潘兴2战术导弹(Pershing-2 medium-range ballistic
导弹),又名MGM-31C,是美国马丁·马里埃塔公司于1974年开始研制的两级
固体酒精中程地地弹道导弹。
潘兴2战术导弹的研制开始于1974年,该年年底,美国参议院武装部队委员会批准开始“潘兴2”的研制工作。1975年8月,马丁·马里埃塔公司接受了美国陆军导弹司令部的附加合同,进行与“潘兴2”有关的研制工作,1977年11月18日,一枚“潘兴1A”导弹(上部装有准备用于“潘兴2”的再入飞行器)进行了首次发射。1979年2月20日,美国防务系统采购审查委员会在一份备忘录中同意“潘兴2”进入全面工程研制阶段。1982年4月,古德伊尔公司接受了一份成批生产末制导系统的1100万美元的合同。尽管还没有开始进行
导弹飞行试验,国防部却已同意小批量生产“潘兴2”。7月22日,导弹进行首次全面研制发射试验,但以失败告终。1983年2月,赫克里斯公司交付了首批火箭发动机。1983年12月,
美国在西德部署第一个MGM-31C“潘兴-2”中程
战略导弹连,1985年12月,美国陆军在欧洲使用潘兴2战术导弹替换了108枚潘兴1A导弹。1987年12月7日,美苏达成了“双零点方案”,即销毁两国全部的中程和中近程弹道导弹以及陆基巡航导弹,服役中的潘兴2战术导弹位列其中。
潘兴2战术
导弹由第一级、第二级和头部组成,导弹全长10.6米,直径为1.02米,重量为7200
千克,最大射程1770公里,飞行速度可超过8
马赫。潘兴2战术导弹的动力采用两级新型
固体火箭发动机,其制导方式为全程制导,制导装置由惯导设备和雷达区域相关末制导设备组成。潘兴2战术
导弹具有精度高、作战反应快、弹头种类多的特点,可以在战役战术行动中攻击敌方的导弹
核弹阵地、海军基地、机场、指挥控制中心、交通中心、发电站、水坝、军队集群等目标。
发展历程
研制背景
从1970年起,
北大西洋公约组织军界领导就要求研制一种作用距离至少为1850公里的
核导弹,但后来由于
苏联部署的
ss20中程机动弹道导弹的数量日益增多,对
欧洲构成了很大威胁,这一局势使政界人物意识到,有必要尽快采取措施来消除北约与
华沙条约组织之间在核武器方面的不平衡。尽管早在1972年开始的雷达相关末制导系统的研制工作与“潘兴2”计划有直接关系,但实际上直到1974年美国陆军确定了对
导弹的性能数据要求以后,这项计划才正式开始实施。
研制历程
1974年1月22日,美国防务系统采购审查委员会同意进行导弹的技术论证工作。同年4月,美国陆军与主承包商马丁·马里埃塔公司签署了一项研制一种“潘兴1A”的改型导弹-“潘兴2”的合同。该年年底,美国参议院武装部队委员会批准开始“潘兴2”的研制工作。1975年8月,马丁·马里埃塔公司接受了美国陆军导弹司令部的一项价值2200万美元的附加合同,继续进行与“潘兴2”有关的研制工作,特别是研制新型弹头和导弹的新型制导系统。次年,美国陆军就研制“潘兴2”的5个分系统特别是再入飞行器进行招标。
1977年11月18日,一枚“潘兴1A”导弹(上部装有准备用于“潘兴2”的再入飞行器)进行了首次发射。该次研制性实弹试飞的主要目的是要论证制导系统的性能。1978年5月18日,“潘兴1A”进行了第五次也是最后一次研制性实弹试飞。美国防务系统采购审查委员会把本来准备在8月17日举行的会议推迟到12月29日,会议宗旨是要确定“潘兴2”是否要进入全面研制阶段。1979年1月,
