一、研制背景和服役小傳

雖然UGM-133A彈道導(dǎo)彈的性能遠(yuǎn)超過(guò)UGM-96A彈道導(dǎo)彈，但是令許多人都沒(méi)想到的是，這倆居然是并行的項(xiàng)目！

20世紀(jì)70年代，隨著蘇聯(lián)核力量的逐步增強(qiáng)和海軍反潛能力的提高，美國(guó)海軍開(kāi)始了遠(yuǎn)程水下導(dǎo)彈項(xiàng)目，要求研制一種射程遠(yuǎn)高于海神彈道導(dǎo)彈，且結(jié)合星光制導(dǎo)系統(tǒng)和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的潛射彈道導(dǎo)彈。洛克希德公司作為主承包商提出了一個(gè)兩階段計(jì)劃：首先開(kāi)發(fā)一種海神導(dǎo)彈的先進(jìn)衍生型，稱(chēng)之為增程型海神，這種導(dǎo)彈和海神導(dǎo)彈具有同樣大小的直徑以便于使用在已有的彈道導(dǎo)彈核潛艇上。隨后，將開(kāi)發(fā)一種全新型號(hào)的潛射彈道導(dǎo)彈，具有更大的直徑，不過(guò)也需要建造新的核潛艇來(lái)使用。最后，前者成為UGM-96A彈道導(dǎo)彈，后者成為UGM-133A彈道導(dǎo)彈。這一背景我已在本系列的上篇介紹過(guò)。1983年，UGM-133A彈道導(dǎo)彈正式開(kāi)始研制工作，1987年1月在陸基平臺(tái)上進(jìn)行首次飛行試驗(yàn)，1989年3月進(jìn)行了首次水下發(fā)射，1990年3月宣布形成了初始作戰(zhàn)能力，在當(dāng)時(shí)可謂獨(dú)步全球。

UGM-133A彈道導(dǎo)彈現(xiàn)裝備于美國(guó)海軍俄亥俄級(jí)核潛艇（每艇24枚）與英國(guó)海軍前衛(wèi)級(jí)核潛艇（每艇16枚，英國(guó)將自己的命門(mén)交給了美國(guó)，真可謂是五常之恥。但話又說(shuō)回來(lái)，這玩意對(duì)英國(guó)的性質(zhì)，基本就是左手倒右手，爸爸給兒子），俄亥俄級(jí)戰(zhàn)略核潛艇其中后10艘在建造時(shí)就裝上本型導(dǎo)彈，前8艘原來(lái)裝UGM-96A彈道導(dǎo)彈的潛艇也在后期改裝中改造了4艘以容納該型導(dǎo)彈（這8艘中最老的4艘，也就是最早服役的4艘俄亥俄級(jí)戰(zhàn)略核潛艇則改裝為巡航導(dǎo)彈核潛艇），合計(jì)14艘潛艇攜帶336枚UGM-133A彈道導(dǎo)彈。英國(guó)方面，4艘潛艇，每艘可攜帶16枚UGM-133A彈道導(dǎo)彈，總共有64枚導(dǎo)彈,在LGM-30G彈道導(dǎo)彈使用單彈頭，LGM-118彈道導(dǎo)彈因削減戰(zhàn)略武器條約退役后，UGM-133A彈道導(dǎo)彈是美國(guó)擁有的唯一的分導(dǎo)式多彈頭洲際導(dǎo)彈。作為美國(guó)核力量中最重要的一部分，它的生產(chǎn)數(shù)量截止2004年已達(dá)425枚，以后的年份中生產(chǎn)5~12枚不等。UGM-133A彈道導(dǎo)彈的壽命已經(jīng)延長(zhǎng)到42年，確保在下一代潛射洲際導(dǎo)彈服役前，保證美國(guó)?；肆α客氐挠行?。

