導(dǎo)彈自其概念化以來,一直是國家權(quán)力的一種強有力的、受人追捧的工具。盡管在第二次世界大戰(zhàn)中開發(fā)和使用的彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈大多未能實現(xiàn)其最早的操作者的目標,但將這些系統(tǒng)用作針對平民的恐怖武器還是顯示了它們作為脅迫和威懾工具的潛在應(yīng)用。
早期類型的制導(dǎo)武器的有限使用也顯示了使用無人平臺在不危及操作人員或平臺的距離上瞄準對手的軍事力量的優(yōu)勢。由于早期制導(dǎo)系統(tǒng)的局限性,1945年至1980年代中期設(shè)計的彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈大多被用于反價值作用,以生物、化學(xué)或核彈頭(也稱為大規(guī)模殺傷性武器)瞄準平民人口。彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈與大規(guī)模殺傷性武器之間的聯(lián)系特別強烈,因為鑒于這些系統(tǒng)的早期類型的準確性很差,只有大規(guī)模殺傷性武器造成的大規(guī)模破壞才使操作者對摧毀目標有合理的信心。這種聯(lián)系通過冷戰(zhàn)后期建立的許多多邊軍備控制和不擴散機制的理由得到了體現(xiàn),包括導(dǎo)彈技術(shù)控制制度(MTCR)、海牙行為準則(HCoC)和聯(lián)合國安全理事會第1540號決議。盡管仍有意義,但由于技術(shù)和導(dǎo)航革命極大地提高了可能的準確性,這反過來又增加了這些武器類型作為常規(guī)戰(zhàn)爭工具的效用,導(dǎo)彈和大規(guī)模毀滅性武器之間的聯(lián)系已被削弱。
在2002年,全球有42種類型的彈道導(dǎo)彈在運行;到2022年,這一數(shù)字已躍升至83種。造成這種趨勢的部分原因是,一些運營商,如伊朗和朝鮮,已經(jīng)開發(fā)并部署了類似系統(tǒng)的多個變種。這一數(shù)字也反映了各國對開發(fā)可用于常規(guī)作戰(zhàn)的系統(tǒng)的興趣。此外,能夠投送彈頭的無人駕駛飛行器(UAVs)在精確度、射程、速度和普遍性方面也有所提高。最令人不安的是,巡航導(dǎo)彈--一種單向的彈頭投送系統(tǒng)--和無人機之間的界限– 其中一些可以釋放武器并返回基地,一些可以像導(dǎo)彈那樣打擊目標– 已經(jīng)變得模糊不清,而且在未來可能會繼續(xù)變得更加模糊。
這種對制導(dǎo)武器類別的模糊化是技術(shù)革新、模仿和改造的更廣泛趨勢的一部分。在所有類型的導(dǎo)彈中,通過出口和軍備控制框架施加的限制,使購買者和生產(chǎn)者產(chǎn)生了避免這些限制的不確定性。在高端領(lǐng)域,最先進的國家可以通過各種類型的先進研究,推動尖端技術(shù)和新技術(shù)的發(fā)展,以提高彈頭投送和準確性,以及導(dǎo)彈的速度、生存能力、準備程度、整合和射程。其中一些改進可能是商業(yè)努力的結(jié)果,如開發(fā)新的推進手段以加快民用運輸。在頻譜的中間部分,缺乏進入頻譜高端的途徑和資源的較不先進的國家對這些新技術(shù)進行改造,以創(chuàng)造類似但不太精致的系統(tǒng),或開發(fā)適應(yīng)性的技術(shù)。然后,技術(shù)能力較弱的國家和非國家行為者(NSA)在光譜的低端對這些替代品和適應(yīng)性進行進一步修改,以尋求在戰(zhàn)場上創(chuàng)造新的或戰(zhàn)略效果。因此,技術(shù)創(chuàng)新推動了新武器的發(fā)展,而新武器又能適應(yīng)新的戰(zhàn)術(shù),這反過來又推低了成本,擴大了使用范圍,導(dǎo)致軍備競賽。所謂的 "神風(fēng)無人機 "就是這種新動態(tài)的一個例子,因為它們基本上是作為低預(yù)算的陸地攻擊巡航導(dǎo)彈。