导弹开始进行风洞试验,第一阶段的风洞试验于7月结束,美国防务系统采购审查委员会在2月20日的一份备忘录中表示同意“潘兴2”进入全面工程研制阶段。
1979年2月23日,马丁·马里埃塔公司与美国陆军的导弹研究与发展司令部签定了一项价值为3.6亿美元的合同,在为期57个月的合同期限内,该公司应制造28枚导弹,并要完成飞行试验。3月,马丁·马里埃塔公司确定了参与导弹研制的转包商:本迪克斯宇航电气公司负责弹载和地面
计算机;古德伊尔宇航公司负责制导系统;赫克里斯公司负责火箭发动机;辛格-基尔
福特汽车公司负责
惯性中心。古德伊尔宇航公司接受了马丁·马里埃塔公司的一项价值3300万美元的转包合同,以完成制导系统的研制工作。其中1200万美元用于研制制导系统使用的综合图像生成系统。10月开始,
导弹进行第二阶段风洞试验,该次试验于1981年2月结束。
1980年年初,TRW公司接受了一项价值116万美元的合同,用于证实导弹软件的可行性。同年5月和6月,对能够推进两级导弹的火箭发动机成功地进行了初步地面试验。1981年2月末,阿芙科系统公司接受了陆军武器研究和发展司令部的一项价值1700万美元的合同,研制
战斗部的保险、解保和起爆系统。6月18日,向马丁·马里埃塔公司交付了第一个相关器原型。10月初,交付了第一个雷达原型。12月,马丁·马里埃塔公司接受了一项价值8700万美元的合同,以长期提供用于成批生产
导弹的原材料。
1982年4月,古德伊尔公司接受了一份成批生产末制导系统的1100万美元的合同。尽管还没有开始进行导弹飞行试验,国防部却已同意小批量生产“潘兴2”。6月29日,马丁·马里埃塔公司接受了一份开始成批生产导弹的1.05亿美元的合同。7月22日,进行首次全面研制发射试验,但以失败告终。10月25日,该公司接受了一份4.14亿美元的附加合同,用于制造一批(数目不详)导弹。12月,古德伊尔公司接受了一份价值为2400万美元的末制导系统生产合同。1983年2月,赫克里斯公司交付了首批火箭发动机。4月末,国防部长要求众议院在1983年预算中追加4.786亿美元的费用,以避免在5月底关闭生产线。5月,参议院和众议院的预算委员会同意国防部长提出的经费要求,但将该笔费用减少到了4.536亿美元。
基本设计
外形
潘兴2战术导弹由第一级、第二级和头部组成,其中第一级外壳的前后延长部分是两个裙部,喷管在后裙内。4个翼展为2米左右的十字型气动舵安装在后裙部上,两个固定舵能保证
导弹在推进段的纵向稳定,两个活动舵控制导弹的横滚运动。导弹
发动机外壳由凯芙拉纤维缠绕而成,绝热层材料是
三元乙丙橡胶(EPDM)。导弹第二级通过级间段与第一级连接,直径与第一级相同。第二级同样由一台
固体火箭发动机、外壳及前后两个裙部组成。
再入飞行器
潘兴2战术导弹的头部为一个整体的再入飞行器,重约1362
千克,再入飞行器呈细长形并配备有气动舵。在第二级的发动机熄火后,一个爆炸环使再入飞行器与第二级分开。再入飞行器包括一个长1.5米、底部直径为0.65米的前锥体,雷达就放置在此锥体内。中部是
战斗部,后部是
惯性中心、气动舵及喷气控制系统。再入飞行器的俯仰和偏航是由小喷管喷出的热气流来控制的,横滚则是通过十字形气动舵来控制的。
动力
潘兴2战术导弹的动力采用两级新型
固体火箭发动机,由赫克里斯(Her-cules)航空航天公司研制。两级
发动机性能在当时都很先进,代表了
美国20世纪80年代初期的水平。其主要特点是:
发动机壳体及各裙段由凯芙拉49纤维/
ep缠绕制成,结构质量轻;采用
端羟基聚丁二烯(HTPB)
