓力。


1967年,這一年發生了很多事情。美國的阿波羅登月計劃開始進入實施階段。1967年1月27日,格里森、懷特和羅杰,三位宇航員在阿波羅1號飛船中進行測試的時候,突發大火,17秒之內,三位宇航員被燒成灰燼。詳見小火箭在2016年完成的公號文章《紀念阿波羅1號事故49周年》。




公元1967年6月17日,中國羅布泊上空一聲巨響,熾熱的火球如同一顆正在冉冉升起的恒星:中國第一顆氫彈凌空爆炸成功。

這顆當量為330萬噸的氫彈,從轟-6轟炸機的彈艙中投出,在2960米的高度釋放了自我,標志著中國成為了繼美國、蘇聯和英國之后,第4個掌握熱核武器技術的國家。

后來,法國人也掌握了氫彈技術。世界五大常任理事國(傳說中的五大liumang)的格局逐漸成型。

從第一次原子彈試驗到第一次氫彈試驗,美國用了86個月,蘇聯用了75個月,英國用了66個月,法國用了105個月,而中國,只用了32個月。


蘇聯的UR-100 賽果洲際彈道導彈在這樣的國際環境中誕生。

冷戰逐漸白熱化,考慮到洲際彈道導彈的生存性,第一批UR-100 賽果 導彈全部部署在了上圖這樣的地下發射井中。



賽果是一種花的名字,原產自美國西部,是摩門教的圣花,同時也是美國猶他州的州花。

北約將UR-100洲際彈道導彈的編號定為SS-11,而綽號定為賽果,實在是太照顧這款導彈了。

小火箭認為,這是北約對蘇聯命名的彈道導彈里,名稱最美的一款。

要知道,所有的彈道導彈的北約名稱,都是以S打頭的單詞。

SS-4單級中程彈道導彈的綽號是涼鞋;

SS-10,蘇聯最后一款采用低溫液體推進劑的洲際彈道導彈的綽號是瘦子;

SS-13三級固體彈道導彈的綽號是野人;

SS-14中遠程履帶機動固體彈道導彈的綽號是替罪羊;

SS-18世界上最大的二級液體洲際彈道導彈,干脆就叫撒旦。


后來,到了1972年,為了方便閱兵展示和運輸,賽果導彈有了發射筒版本。

該發射筒直徑為3米,長20米。


UR-100,或者叫SS-11 賽果洲際彈道導彈,射程達10600公里,能夠從普列謝茨克發射場或者分布在廣袤西伯利亞大平原上的發射井里發射,越過北極上空,打擊美國的任何一個地方。

導彈直徑2.5米,長16.931米,采用二級構型。

賽果彈道導彈基本型帶有1個當量為100萬噸TNT的核彈頭。


從上圖可以看到,賽果洲際彈道導彈的第一級擁有4臺發動機。

小火箭風格:

賽果彈道導彈的第一級,采用3臺RD-0216液體火箭發動機和1臺RD-0217液體火箭發動機。

這兩款發動機均采用常溫偏二甲肼和四氧化二氮有毒燃料,燃燒室壓力均為17.5MPa(這在那個時代是個很厲害的指標),比沖313秒(這個指標一般)。

RD-0217與RD-0216發動機的唯一不同,在于RD-0127發動機上面有熱交換器,用于給導彈的一級貯箱增壓。

進入上世紀70年代,多彈頭技術開始快速發展。


為比較單枚大當量核彈頭與多枚小當量核彈頭的作戰效能,美國在上世紀60、70年代用海神C-3導彈與大力神2型導彈做了大量實彈試驗和數值模擬試驗。

海神導彈是潛對地導彈,彈頭為10枚5萬噸當量的分導式核彈頭,而大力神2型導彈則帶有一枚威力巨大的1000萬噸當量的核彈頭。大力神2彈頭的總當量為海神的20倍。

但是試驗表明,海神導彈對機場類目標的毀傷效能是大力神2導彈的10倍,對加固的導彈基地的毀傷效能更是提高到了11.2倍,對10萬人口城市的打擊效能增加了2.5倍。

多彈頭能夠對重點目標施行交叉火力式的打擊,以數量彌補單枚彈頭威力的不足,反而大幅提高了作戰效能

小火箭把爭論的緣由和結論做成了兩張圖表:





真理越辯越明,分導式彈頭提高毀傷效能的作用最終得到了大家的共識,因此子彈頭的數量在這一時期開始增加,民兵3導彈的標準載荷是3枚子彈頭,而在1975年美國空軍實施的一次名為“撒胡椒面計劃”的項目里,民兵3導彈攜帶7枚10萬噸TNT當量的子彈頭進行了飛行試驗。

上圖為民兵3導彈的標準配置:3枚W78 MK12A核彈頭。



在這樣的時代背景下,蘇聯的賽果彈道導彈開始承載紅色帝國的核威懾與核反擊的重任。

部署

按小火箭的統計,賽果彈道導彈是冷戰白熱化期間,蘇聯部署數量最多的洲際彈道導彈。


入役伊始,賽果彈道導彈就在5年內,達到了1000枚的產量,其中有10枚用于試驗定型測試,其他990枚全部被部署到了像上圖這樣的抗核加固的地下發射井中。



另外,對于賽果彈道導彈的公路機動的研究也在緊張進行中。

到1976年,蘇聯多彈頭技術得到突破,有關該技術,詳見小火箭的公號文章《戰略導彈多彈頭技術的由來與發展》《俄羅斯有多少枚核彈頭?》。

420枚能夠攜帶3枚彈頭的多彈頭打擊型賽果彈道導彈在上世紀70年代進入蘇聯現役。

另有不到100枚的能夠攜帶6枚彈頭的鈍頭短射程型賽果彈道導彈入役。

進入上世紀80年代,為了對抗美國數量龐大的洲際彈道導彈和未來有可能會大量部署的攔截系統,蘇聯使用賽果彈道導彈實施了絕密的高超聲速項目。

該項目是對單彈頭設計的一種回歸。多彈頭雖然能夠在再入大氣后給防守方的攔截系統帶來巨大的困難,但是如果對方一旦掌握了更好的雷達技術和攔截彈技術,還是能夠攔截的。畢竟就算是多彈頭,每個彈頭也還得依靠傳統的彈道式再入的動力學特征進行飛行。

上世紀80年代,蘇聯高超聲速彈頭計劃開始實施。在原本用于放置3枚子彈頭的整流罩內,只安放了一枚彈頭。

但是,這枚彈頭并不是傳統的圓錐+圓柱的構型,而是采用了帶有大后掠角的三角翼構型。這是一種再入滑翔飛行的高超聲速飛行器,扁平的氣動外形有助于她擁有比傳統彈頭高得多的升阻比。

作為蘇聯裝備數量最大的一款洲際彈道導彈,賽果導彈以超過1千枚的數量大量部署,同時也為蘇聯早期的高超聲速再入彈頭技術的發展提供著支持。

賽果導彈的高超聲速再入彈頭滑翔試驗圓滿成功,但是切洛梅博士已經看不到了。

公元1984年8月12日,切洛梅博士在莫斯科逝世,享年70歲。


上世紀80年代末,從蘇聯西部某測試基地發射的一枚SS-11賽果彈道導彈升空,隨后,在太空中釋放出來的突防高超聲速彈頭再次成功實現了再入滑翔,將賽果彈道導彈的射程從10600公里拓展為13000公里,同時也證實了再入滑翔彈頭的工程可行性。

不過,這一系列試驗也暴露出了一些問題:再入彈頭在大氣層內以20倍以上的聲速滑翔的時候,產生了大量的熱,彈頭需要更好的防熱材料或者更加優化的彈道;再入滑翔的高超聲速彈頭很難保證打擊精度,只有不到70%的彈頭落入了預定區域,其他彈頭起滑不久就不知去向。