截至2019年9月4日至6日，UGM-133A彈道導(dǎo)彈已成功發(fā)射176次，可靠性極高。作為美國(guó)先進(jìn)導(dǎo)彈技術(shù)的結(jié)晶，UGM-133A彈道導(dǎo)彈仍然是潛射彈道導(dǎo)彈中當(dāng)之無(wú)愧的王者。和各國(guó)已服役和研制中的潛射彈道導(dǎo)彈相比，綜合技術(shù)上始終保持領(lǐng)先，更具有技術(shù)成熟，可靠性高的優(yōu)勢(shì)。在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，其仍將保證著美國(guó)?；肆α开?dú)步全球。（按各個(gè)國(guó)家的進(jìn)度，只有法國(guó)未來(lái)的M-51洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)展型和我國(guó)的巨浪-4才能追上并超過(guò)UGM-133A彈道導(dǎo)彈，然而這倆大概要在2030年代才服役。我軍現(xiàn)役的巨浪-3是為解決巨浪-2射程不足的缺陷而誕生的應(yīng)急產(chǎn)品，綜合性能仍然難以追上UGM-133A。對(duì)于我國(guó)而言，因?yàn)槲覈?guó)較為特殊的地緣位置，巨浪-4必須在和陸基東風(fēng)-41彈道導(dǎo)彈大致相同的投擲質(zhì)量下達(dá)到比后者遠(yuǎn)將近16%的射程才能達(dá)到威懾美國(guó)全境的任務(wù)）

二、主體結(jié)構(gòu)

UGM-133A彈道導(dǎo)彈的布局和結(jié)構(gòu)與UGM-96A彈道導(dǎo)彈相似，一樣具備三級(jí)結(jié)構(gòu)+固體燃料PBV以及減阻桿。導(dǎo)彈在長(zhǎng)度上卻比后者多上3.6米，而且在投擲重量也大上一倍，最大可達(dá)2711kg，此時(shí)攜帶8枚W-88核彈頭及附屬設(shè)施。因?yàn)闂l約等限制，現(xiàn)役的UGM-133A潛射彈道導(dǎo)彈只能攜帶4枚W-88核彈頭或8枚W-76核彈頭，投擲質(zhì)量減為2噸。這里要強(qiáng)調(diào)一下，W-88核彈頭一般用來(lái)計(jì)算比當(dāng)量的175千克重量是由投擲質(zhì)量2711公斤（包括整流罩）中一半是彈頭質(zhì)量來(lái)粗略計(jì)算得到的。這是保守估計(jì)，如果UGM-133A彈道導(dǎo)彈的PBV和其他零碎比我們簡(jiǎn)單估計(jì)的輕(這是很可能的)，那么彈頭就比原來(lái)估計(jì)的重。之前有讀者問(wèn)過(guò)我這個(gè)問(wèn)題，所以我在這里統(tǒng)一說(shuō)明一下。

三、動(dòng)力系統(tǒng)

一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)：型號(hào)為PD5-1火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。PD5-1固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是由赫克里斯公司和錫奧科爾公司聯(lián)合研制。該發(fā)動(dòng)機(jī)于1978年開(kāi)始預(yù)研，1982開(kāi)始全面研制，1987年1月開(kāi)始試飛，1989 年3月首次從潛艇中發(fā)射飛行。1990年3月開(kāi)始服役。發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量39126kg，裝藥比為極其驚人的0.944，這應(yīng)該是目前固體燃料洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)中最高的裝藥比了。發(fā)動(dòng)機(jī)海平面比沖為驚人的257.1秒，但真空比沖卻是較為遜色的278.4秒，主要是受到稠密大氣層內(nèi)低噴管擴(kuò)張比導(dǎo)致的低噴管效率的拖累。燃料為NEPE-75燃料，是LGM-118洲際彈道導(dǎo)彈第三級(jí)SR-120火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用的NEPE-73燃料的發(fā)展型號(hào)。相對(duì)于后者，前者的固體含量增至75%，在密度相仿的情況下，燃速壓強(qiáng)指數(shù)降低為0.54，這極大的提升了裝藥比（因?yàn)闅怏w的產(chǎn)生量降低，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體受力減小，這就減小了殼體質(zhì)量，余下的質(zhì)量可以分給燃料）。殼體材料是美國(guó)先進(jìn)洲際彈道導(dǎo)彈常用的IM-7石墨纖維/HRBF-55A環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，內(nèi)部依然是EPDM絕熱層，發(fā)動(dòng)機(jī)具備推力矢量功能。