推进剂,固体组分含量高达90%以上,不仅比冲高(达260s)、力学性能好,而且成本低;发动机采用单个柔性摆动喷管,喷管出口段用碳
酚醛制造,喉部有石墨喉衬,喷管柔性摆动部位用硅酮柔性密封件密封。摆动喷管的操纵力大,质量轻,工作时比推力损失少。
制导
潘兴2战术导弹的制导方式为全程制导,其导航与姿控设备是安装在弹头部段,制导装置由惯导设备和雷达区域相关末制导设备组成。潘兴2战术导弹
惯性测量装置包括辛格·基尔福特公司制造的ST-120四框架平台和三个加速度表,平台用三个陀螺敏感元件稳定,惯性测量装置电子元件安装在五块多层印刷电路板上,其尺寸为17×22厘米。五块插板的功能为:一块用于供电,一块用作X、Y轴加速度表数字回路,一块用作Z轴加速度表数字回路和串行磁芯存储器,一块用于程序和瞄准,一块用于框架系统的控制。这些块安装在三个可更换的组件上,分组件为铸造框架,具有增强
刚度和散热的特点。整个测量装置重14.5
千克,尺寸22×27×32厘米,平台有方位,内俯仰、滚转、和外俯仰四个框架,每轴的线性加速度40g,振动25.3g,最大冲击值2850g。测量装置装在制导控制舱内,通过风冷系统冷却。它与弹上
计算机配合使用,
导弹在发射阵地操作时,不需外部参考设备确定平台相对正北方位就能完成自身瞄准;导弹飞行期间,它们给导航和操纵系统提供导弹制导和控制指令;弹头在末段飞行时,测量装置还能稳定雷达敏感器的常平架。潘兴2战术导弹的雷达区域相关末制导装置是美国古德伊尔公司在20世纪70年代的产品,主要由工作波段为J频段的雷达、三轴稳定的抛物面天线、数字相关器等部件组成。
弹上计算机
潘兴2战术导弹的弹上计算机由中央处理机,数据和程序存储器,输入输出接口及电源等四个功能部件组件。该机是本迪克斯公司BOX-900机型的继承型BDX-9000。它有一个钎焊铝制壳体,壳内有风冷系统的两块冷墙。
计算机装置有12块插入式模板,另备一个备分模板的位置。这些插板中的9块是15×6厘米的多层印刷板,分别是:运算板、控制板、中断板、串行数据板、模-数/数-模转换器、监视器和3块信号调节器板。其余的3块板是:模拟电源板(由两块多层板组成),逻辑电源板和16K磁心存储器板。这12块插板通过绞线底板互连,再由软印刷电路线束与输入输出插座连接。中央处理机用于完成
导弹飞行、地面操作和测试等全部运算、处理和数据格式化的工作、BDX-9000机的中央处理机基本上与BDX-900机的相同,只是采用一些低功能元件和为增加其运算速度对电路作了小的改变。存储器是一种改进的电存储SEMS9型16K数据和程序存储器,这种存储器为全部运算、执行、地面通信和测试程序提供必要的程序和数据存储,此外,还为便于程序调入和简化
计算机起动提供存储。输入输出部分综合了采用先进元件的MARK30计算机和本迪克斯公司研制的BDX-820计算机输入输出部件的设计特点,它用来控制
导弹分系统与地面支援系统的输入和输出数据。电源用来为计算机供电。
潘兴2战术导弹的弹上计算是一台两用机,它既是制导计算机也是控制计算机,而且还可完成自动化测试工作。计算机的设计大部分采用中、小规模
集成电路,其封装密度高、功率低、工作可靠。
控制系统
潘兴2战术导弹第一级飞行通过摆动喷管控制其俯仰和偏航姿态,通过第一级后裙上的两个活动空气舵控制其滚转,另外两个固定舵面用于稳定导弹。在第二级飞行时通过第二级的摆动喷管控制