進入上世紀90年代,有工程師提出了給彈頭加裝超燃沖壓發動機,改被動滑翔為帶動力飛行的高超彈頭方案。


有關高超聲速飛行器和超燃沖壓發動機技術,詳見小火箭的公號文章《沖壓發動機!不斷挑戰工程極限!》《勒杜克:沖壓發動機狂人》。

蘇聯也開始集中力量攻克超燃沖壓技術。

在聯合了茹科夫斯基中央空氣流體動力研究院、巴拉諾夫中央發動機研究院、圖拉耶夫聯盟設計局、彩虹設計局等單位后,蘇聯建成了圖拉耶沃大型高空高速航空發動機試驗基地。

后來發現,即使地面試驗設備中有轉速高達17000轉/分鐘的超級壓氣機、有現代空氣動力學給出的計算流體模型,也無法加速超燃沖壓發動機的研制進程。


研究發動機的最好方式,就是讓她到天上飛幾圈看看。

不過,像賽果這樣的二級彈道導彈,把彈頭釋放出來的時候,就是要進入卡門線以上的太空了,而再入之后再點火的技術難度太大。

需要選用另一款射高比較低的導彈先試試在上升段的點火,等到成熟之后,再移入賽果彈道導彈的整流罩內。

于是,科研團隊采購了一批神秘的試驗設備——薩姆-5遠程防空導彈。

這款射高將近40公里,射程超過320公里的采用亞燃沖壓發動機作為動力的導彈的最大飛行速度可達5馬赫。

他們拆除了導彈的戰斗部,將一臺超燃沖壓驗證發動機安置在導彈頂端。

1991年11月27日,第一次試驗啟動。薩姆-5導彈強有力的沖壓發動機將驗證發動機托舉到35公里的高空后,超燃沖壓發動機點火,在綿延180公里的平直彈道的末端,超燃驗證發動機燃燒了27.5秒,其中在5馬赫以上的速度范圍內工作了5秒,使飛行器的最大速度達到了5.6馬赫。

這是世界上首臺在實際飛行中達到超燃狀態的沖壓發動機


發射井中的賽果洲際彈道導彈已經做好了準備,對采用超燃沖壓發動機的彈頭進行發射試驗了。

然而,就在1991年11月27日的那次成功的測試飛行過后不到一個月,大事發生了!

公元1991年12月25日晚,就在大洋彼岸的美國人闔家歡聚,歡慶圣誕節的時候,蘇聯國旗從克里姆林宮上空緩緩降下,黯然淡出歷史舞臺。第二天天亮,蘇聯正式解體。


好在工程師團隊還在,經費來源沒了,不過他們依然想把高超聲速的試驗進行下去。

但是,賽果洲際彈道導彈暫時是沒辦法用了。蘇聯的解體和限制核武器條約的進一步實施,讓昔日的彈道導彈排隊走向了分解和銷毀的道路。

不甘心的工程師們,從歐洲找到了經費來源,從俄羅斯的防空導彈部隊拿到了幾枚導彈。

1992年和1995年,該團隊與法國合作進行了兩次驗證飛行,最大速度達到了5.8馬赫。


俄羅斯的超燃發動機飛行試驗震驚了美國人,促使他們加快了超燃沖壓發動機的研究,并提出了與俄羅斯進行合作的倡議。

1997年,兩國交換研究資料后,開始正式進行超燃沖壓發動機的合作研究。

合作團隊沿用俄羅斯團隊的試驗場地(位于哈薩克斯坦拜科努爾航天中心附近)和驗證發動機,依托美國航空航天局(NASA)蘭利研究中心的風洞設備和工程師團隊對驗證發動機和薩姆-5導彈進行升級改造。

蘭利研究中心重新設計了驗證發動機的燃燒室和進氣道前緣,用更易導熱的銅合金替代了原有的鎳合金。薩姆-5導彈的彈體被重新優化,阻力下降了6%,總質量減少了124公斤。

1998年2月12日午后,拜科努爾航天中心的陽光與冷風見證了超燃驗證發動機終極改良版的發射。發動機不負眾望,達到了6.5馬赫的速度(這是驗證飛行器能夠承受的最大速度)。

消逝

蘇聯解體后,洲際彈道導彈大批退役,而科研試驗中,開始逐步以防空導彈來替代洲際彈道導彈作為載體。


昔日那些代表紅色帝國的核威懾力量的地下發射井,逐漸被廢棄。


賽果洲際彈道導彈被強制退役后,留下空空如也的核導彈發射井,獨自回味和感慨紅色帝國昔日的榮耀與輝煌。




大量核導彈發射井被填埋、廢棄。

填入發射井的沙石,埋葬了基地,也埋葬了那個紅色帝國。

很多公路機動的彈道導彈和防空導彈系統被露天堆放起來,任由歲月的風霜侵蝕。


有的核導彈,比如上圖這枚SS-8黑羚羊洲際彈道導彈早早褪下戎裝。她以25.5米的大個子矗立著,和T-34坦克一起,成為蘇聯的象征,在博物館的露天場地上供后來人參觀與感嘆。

重生


但是,賽果洲際彈道導彈,帶有最倔強的導彈設計大師切洛梅博士的正統基因,帶著蘇聯一次性裝備數量最大的,首款產量過千枚的洲際彈道導彈的榮光,豈能就這樣進入博物館!

她,要把切洛梅博士當年的火箭夢想傳承下來,繼承下去!