二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)：型號(hào)為PD5-2火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。PD5-2固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是由赫克里斯公司和錫奧科爾公司聯(lián)合研制。該發(fā)動(dòng)機(jī)于1978年開(kāi)始預(yù)研，1982開(kāi)始全面研制，1987年1月開(kāi)始試飛，1989 年3月首次從潛艇中發(fā)射飛行。1990年3月開(kāi)始服役。發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量11849.5kg，裝藥比也不遜色，為0.93。仍然采用NEPE-75燃料。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)平均室壓比第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)低，真空比沖為289.2秒，在燃料先進(jìn)一代的前提下，其真空比沖竟然和我軍的東風(fēng)-31A彈道導(dǎo)彈的第二級(jí)基本持平。殼體材料是美國(guó)先進(jìn)洲際彈道導(dǎo)彈常用的IM-7石墨纖維/HRBF-55A環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，內(nèi)部依然是EPDM絕熱層，發(fā)動(dòng)機(jī)具備推力矢量功能。

三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)：型號(hào)為PD5-3火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。PD5-3固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由赫克里斯公司單獨(dú)研制。該發(fā)動(dòng)機(jī)于1978年開(kāi)始預(yù)研，1982開(kāi)始全面研制，1987年1月開(kāi)始試飛，1989年3月首次從潛艇中發(fā)射飛行。1990年3月開(kāi)始服役。發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量2190kg，裝藥比0.926，真空比沖296.3秒，和我國(guó)的N-15B推進(jìn)劑相當(dāng)（N-15B是N-15的安全廉價(jià)改進(jìn)型，雖然仍為NEPE燃料，但是發(fā)動(dòng)機(jī)比沖降低，可靠性提升，價(jià)格便宜。N-15B不是N-15性能提升版本，特此說(shuō)明）。殼體材料是凱夫拉-49纖維/HRBF-55A環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，內(nèi)部依然是EPDM絕熱層，發(fā)動(dòng)機(jī)具備推力矢量功能。由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃速壓力指數(shù)高達(dá)0.667，因此限制了裝藥比，事實(shí)上，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就是UGM-96A彈道導(dǎo)彈的發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)燃料后的產(chǎn)物，整體結(jié)構(gòu)和殼體材料基本不變。

PBV：美國(guó)自UGM-73彈道導(dǎo)彈之后的潛射彈道導(dǎo)彈的PBV都是固體燃料燃?xì)獍l(fā)生器通過(guò)消耗一半的燃料在軸向產(chǎn)生推進(jìn)力，在俯仰偏航上消耗另一半燃料，通過(guò)不平衡的推力力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)彈頭分導(dǎo)，代價(jià)是砍掉機(jī)動(dòng)能力。PBV是UGM-96A彈道導(dǎo)彈的技術(shù)，只不過(guò)放大了一下，并改造了制導(dǎo)組件。