現(xiàn)有的武器和出口管制制度適應(yīng)這些新動態(tài)的能力是有限的。它們反而側(cè)重于中遠程能力,如傳統(tǒng)的無人機和彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈。它們沒有解決快速的技術(shù)創(chuàng)新問題,實際上是在激勵創(chuàng)新,使國家和國家安全局能夠獲得遠程運載系統(tǒng)的好處,而這些系統(tǒng)對操作者的風(fēng)險很小。武器和出口控制方面的創(chuàng)新差距和時間滯后正變得越來越明顯和嚴重,因為所有技術(shù)領(lǐng)域的國家都在開發(fā)新型制導(dǎo)武器,以及調(diào)整和模仿系統(tǒng)和技術(shù),以更低的風(fēng)險和成本實現(xiàn)其政治和軍事目標。武器和出口管制也沒有考慮到這種運輸不是單向的:例如,作為俄羅斯對烏克蘭戰(zhàn)爭的一部分,我們看到一個技術(shù)先進的國家(俄羅斯)從一個較不發(fā)達的國家(伊朗)采購和采用低端技術(shù),以增強其現(xiàn)有的精確打擊能力,并試圖壓倒其對手的空中和導(dǎo)彈防御。MTCR通過設(shè)定射程和有效載荷門檻(以及其他限制)來防止先進類型的制導(dǎo)武器從技術(shù)先進國家向欠發(fā)達國家擴散的努力,在發(fā)生相反情況時基本上是無效的,因為生產(chǎn)者不是成員國,或者因為設(shè)備不符合出口限制門檻,或者具有軍事和民用雙重用途,因此沒有受到嚴格的限制。顯然,需要改革現(xiàn)有的全球和區(qū)域武器擴散限制制度,以考慮到這些新的動態(tài)。
二戰(zhàn)期間,德國的V-2彈道導(dǎo)彈的明顯軍事用途激發(fā)了蘇聯(lián)和美國的努力,在戰(zhàn)后不久就加快了各自新生的彈道導(dǎo)彈計劃。盡管早期蘇聯(lián)和美國的努力最初集中在復(fù)制和改進繳獲的德國設(shè)計上,但一旦這兩個國家掌握并完善了彈道導(dǎo)彈技術(shù)的基本原理,它們就會尋求開發(fā)射程越來越大的系統(tǒng)。在1948年研制出蘇聯(lián)第一枚彈道導(dǎo)彈--射程300公里的R-1(RS-SS1 Scunner)后的十年內(nèi),蘇聯(lián)就生產(chǎn)了第一枚洲際彈道導(dǎo)彈(ICBM),射程7000公里的R-7 Semyorka(RS-SS-6 Sapwood)。設(shè)計能夠遠距離飛行的彈道導(dǎo)彈(在這里指的是幾千公里)的挑戰(zhàn)意味著射程經(jīng)常被用作衡量一個國家的導(dǎo)彈計劃的標準。因此,射程往往是政策制定者最大--如果不是最大--的擔(dān)憂來源之一。例如,伊朗和朝鮮系統(tǒng)射程的逐步增加,有時會成為實施多邊制裁的催化劑,努力收緊出口管制,或部署防御性導(dǎo)彈系統(tǒng)作為回應(yīng)。雖然擁有彈道導(dǎo)彈計劃的國家似乎不可避免地會連續(xù)開發(fā)更遠距離的系統(tǒng),但情況并非總是如此。一些國家出于經(jīng)濟、政治和安全的考慮,已經(jīng)單方面決定或雙邊同意限制這些武器的射程。例如,伊斯蘭堡不太可能增加其最遠射程的彈道導(dǎo)彈--沙欣-III的射程,因為其2750公里的射程使巴基斯坦軍隊可以打擊印度各地的目標。
彈道導(dǎo)彈為其操作者提供了一種遠距離投射力量的手段。這些系統(tǒng)的發(fā)展和部署歷來與生物、化學(xué)和核有效載荷有關(guān),因為早期彈道導(dǎo)彈的不精確性意味著它們不適合用常規(guī)彈頭進行精確打擊。彈道導(dǎo)彈和大規(guī)模殺傷性武器之間的歷史聯(lián)系,意味著多邊出口管制和規(guī)范制定機制繼續(xù)將這兩個要素內(nèi)在地聯(lián)系在一起。例如,《海牙行為準則》要求簽署國認識到有必要 "防止和遏制能夠運載大規(guī)模毀滅性武器的彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)的擴散",并 "在開發(fā)、測試和部署方面盡可能地保持克制"。 ?