于是,我們看到上圖,賽果彈道導彈重生了!

此時的她,已經是一款在國際商業航天發射市場上有著一席之地的運載火箭了。


嗯,這白黑白的顏色搭配,神似如今世界上或許是最為有名的SpaceX公司的獵鷹9號運載火箭的最新版本Block 5型。有關該火箭,詳見小火箭的公號文章《小火箭 | 剖析SpaceX公司的最新版獵鷹運載火箭》。


在蘇聯解體之前,賽果彈道導彈有過兩次亞軌道飛行嘗試。

1990年11月20日和1991年12月20日(蘇聯解體前5天),在拜科努爾航天中心,由賽果彈道導彈改裝而成的亞軌道飛行器試飛成功。




在原本的二級洲際彈道導彈的基礎上,加一個和風上面級(也有人譯作 微風),這就構成了Rokot三級運載火箭。

Rokot,是俄語的轉譯,其本意為隆隆聲、轟鳴聲,是個擬聲詞,因此,中文譯作:

呼嘯號運載火箭


就算世事無常,就算人生本就艱難,但是總有一些人和一些事,能夠戰勝歲月的無情,能夠跨越時間的長河,向我們詮釋什么是堅持,什么又是摯愛

切洛梅博士的夢想,終于超越了時間,沖破了抗核加固的地下發射井沉重的井蓋,飛入了太空!

小火箭在此隆重介紹:

呼嘯號運載火箭,由蘇聯洲際彈道導彈加裝和風上面級構成。原本想著繼續實施高超聲速再入彈頭的試驗,在重大事件發生后,武器試驗戛然而止,而運載火箭就此誕生。

呼嘯號運載火箭,直徑2.5米,高29米,起飛質量107噸,能夠將1.95噸的載荷送入近地軌道,其太陽同步軌道的運載能力為1.2噸。


上圖為小火箭制作的呼嘯號運載火箭的時序表。

為了強調保護太空環境,減少太空發射遺留物的態度,小火箭專門給出了和風上面級的離軌操作時序。

商業

1994年12月26日,蘇聯解體3周年的時刻,呼嘯號運載火箭發射一顆業余無線電衛星成功

這是呼嘯號運載火箭執行在軌交付任務的首秀。

火箭有了,但是初出茅廬的俄羅斯火箭團隊在國際市場上面對美國和歐洲老牌商業運載火箭拼殺時,還是艱難的。

1999年12月22日,呼嘯號運載火箭準備發射RSVN-40衛星。

火箭還在發射架上的時候,整流罩突然爆炸,這是雪上加霜的事情,原本訂單就很少的呼嘯號運載火箭的整個發射業務完全停頓。

后來,呼嘯號運載火箭團隊做出了決策:與歐洲進行深度合作。


俄羅斯火箭團隊找到了德國戴姆勒奔馳這家老牌航空航天企業,合作成立了歐洲呼嘯火箭集團。

其中,戴姆勒奔馳占股51%,俄羅斯方面占股49%。

2000年,合資組建的歐洲呼嘯火箭集團從俄羅斯各地搶救性地收集到45枚賽果洲際彈道導彈。

然后,工程師團隊將這些導彈改裝成了呼嘯號運載火箭。

隨后十幾年,呼嘯號運載火箭逐漸證明了自己的實力。

2018年4月25日17點57分,呼嘯號運載火箭成功把一顆歐洲的對地觀測衛星送入預定軌道,這是該火箭最近一次的發射。


在小火箭發布本文的時候,呼嘯號運載火箭共發射了31枚,成功28枚,成功率為90.32%。

版權聲明:

本文是邢強博士原創文章,騰訊獨家內容。歡迎朋友圈轉發。

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擁有太多耀眼的光環:

人類第一枚洲際彈道導彈,人類第一枚運載火箭,將第一顆人造地球衛星送上太空的火箭,把第一只動物送入繞地軌道的火箭,讓第一顆超過1噸重的衛星在太空工作的火箭。

接下來,近地軌道的圣杯中,就只剩下第一個把人類送入繞地軌道這一個了。而最終,依然是R-7系列運載火箭攜尤里·加加林捧起了這座圣杯。

可以說,科羅廖夫的設計在人類太空探索史上閃耀無比。

不過,切洛梅博士的設計同樣是不容忽視的。

倔強的UR-500,雖然競爭洲際彈道導彈項目失利,但最終成為了蘇聯留給俄羅斯的運載能力最強的火箭。

而切洛梅博士的另外一個設計,雖然鮮為人知,但卻不應被我們忽略。

她,就是UR-100,賽果洲際彈道導彈。


UR-100,按北約命名體系,為SS-11洲際彈道導彈。


1967年,53歲的切洛梅博士身體已大不如從前。

但是,這一年,UR-100彈道導彈正式入役的消息還是讓他度過了人生中最美好的幾年。

37歲畢業,在切洛梅設計局領銜彈道導彈研究整整16年的切洛梅博士,交出了他的答卷。



此時,美國的民兵II型洲際彈道導彈已經服役2年了。蘇聯在洲際彈道導彈技術領域面臨著前所未有的壓力。


1967年,這一年發生了很多事情。美國的阿波羅登月計劃開始進入實施階段。1967年1月27日,格里森、懷特和羅杰,三位宇航員在阿波羅1號飛船中進行測試的時候,突發大火,17秒之內,三位宇航員被燒成灰燼。詳見小火箭在2016年完成的公號文章《紀念阿波羅1號事故49周年》。




公元1967年6月17日,中國羅布泊上空一聲巨響,熾熱的火球如同一顆正在冉冉升起的恒星:中國第一顆氫彈凌空爆炸成功。

這顆當量為330萬噸的氫彈,從轟-6轟炸機的彈艙中投出,在2960米的高度釋放了自我,標志著中國成為了繼美國、蘇聯和英國之后,第4個掌握熱核武器技術的國家。

后來,法國人也掌握了氫彈技術。世界五大常任理事國(傳說中的五大liumang)的格局逐漸成型。

從第一次原子彈試驗到第一次氫彈試驗,美國用了86個月,蘇聯用了75個月,英國用了66個月,法國用了105個月,而中國,只用了32個月。


蘇聯的UR-100 賽果洲際彈道導彈在這樣的國際環境中誕生。

冷戰逐漸白熱化,考慮到洲際彈道導彈的生存性,第一批UR-100 賽果 導彈全部部署在了上圖這樣的地下發射井中。



賽果是一種花的名字,原產自美國西部,是摩門教的圣花,同時也是美國猶他州的州花。

北約將UR-100洲際彈道導彈的編號定為SS-11,而綽號定為賽果,實在是太照顧這款導彈了。

小火箭認為,這是北約對蘇聯命名的彈道導彈里,名稱最美的一款。

要知道,所有的彈道導彈的北約名稱,都是以S打頭的單詞。

SS-4單級中程彈道導彈的綽號是涼鞋;

SS-10,蘇聯最后一款采用低溫液體推進劑的洲際彈道導彈的綽號是瘦子;

SS-13三級固體彈道導彈的綽號是野人;

SS-14中遠程履帶機動固體彈道導彈的綽號是替罪羊;

SS-18世界上最大的二級液體洲際彈道導彈,干脆就叫撒旦。


后來,到了1972年,為了方便閱兵展示和運輸,賽果導彈有了發射筒版本。

該發射筒直徑為3米,長20米。


UR-100,或者叫SS-11 賽果洲際彈道導彈,射程達10600公里,能夠從普列謝茨克發射場或者分布在廣袤西伯利亞大平原上的發射井里發射,越過北極上空,打擊美國的任何一個地方。

導彈直徑2.5米,長16.931米,采用二級構型。

賽果彈道導彈基本型帶有1個當量為100萬噸TNT的核彈頭。


從上圖可以看到,賽果洲際彈道導彈的第一級擁有4臺發動機。

小火箭風格:

賽果彈道導彈的第一級,采用3臺RD-0216液體火箭發動機和1臺RD-0217液體火箭發動機。

這兩款發動機均采用常溫偏二甲肼和四氧化二氮有毒燃料,燃燒室壓力均為17.5MPa(這在那個時代是個很厲害的指標),比沖313秒(這個指標一般)。

RD-0217與RD-0216發動機的唯一不同,在于RD-0127發動機上面有熱交換器,用于給導彈的一級貯箱增壓。

進入上世紀70年代,多彈頭技術開始快速發展。


為比較單枚大當量核彈頭與多枚小當量核彈頭的作戰效能,美國在上世紀60、70年代用海神C-3導彈與大力神2型導彈做了大量實彈試驗和數值模擬試驗。

海神導彈是潛對地導彈,彈頭為10枚5萬噸當量的分導式核彈頭,而大力神2型導彈則帶有一枚威力巨大的1000萬噸當量的核彈頭。大力神2彈頭的總當量為海神的20倍。

但是試驗表明,海神導彈對機場類目標的毀傷效能是大力神2導彈的10倍,對加固的導彈基地的毀傷效能更是提高到了11.2倍,對10萬人口城市的打擊效能增加了2.5倍。

多彈頭能夠對重點目標施行交叉火力式的打擊,以數量彌補單枚彈頭威力的不足,反而大幅提高了作戰效能

小火箭把爭論的緣由和結論做成了兩張圖表:





真理越辯越明,分導式彈頭提高毀傷效能的作用最終得到了大家的共識,因此子彈頭的數量在這一時期開始增加,民兵3導彈的標準載荷是3枚子彈頭,而在1975年美國空軍實施的一次名為“撒胡椒面計劃”的項目里,民兵3導彈攜帶7枚10萬噸TNT當量的子彈頭進行了飛行試驗。

上圖為民兵3導彈的標準配置:3枚W78 MK12A核彈頭。



在這樣的時代背景下,蘇聯的賽果彈道導彈開始承載紅色帝國的核威懾與核反擊的重任。

部署

按小火箭的統計,賽果彈道導彈是冷戰白熱化期間,蘇聯部署數量最多的洲際彈道導彈。


入役伊始,賽果彈道導彈就在5年內,達到了1000枚的產量,其中有10枚用于試驗定型測試,其他990枚全部被部署到了像上圖這樣的抗核加固的地下發射井中。



另外,對于賽果彈道導彈的公路機動的研究也在緊張進行中。

到1976年,蘇聯多彈頭技術得到突破,有關該技術,詳見小火箭的公號文章《戰略導彈多彈頭技術的由來與發展》《俄羅斯有多少枚核彈頭?》。

420枚能夠攜帶3枚彈頭的多彈頭打擊型賽果彈道導彈在上世紀70年代進入蘇聯現役。

另有不到100枚的能夠攜帶6枚彈頭的鈍頭短射程型賽果彈道導彈入役。

進入上世紀80年代,為了對抗美國數量龐大的洲際彈道導彈和未來有可能會大量部署的攔截系統,蘇聯使用賽果彈道導彈實施了絕密的高超聲速項目。

該項目是對單彈頭設計的一種回歸。多彈頭雖然能夠在再入大氣后給防守方的攔截系統帶來巨大的困難,但是如果對方一旦掌握了更好的雷達技術和攔截彈技術,還是能夠攔截的。畢竟就算是多彈頭,每個彈頭也還得依靠傳統的彈道式再入的動力學特征進行飛行。

上世紀80年代,蘇聯高超聲速彈頭計劃開始實施。在原本用于放置3枚子彈頭的整流罩內,只安放了一枚彈頭。

但是,這枚彈頭并不是傳統的圓錐+圓柱的構型,而是采用了帶有大后掠角的三角翼構型。這是一種再入滑翔飛行的高超聲速飛行器,扁平的氣動外形有助于她擁有比傳統彈頭高得多的升阻比。

作為蘇聯裝備數量最大的一款洲際彈道導彈,賽果導彈以超過1千枚的數量大量部署,同時也為蘇聯早期的高超聲速再入彈頭技術的發展提供著支持。

賽果導彈的高超聲速再入彈頭滑翔試驗圓滿成功,但是切洛梅博士已經看不到了。

公元1984年8月12日,切洛梅博士在莫斯科逝世,享年70歲。


上世紀80年代末,從蘇聯西部某測試基地發射的一枚SS-11賽果彈道導彈升空,隨后,在太空中釋放出來的突防高超聲速彈頭再次成功實現了再入滑翔,將賽果彈道導彈的射程從10600公里拓展為13000公里,同時也證實了再入滑翔彈頭的工程可行性。

不過,這一系列試驗也暴露出了一些問題:再入彈頭在大氣層內以20倍以上的聲速滑翔的時候,產生了大量的熱,彈頭需要更好的防熱材料或者更加優化的彈道;再入滑翔的高超聲速彈頭很難保證打擊精度,只有不到70%的彈頭落入了預定區域,其他彈頭起滑不久就不知去向。