以下為投擲性能計(jì)算結(jié)論?？梢?jiàn)UGM-133A彈道導(dǎo)彈的投擲性能相當(dāng)強(qiáng)大。比它重20多噸但投擲質(zhì)量相似的R-39潛射彈道導(dǎo)彈也不過(guò)8300km射程，只有采用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的R-29RM潛射彈道導(dǎo)彈（世界上投擲效率最強(qiáng)的潛射彈道導(dǎo)彈）才做到了投擲質(zhì)量2.8噸，起飛質(zhì)量40.3噸射程8300km。稱(chēng)UGM-133A彈道導(dǎo)彈為全球現(xiàn)役的投擲效率最強(qiáng)的固體潛射彈道導(dǎo)彈不為過(guò)?，F(xiàn)役的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)水平和美國(guó)無(wú)代差的中法兩國(guó)的洲際彈道導(dǎo)彈產(chǎn)品中，M-51彈道導(dǎo)彈投擲質(zhì)量1.6噸射程才和UGM-133A彈道導(dǎo)彈兩噸投擲質(zhì)量時(shí)的射程相仿，而我軍的東風(fēng)-41在投擲質(zhì)量1.6噸時(shí)射程13000km，較之UGM-133A仍有差距。當(dāng)然這差距主要是由于起飛質(zhì)量而引起的。東風(fēng)-41彈道導(dǎo)彈和M-51彈道導(dǎo)彈都是52噸級(jí)，而UGM-133A彈道導(dǎo)彈穩(wěn)超55噸，因而UGM-133A的技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)稍高，但這三款洲際彈道導(dǎo)彈其實(shí)沒(méi)有代差。

四、制導(dǎo)系統(tǒng)和彈頭

UGM-133A彈道導(dǎo)彈使用GPS/星光/慣性聯(lián)合制導(dǎo)系統(tǒng)。UGM-133A彈道導(dǎo)彈的再入載具在GPS提供精度修正時(shí)CEP可達(dá)到90米，如此高的精度，使UGM-133A彈道導(dǎo)彈具備了進(jìn)行第一波攻擊和打擊硬目標(biāo)的能力，可以對(duì)蘇聯(lián)加固的洲際導(dǎo)彈發(fā)射井和加固的地下戰(zhàn)略指揮部進(jìn)行打擊。在只使用星光/慣性聯(lián)合制導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)，其CEP也可達(dá)到130-185米，如此高的精度是由兩個(gè)雙軸慣性陀螺和三個(gè)擺式積分加速度計(jì)確保的。由于射程大，核潛艇可以在美國(guó)海軍港口內(nèi)發(fā)射該導(dǎo)彈，打擊北半球的任何一個(gè)位置，而不必冒深海巡邏或是不得不逼近對(duì)方防衛(wèi)森嚴(yán)的近海的危險(xiǎn)。

接下來(lái)，彈頭。

UGM-133A彈道導(dǎo)彈配備的彈頭中，最著名，最先進(jìn)的就是W-88核彈頭。W-88核彈頭長(zhǎng)1.524米、底部直徑約0.4572米，重約175kg（這數(shù)據(jù)的來(lái)源我在上文已經(jīng)提及，當(dāng)然，有較大可能比這數(shù)值高），當(dāng)量47.5萬(wàn)噸。同時(shí)代被美國(guó)陸基戰(zhàn)略導(dǎo)彈采用的，使用更加安全可靠鈍感設(shè)計(jì)的W-87核彈頭不加高濃縮鈾-235套筒時(shí)重194kg，當(dāng)量30萬(wàn)噸，加高濃縮鈾-235套筒時(shí)重206.4kg，當(dāng)量47.5萬(wàn)噸。W-88核彈頭算是美國(guó)極致追求比等效百萬(wàn)噸數(shù)的成果，所謂比等效百萬(wàn)噸數(shù)，是核彈頭的威力以百萬(wàn)噸TNT當(dāng)量為單位計(jì)量的數(shù)值的2/3次方，用來(lái)作為核武器對(duì)低抗力目標(biāo)實(shí)際破壞能力的數(shù)值。對(duì)于打擊軟目標(biāo)來(lái)說(shuō)，核彈頭10-20萬(wàn)噸當(dāng)量已經(jīng)足夠，W-88核彈頭當(dāng)量30萬(wàn)噸/47.5萬(wàn)噸是為了打擊硬目標(biāo)準(zhǔn)備的。美軍1980年代認(rèn)為，LGM-118彈道導(dǎo)彈的CEP為120米，核彈頭當(dāng)量47.5萬(wàn)噸時(shí)才能保證摧毀抗壓能力4000psi的前蘇聯(lián)R-36M洲際彈道導(dǎo)彈冷發(fā)射井。而把UGM-133A彈道導(dǎo)彈的數(shù)據(jù)代入后，我們發(fā)現(xiàn)，UGM-133A彈道導(dǎo)彈的CEP為130米（不考慮GPS），將核彈頭當(dāng)量和CEP數(shù)據(jù)代入我在寫(xiě)法國(guó)M-2/M-20潛射彈道導(dǎo)彈時(shí)使用過(guò)的核彈頭毀傷能力定量計(jì)算公式：K=n*(0.001y)^(2/3)/CEP^(2)(n是彈頭數(shù)量，y是彈頭當(dāng)量，單位為千噸，CEP為圓概率誤差，單位為海里，當(dāng)然你也可以自行換成公制單位)可知，UGM-133A彈道導(dǎo)彈的W-88核彈頭的單彈頭K值為123.77，這意味著，W-88核彈頭的殺傷力不足以用一枚核彈頭掀翻R-36M洲際彈道導(dǎo)彈的發(fā)射井（概率僅88.6%，達(dá)不到95%的高指標(biāo)），需要2枚彈頭才能以95%置信度摧毀R-36M洲際彈道導(dǎo)彈的發(fā)射井。