技術(shù)的進步--特別是制導(dǎo)技術(shù)的進步--意味著彈道導(dǎo)彈也越來越多地被用作
常規(guī)武器。盡管將現(xiàn)有的中程彈道導(dǎo)彈(IRBM)和洲際彈道導(dǎo)彈設(shè)計用于常規(guī)任務(wù)的效用值得懷疑,但在過去十年中,近程、短程和中程彈道導(dǎo)彈(分別為CRBMs、SRBMs和MRBMs)出現(xiàn)了顯著的縱向和橫向擴散。這扭轉(zhuǎn)了2002年至2012年期間的擴散趨勢,當時彈道導(dǎo)彈運營商的數(shù)量有所減少,部分原因是有志于加入北約的東歐成員國退役了蘇聯(lián)設(shè)備。
由于在更遠的距離上難以實現(xiàn)精確性,所有洲際彈道導(dǎo)彈運營商都用核彈頭武裝這些系統(tǒng)。在另一端,估計有27個國家和兩個非國家行為體(NSA)--安薩爾拉和真主黨--至少操作一種地面發(fā)射的常規(guī)CRBM、SRBM或MRBM,鑒于計劃的采購,操作者的數(shù)量在未來十年內(nèi)可能會進一步增加。令人震驚的是,從2002-22年,在全球范圍內(nèi)服役的不同類型的彈道導(dǎo)彈的數(shù)量幾乎翻了一番,從42枚增至83枚。雖然這些新生產(chǎn)的系統(tǒng)中有些是專門設(shè)計來運載核彈頭的,但大多數(shù)是通常的短程彈道導(dǎo)彈。鑒于發(fā)展和部署的趨勢,彈道導(dǎo)彈可能會越來越多地用于常規(guī)戰(zhàn)爭,就像巡航導(dǎo)彈從核任務(wù)發(fā)展到常規(guī)任務(wù)一樣.
從傳統(tǒng)意義上講,彈道導(dǎo)彈是按照可預(yù)測的拋物線彈道軌跡飛向目標的,由三個不同的序列組成。
1. 助推階段,在此階段,彈道導(dǎo)彈使用火箭推進器將火箭推進到通常在地球大氣層之外的高度,并為其提供到達預(yù)定目標所需的速度。
2. 中程階段,導(dǎo)彈在耗盡其燃料后,在地球大氣層外沿著預(yù)定的軌道向其目標飛行。
3. 終點階段,導(dǎo)彈在重力作用下重新進入地球大氣層,并擊中其目標。
雖然現(xiàn)代彈道導(dǎo)彈在外觀上可能與早期的運載工具相似,但許多類型的較新(和一些較舊)的設(shè)計并不使用包括這三個階段的傳統(tǒng)的拋物線彈道軌跡。關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的進步,包括空氣動力學(xué)、機體、制導(dǎo)、運載工具和推進,已經(jīng)使新的飛行路徑成為可能,從而使這一順序變得越來越脆弱。例如,盡管可再入飛行器(MaRVs)在助推階段利用火箭推進,在中途階段在大氣層外軌道上飛行,但利用配備控制面的錐形彈頭,使彈頭有能力在地球大氣層內(nèi)進行跨程機動。
在飛行的最后階段在地球大氣層內(nèi)進行跨距機動。其他類型的彈道導(dǎo)彈,如HGVs,使這一概念更進一步,因為幾乎整個飛行路線都在地球大氣層內(nèi)進行。氫彈也能夠在更大的范圍內(nèi)進行與所謂的 "傳統(tǒng) "彈道導(dǎo)彈相比,HGV還能夠進行更廣泛的垂直和橫向機動。由于在大氣層內(nèi)花費了大量時間,這些飛行路徑在某些方面更像是巡航導(dǎo)彈所使用的大氣層內(nèi)的飛行路徑。這一特點并不完全被HGVs所利用,因為一些短程系統(tǒng),如俄羅斯的Iskander-M(RS-SS-26 Stone)SRBM和美國的MGM-140A陸軍戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈系統(tǒng)(ATACMS),在其整個飛行路徑中完全處于地球大氣層內(nèi)。航空彈道導(dǎo)彈也可以橫向和縱向機動,盡管這種能力可能比HGV更有限。3其他遠程系統(tǒng),如俄羅斯的Kinzhal (RS-AS-24 Killjoy)空射航空彈道導(dǎo)彈也被認為是利用純粹的大氣層內(nèi)飛行軌跡。