進入上世紀90年代,有工程師提出了給彈頭加裝超燃沖壓發動機,改被動滑翔為帶動力飛行的高超彈頭方案。


有關高超聲速飛行器和超燃沖壓發動機技術,詳見小火箭的公號文章《沖壓發動機!不斷挑戰工程極限!》《勒杜克:沖壓發動機狂人》。

蘇聯也開始集中力量攻克超燃沖壓技術。

在聯合了茹科夫斯基中央空氣流體動力研究院、巴拉諾夫中央發動機研究院、圖拉耶夫聯盟設計局、彩虹設計局等單位后,蘇聯建成了圖拉耶沃大型高空高速航空發動機試驗基地。

后來發現,即使地面試驗設備中有轉速高達17000轉/分鐘的超級壓氣機、有現代空氣動力學給出的計算流體模型,也無法加速超燃沖壓發動機的研制進程。


研究發動機的最好方式,就是讓她到天上飛幾圈看看。

不過,像賽果這樣的二級彈道導彈,把彈頭釋放出來的時候,就是要進入卡門線以上的太空了,而再入之后再點火的技術難度太大。

需要選用另一款射高比較低的導彈先試試在上升段的點火,等到成熟之后,再移入賽果彈道導彈的整流罩內。

于是,科研團隊采購了一批神秘的試驗設備——薩姆-5遠程防空導彈。

這款射高將近40公里,射程超過320公里的采用亞燃沖壓發動機作為動力的導彈的最大飛行速度可達5馬赫。

他們拆除了導彈的戰斗部,將一臺超燃沖壓驗證發動機安置在導彈頂端。

1991年11月27日,第一次試驗啟動。薩姆-5導彈強有力的沖壓發動機將驗證發動機托舉到35公里的高空后,超燃沖壓發動機點火,在綿延180公里的平直彈道的末端,超燃驗證發動機燃燒了27.5秒,其中在5馬赫以上的速度范圍內工作了5秒,使飛行器的最大速度達到了5.6馬赫。

這是世界上首臺在實際飛行中達到超燃狀態的沖壓發動機


發射井中的賽果洲際彈道導彈已經做好了準備,對采用超燃沖壓發動機的彈頭進行發射試驗了。

然而,就在1991年11月27日的那次成功的測試飛行過后不到一個月,大事發生了!

公元1991年12月25日晚,就在大洋彼岸的美國人闔家歡聚,歡慶圣誕節的時候,蘇聯國旗從克里姆林宮上空緩緩降下,黯然淡出歷史舞臺。第二天天亮,蘇聯正式解體。


好在工程師團隊還在,經費來源沒了,不過他們依然想把高超聲速的試驗進行下去。

但是,賽果洲際彈道導彈暫時是沒辦法用了。蘇聯的解體和限制核武器條約的進一步實施,讓昔日的彈道導彈排隊走向了分解和銷毀的道路。

不甘心的工程師們,從歐洲找到了經費來源,從俄羅斯的防空導彈部隊拿到了幾枚導彈。

1992年和1995年,該團隊與法國合作進行了兩次驗證飛行,最大速度達到了5.8馬赫。


俄羅斯的超燃發動機飛行試驗震驚了美國人,促使他們加快了超燃沖壓發動機的研究,并提出了與俄羅斯進行合作的倡議。

1997年,兩國交換研究資料后,開始正式進行超燃沖壓發動機的合作研究。

合作團隊沿用俄羅斯團隊的試驗場地(位于哈薩克斯坦拜科努爾航天中心附近)和驗證發動機,依托美國航空航天局(NASA)蘭利研究中心的風洞設備和工程師團隊對驗證發動機和薩姆-5導彈進行升級改造。

蘭利研究中心重新設計了驗證發動機的燃燒室和進氣道前緣,用更易導熱的銅合金替代了原有的鎳合金。薩姆-5導彈的彈體被重新優化,阻力下降了6%,總質量減少了124公斤。

1998年2月12日午后,拜科努爾航天中心的陽光與冷風見證了超燃驗證發動機終極改良版的發射。發動機不負眾望,達到了6.5馬赫的速度(這是驗證飛行器能夠承受的最大速度)。

消逝

蘇聯解體后,洲際彈道導彈大批退役,而科研試驗中,開始逐步以防空導彈來替代洲際彈道導彈作為載體。


昔日那些代表紅色帝國的核威懾力量的地下發射井,逐漸被廢棄。


賽果洲際彈道導彈被強制退役后,留下空空如也的核導彈發射井,獨自回味和感慨紅色帝國昔日的榮耀與輝煌。




大量核導彈發射井被填埋、廢棄。

填入發射井的沙石,埋葬了基地,也埋葬了那個紅色帝國。

很多公路機動的彈道導彈和防空導彈系統被露天堆放起來,任由歲月的風霜侵蝕。


有的核導彈,比如上圖這枚SS-8黑羚羊洲際彈道導彈早早褪下戎裝。她以25.5米的大個子矗立著,和T-34坦克一起,成為蘇聯的象征,在博物館的露天場地上供后來人參觀與感嘆。