W-88核彈頭采用氣體助爆初級(jí)和球形次級(jí)，這種設(shè)計(jì)相當(dāng)先進(jìn)，只有W-88核彈頭和我國(guó)的某型先進(jìn)小型化核彈頭（用于東風(fēng)-41和巨浪-3/4）使用。其優(yōu)勢(shì)在于初級(jí)小型化程度高，可以將初級(jí)塞進(jìn)狹長(zhǎng)的小角度錐形再入飛行器（RV）中，減輕了質(zhì)量和體積。另外，比較重的初級(jí)可以放置在RV前部，彈頭重心靠前，氣動(dòng)穩(wěn)定性好。這玩意的工作和儲(chǔ)運(yùn)特點(diǎn)可以概括為：兩點(diǎn)起爆（顧名思義），一點(diǎn)安全(見(jiàn)下文)。

W-88核彈頭比等效百萬(wàn)噸數(shù)之所以這么高，是因?yàn)?strong>新結(jié)構(gòu)的初級(jí)還有球形次級(jí)外面的高濃度鈾235反射層。一般來(lái)講，大當(dāng)量彈頭的比當(dāng)量容易做高，因?yàn)榇渭?jí)可以做的比較大同時(shí)次級(jí)密度小(次級(jí)裝藥密度只有初級(jí)鈾/钚裝藥密度的1/24)，并且比當(dāng)量高(是初級(jí)鈾/钚的三倍)。W-88核彈頭相對(duì)于W-87核彈頭的設(shè)計(jì)要激進(jìn)得多，沒(méi)有使用鈍感炸藥和防火彈芯，更大的使用高濃度鈾235反射層的球形次級(jí)等都是追求高比當(dāng)量的表現(xiàn)。但這并不是說(shuō)W-88核彈頭就比W-87核彈頭先進(jìn)，這兩種彈頭設(shè)計(jì)的區(qū)別主要是因?yàn)樗鼈兌ㄎ徊煌?strong>W-87核彈頭是給陸基洲際彈道導(dǎo)彈用的追求高可靠性的彈頭，W-88核彈頭則是給潛射彈道導(dǎo)彈用的犧牲可靠性追求高當(dāng)量和小尺寸的東西。裝在潛艇里遠(yuǎn)比裝在發(fā)射井里來(lái)得安全，當(dāng)量的指標(biāo)更優(yōu)先。美國(guó)的潛射彈道導(dǎo)彈有打擊硬目標(biāo)的需求，其他國(guó)家的則沒(méi)有。但是這樣做的代價(jià)是安全性不足，而且成本高昂（即使實(shí)現(xiàn)了”一點(diǎn)安全“設(shè)計(jì)原則，也不能保證钚材料不擴(kuò)散。一旦非鈍感炸藥起爆，就會(huì)把钚材料炸成微米級(jí)別的（钚氧化物）小顆粒，也就是所謂的“氣溶膠化”（aerosolized）。氣溶膠化的武器級(jí)钚材料很容易被吸入肺部，然后停留在肺部，形成內(nèi)輻照。所以為了確保安全必須采用鈍感炸藥，這樣即使炸藥燃燒或經(jīng)受子彈撞擊，也不易爆炸）。追求安全性的W-87核彈頭還是柱形次級(jí)，鈍感炸藥，比當(dāng)量低不少。我國(guó)那個(gè)先進(jìn)小型化核彈頭結(jié)構(gòu)上類(lèi)似W-88核彈頭，安全性對(duì)標(biāo)W-87核彈頭，在我國(guó)核武器研發(fā)經(jīng)費(fèi)相比美蘇法尚不寬裕的年代能達(dá)到兼顧安全性和高性能的水平屬實(shí)是難能可貴，這是一大批優(yōu)秀科學(xué)家的辛勤付出所換來(lái)的。當(dāng)然這個(gè)先進(jìn)的指標(biāo)也是為了適應(yīng)我國(guó)國(guó)情，通過(guò)較少試驗(yàn)次數(shù)換得高可靠性以保證戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的需要。