导弹的俯仰和偏航姿态,而滚转姿态通过弹头上的空气舵控制。弹头在冲出大气层之前和再入大气层后,其姿态控制由弹头上的四个空气舵完成;但在大气层外,则要靠一套冷气反作用控制系统完成。推动第一、二级空气舵和喷管转动与摆动的作动系统仍为组合式白容液压作动系统。弹头的反作用控制系统包括一个高压氮气瓶,四个用于控制俯仰、偏航姿态的推力各为0.9
千克的喷管和四个用于控制滚动姿态推力各为0.45千克的喷管。高压
氮气从气瓶中出来经过调压活门调压并由电磁活门控制通过收敛扩散喷管排出,产生操纵力。喷管采取开、关脉动式工作方式,脉动时间0.035秒,总冲量52千克·秒。
战斗部
潘兴2战术导弹的W85核弹头是B61弹头的派生型号,可在空中或地面爆炸。1981年9月以前曾研制了一种钻地核弹头W86,这种弹头触地时的速度为600米/秒,能钻入地下30~45米深,该
导弹还研制过一种由76个小型钻地子弹头组成的反机场常规炸弹,每个子弹头重8
千克,炸药重1.6千克。潘兴2战术导弹有两种再入飞行器:一种重量为1362千克,带有钻地再入弹头;另一种重量为667千克,带有从B61派生的核弹头。潘兴2战术导弹的弹头装有保险解保装置,解保是在第二级燃烧停止后375秒开始的,在导弹速度减至5g时结束。
发射车
潘兴2战术导弹地面系统包括前区设备和后区设备两部分。前区设备有一辆运输-起竖-发射车,一辆发射控制车(排控制中心)和一辆装载基准图象发生设备的车(连级所有);后区设备有系统元件试验站,电气设备供应车,机械构件供给车,后区电站及其他支援设备,这些是维持
导弹长期部署的导弹营后勤保障设备,另外,还有运输导弹部件的容器和吊具。运送一枚潘兴2战术导弹的部件和弹头通常需要两辆由适当牵引车牵引的M-127型半挂拖车。运输-起竖-发射车由一辆
福特汽车公司的M757牵引车和一辆能载重16吨的拖车组成。牵引车载重9280
千克,车上装有供起竖发射车和导弹发射准备用电的柴油发电机(能发出30千伏安50-60赫交流电)和一架供导弹装配和更换部件用的
起重机;半拖车空重10157千克,车上装有
导弹,雷达和弹头的集装箱,弹头温控系统,保护罩,电子设备地面接口,液压控制台和两个直流电源(100安和200安)。导弹安放在支撑框架上,下面有起竖用的液压起竖系统支撑。传动
齿轮装置承载16360千克。导弹电子系统由200安直流电源供电,但导弹发射时不需供应高压空气。牵引车牵引着半拖车和导弹行驶速度为每小时10公里,行程为800公里。
潘兴2战术导弹发射车的发射控制中心是一个用2.5吨卡车装载的S-280型排指挥掩蔽所。车中装有通讯设备、发射计时控制台和发射控制设备。通讯设备保证
导弹系统的基本指令,控制和通讯信号的传递,包括释放核弹头和
航空武器系统控制,它由SB-22A型交换台,AN/TRC-133型
无线电设备和校准的调频设备等组成。发射控制设备包括三套远距离发控装置,每枚导弹配备一套,它用于导弹发射前测试和发射控制。排控制中心由三人操作,即一名排长,一名操作手,一名助理操作手。操作人员通过通讯设备接收作战指令和控制指令信息可以同时对三发导弹进行测试,发射计时和发射。操作员前面有一台脉冲打印机用来记录
导弹信息和发射情况。
基本参数
参考资料
服役情况
1983年12月,
美国在西德部署第一个MGM-31C“潘兴-2”中程
战略导弹连,该年年底,美国计划在欧洲部署的572枚潘兴2战术导弹。1985年12月,美国陆军在欧洲使用潘兴2战术导弹替换了108枚潘兴1A导弹。1987年12月7日,美国前总统里根与
苏联的
米哈伊尔·戈尔巴乔夫签署《中导条约》,美苏达成了“双零点方案”,即销毁两国全部的中程和中近程弹道导弹以及陆基巡航导弹,服役中的潘兴2战术导弹位列其中。