重生


但是,賽果洲際彈道導彈,帶有最倔強的導彈設計大師切洛梅博士的正統基因,帶著蘇聯一次性裝備數量最大的,首款產量過千枚的洲際彈道導彈的榮光,豈能就這樣進入博物館!

她,要把切洛梅博士當年的火箭夢想傳承下來,繼承下去!

于是,我們看到上圖,賽果彈道導彈重生了!

此時的她,已經是一款在國際商業航天發射市場上有著一席之地的運載火箭了。


嗯,這白黑白的顏色搭配,神似如今世界上或許是最為有名的SpaceX公司的獵鷹9號運載火箭的最新版本Block 5型。有關該火箭,詳見小火箭的公號文章《小火箭 | 剖析SpaceX公司的最新版獵鷹運載火箭》。


在蘇聯解體之前,賽果彈道導彈有過兩次亞軌道飛行嘗試。

1990年11月20日和1991年12月20日(蘇聯解體前5天),在拜科努爾航天中心,由賽果彈道導彈改裝而成的亞軌道飛行器試飛成功。




在原本的二級洲際彈道導彈的基礎上,加一個和風上面級(也有人譯作 微風),這就構成了Rokot三級運載火箭。

Rokot,是俄語的轉譯,其本意為隆隆聲、轟鳴聲,是個擬聲詞,因此,中文譯作:

呼嘯號運載火箭


就算世事無常,就算人生本就艱難,但是總有一些人和一些事,能夠戰勝歲月的無情,能夠跨越時間的長河,向我們詮釋什么是堅持,什么又是摯愛

切洛梅博士的夢想,終于超越了時間,沖破了抗核加固的地下發射井沉重的井蓋,飛入了太空!

小火箭在此隆重介紹:

呼嘯號運載火箭,由蘇聯洲際彈道導彈加裝和風上面級構成。原本想著繼續實施高超聲速再入彈頭的試驗,在重大事件發生后,武器試驗戛然而止,而運載火箭就此誕生。

呼嘯號運載火箭,直徑2.5米,高29米,起飛質量107噸,能夠將1.95噸的載荷送入近地軌道,其太陽同步軌道的運載能力為1.2噸。


上圖為小火箭制作的呼嘯號運載火箭的時序表。

為了強調保護太空環境,減少太空發射遺留物的態度,小火箭專門給出了和風上面級的離軌操作時序。

商業

1994年12月26日,蘇聯解體3周年的時刻,呼嘯號運載火箭發射一顆業余無線電衛星成功

這是呼嘯號運載火箭執行在軌交付任務的首秀。

火箭有了,但是初出茅廬的俄羅斯火箭團隊在國際市場上面對美國和歐洲老牌商業運載火箭拼殺時,還是艱難的。

1999年12月22日,呼嘯號運載火箭準備發射RSVN-40衛星。

火箭還在發射架上的時候,整流罩突然爆炸,這是雪上加霜的事情,原本訂單就很少的呼嘯號運載火箭的整個發射業務完全停頓。

后來,呼嘯號運載火箭團隊做出了決策:與歐洲進行深度合作。


俄羅斯火箭團隊找到了德國戴姆勒奔馳這家老牌航空航天企業,合作成立了歐洲呼嘯火箭集團。

其中,戴姆勒奔馳占股51%,俄羅斯方面占股49%。

2000年,合資組建的歐洲呼嘯火箭集團從俄羅斯各地搶救性地收集到45枚賽果洲際彈道導彈。

然后,工程師團隊將這些導彈改裝成了呼嘯號運載火箭。

隨后十幾年,呼嘯號運載火箭逐漸證明了自己的實力。

2018年4月25日17點57分,呼嘯號運載火箭成功把一顆歐洲的對地觀測衛星送入預定軌道,這是該火箭最近一次的發射。


在小火箭發布本文的時候,呼嘯號運載火箭共發射了31枚,成功28枚,成功率為90.32%。

版權聲明:

本文是邢強博士原創文章,騰訊獨家內容。歡迎朋友圈轉發。

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