橢球體初級(jí)的另一個(gè)好處就是，如果彈頭儲(chǔ)存或者運(yùn)輸途中遭遇意外，初級(jí)常規(guī)炸藥被引爆，不同于球形初級(jí)，橢球體初級(jí)中的放射性物質(zhì)會(huì)被炸成兩半，不會(huì)造成更嚴(yán)重的后果。這就是一點(diǎn)安全。

另一種可選裝的W-76核彈頭高1.1米、底部直徑約0.34米、重量96kg、裝備高濃縮鈾235套筒、使用老設(shè)計(jì)的球形初級(jí)和球形次級(jí)，小小體積里硬是做出了10萬(wàn)噸當(dāng)量，但其安全可靠性不是很好，甚至被懷疑不能正常引爆。W-76核彈頭的大小比我國(guó)的那個(gè)先進(jìn)小型化核彈頭小一些，質(zhì)量也輕一些，但二者的技術(shù)水平上中國(guó)橫壓美國(guó)一頭。

總體而言，UGM-133A彈道導(dǎo)彈雖有優(yōu)點(diǎn)，也在設(shè)計(jì)上有些許不足，限制了其射程的提高。雖然有冷戰(zhàn)末期戰(zhàn)爭(zhēng)氣氛緩和，以及國(guó)防經(jīng)費(fèi)削減的原因，但是對(duì)于設(shè)計(jì)目標(biāo)就是追求盡善盡美，不浪費(fèi)一寸空間，每一步都克克計(jì)較的大國(guó)重器——潛射洲際彈道導(dǎo)彈而言，這些缺點(diǎn)也使UGM-133A彈道導(dǎo)彈的射程載荷性能沒(méi)有挖掘到極限（當(dāng)然假想敵的放松對(duì)我們反倒是一件好事）。在未來(lái)，雖然UGM-133A的整體技術(shù)仍將先進(jìn)一段時(shí)間，但隨著中國(guó)，法國(guó)（可能？）更加新型的潛射彈道導(dǎo)彈的服役，這款誕生于1990年代的潛射彈道導(dǎo)彈也許將成為明日黃花。而到時(shí)出現(xiàn)在世人眼前的，集合更先進(jìn)技術(shù)的巨浪-4洲際彈道導(dǎo)彈，或許將會(huì)在細(xì)節(jié)的挖掘上超過(guò)UGM-133A彈道導(dǎo)彈。

至此，美國(guó)?；鶑椀缹?dǎo)彈系列的全部?jī)?nèi)容也將終止，感謝各位讀者的閱讀。