早期的彈道導(dǎo)彈依靠外部操縱面,如尾翼、機翼和鴨翼,以及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INSs ),通常以機械陀螺儀的形式,來保持導(dǎo)彈在計劃的彈道上朝著預(yù)定的目標前進。5在這些系統(tǒng)中,陀螺儀和橫向加速度計為導(dǎo)彈提供了一種測量其方位和加速度的方法,內(nèi)部計算機使用這種方法向操縱面和噴氣葉片提供指令,以引導(dǎo)導(dǎo)彈朝著目標前進。早期制導(dǎo)設(shè)備的局限性意味著在長距離上保持精度特別具有挑戰(zhàn)性,許多早期蘇聯(lián)和美國的圓誤差概率(CEP)彈道導(dǎo)彈通常以公里而不是米來計量。這就把潛在目標的數(shù)量限制在大型固定地點,如城市地區(qū)、港口和機場。這也需要為許多導(dǎo)彈裝備核彈頭,以確保摧毀目標。早期制導(dǎo)技術(shù)的限制也為修正外部影響提供了有限的資源,這些影響可能會影響導(dǎo)彈的遠程精度,如大氣變化(包括風(fēng)和大氣密度)、不精確的發(fā)動機關(guān)斷(可能導(dǎo)致導(dǎo)彈低于或超過目標)和不對稱燒蝕引起的飛行器不對稱,其結(jié)果是可能在很遠的距離錯過目標現(xiàn)代彈道導(dǎo)彈利用far與這些早期的導(dǎo)彈設(shè)計相比,更復(fù)雜的導(dǎo)航系統(tǒng)。除此之外,中段和末段制導(dǎo)技術(shù)的進步也提高了許多現(xiàn)代系統(tǒng)的精度。在用于常規(guī)戰(zhàn)爭的更精確的短程系統(tǒng)中,一些,如美國的SRBM反坦克導(dǎo)彈系統(tǒng),可用于打擊小型固定目標,如單個建筑物和軍事裝備。
達到這種精度要求設(shè)計者在導(dǎo)彈設(shè)計中加入多種類型的制導(dǎo)組件,以及用于目標識別的主動和被動導(dǎo)引頭。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSSs ),如美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)或俄國的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS ),為彈道導(dǎo)彈操作員提供了寶貴的輔助導(dǎo)航手段。GNSS可以通過允許INS交叉檢查其關(guān)于導(dǎo)彈位置的數(shù)據(jù)并在必要時進行調(diào)整來提高導(dǎo)彈的精確度。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)還可以提高發(fā)射前的生存能力,因為它減少了耗時的下列校準工作導(dǎo)彈發(fā)射前的慣性測量裝置。11由于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)可能被阻斷或干擾,對移動目標的作用有限,開發(fā)者可能還會采用其他形式的終端制導(dǎo),如光電、雷達和紅外導(dǎo)引頭,可用于在末段跟蹤和瞄準移動目標。在更遠的距離上,已經(jīng)開發(fā)了專門類型的制導(dǎo)設(shè)備來利用大氣層外的飛行軌跡。恒星導(dǎo)航最初由美國航空制造商諾斯羅普公司在20世紀50年代用于美國空軍(USAF)的SM-62 Snark上,這是一種洲際巡航導(dǎo)彈,在20世紀50年代和60年代短暫服役。
恒星導(dǎo)航通過在任何給定時間鎖定恒星相對于地球表面位置的位置來引導(dǎo)導(dǎo)彈飛向目標。通過將這種測量與導(dǎo)彈的內(nèi)部制導(dǎo)系統(tǒng)進行比較,天文導(dǎo)航可以提供校正調(diào)整,以確保提高精度。雖然Snark已經(jīng)退役,但stellar輔助的INSs隨后被應(yīng)用于彈道導(dǎo)彈,例如美國/英國的Trident I (C4)/II (D5)潛射彈道導(dǎo)彈(SLBM)等。Stellar導(dǎo)航還為操作員提供了一種不會受到攻擊或干擾的無懈可擊的導(dǎo)航手段,這在競爭環(huán)境中特別有用。
不像機械陀螺儀對外力很敏感——例如會干擾組件和測量精度的振動–光學(xué)陀螺儀和氣體軸承陀螺儀等現(xiàn)代元件更加緊湊、可靠和精確。因此,這些已經(jīng)被納入一些現(xiàn)代彈道系統(tǒng)。小而輕的部件還具有減輕重量的額外好處,這可以允許安裝更大的燃料箱或更重的彈頭,從而提高導(dǎo)彈的射程或其破壞力。
燃料推進
由于可供設(shè)計者選擇的推進劑有限,火箭推進技術(shù)的進步?jīng)]有彈道導(dǎo)彈設(shè)計的其他領(lǐng)域那么引人注目。盡管如此,設(shè)計師們還是努力完善現(xiàn)有技術(shù),并在可能的情況下進行調(diào)整?;鸺七M劑的進步——特別是從20世紀中期開始固體燃料越來越廣泛的使用——通過減少發(fā)射準備時間,提高了彈道導(dǎo)彈作為核武器和常規(guī)武器的效用。一些早期系統(tǒng),如R-17 Elbrus (RS-SS-1C飛毛腿-B)可能需要大約一個小時和多輛支援車來準備導(dǎo)彈發(fā)射,而一些現(xiàn)代系統(tǒng),如俄國的Iskander-M SRBM,只需三個人就可以在四分鐘內(nèi)發(fā)射。幾乎所有的彈道導(dǎo)彈都使用液體或固體燃料,盡管有一些混合設(shè)計同時使用這兩種燃料。液體燃料系統(tǒng)的推進劑由一種單獨的燃料和一種氧化劑組成。燃料通常是煤油、酒精或一種肼。與燃料一樣,適用的氧化劑數(shù)量有限,設(shè)計者最常選擇硝酸和四氧化二氮。
因為燃料和氧化劑混合時會發(fā)生反應(yīng),所以在導(dǎo)彈發(fā)射前,它們被儲存在單獨的加壓罐中。在發(fā)射期間和導(dǎo)彈飛行的燃料部分,它們被用大功率渦輪泵輸送到燃燒室,在那里,根據(jù)所選擇的推進劑類型,它們或者在接觸時自發(fā)點燃,或者通過點火器點燃。這產(chǎn)生的能量以高速從燃燒室中噴出,從而產(chǎn)生推力。由于各種材料科學(xué)問題(如燃料箱腐蝕)導(dǎo)致在燃料箱中長時間儲存液體推進劑很困難,因此大多數(shù)液體燃料彈道導(dǎo)彈只能在發(fā)射前立即加注燃料.
固體燃料導(dǎo)彈比液體燃料導(dǎo)彈相對簡單,因為固體推進劑更容易儲存,發(fā)動機的機械結(jié)構(gòu)也不太復(fù)雜。在固體燃料系統(tǒng)中,燃料和氧化劑被預(yù)先混合,并倒入帶有粘合劑的腔室中,在那里它們形成固體樹脂。固體燃料系統(tǒng)大多限于使用兩種類型的推進劑:硝化纖維和硝化甘油,或由高氯酸銨、鋁粉和使樹脂變硬的粘合劑組成的復(fù)合推進劑。一旦固體推進劑凝固,裝有燃料的導(dǎo)彈就可以儲存起來,直到發(fā)射。混合、鑄造和固化推進劑是一項艱巨的任務(wù),因此,盡管有發(fā)射時間長的缺點,但液體燃料技術(shù)最初往往被有國內(nèi)彈道導(dǎo)彈愿望的國家所追求。由于一旦固體燃料發(fā)動機被點燃,控制其燃燒速度的選擇有限,對導(dǎo)彈進行節(jié)流的選擇也很有限。
盡管在進一步完善這兩種推進劑方面存在限制盡管在進一步改進這兩種推進劑方面存在局限性,但設(shè)計者還是在可能的情況下尋求改進。盡管在進一步改進這兩種推進劑方面存在局限性,但設(shè)計者還是試圖在可能的情況下進行改進,特別是如果這將減少導(dǎo)彈的發(fā)射準備時間??s短這一過程對操作者來說是有利的,因為它減少了對手在導(dǎo)彈發(fā)射前可能發(fā)現(xiàn)和可能摧毀它的機會??s短發(fā)射準備時間也為用戶提供了在短時間內(nèi)發(fā)射導(dǎo)彈的能力,這對于以發(fā)射井為基礎(chǔ)的核力量是很有價值的,因為它們可能需要在很少的預(yù)警時間內(nèi)被發(fā)射。在液體燃料系統(tǒng)中,有一個領(lǐng)域發(fā)展的一個領(lǐng)域是使用某些氧化劑。液氧被用于幾個早期的導(dǎo)彈設(shè)計,如德國的V-2和蘇聯(lián)的R-Z,因為它能產(chǎn)生高比沖。然而,它的化學(xué)特性意味著它需要在低溫下儲存,這使得它難以處理、儲存和維護。?因此,設(shè)計者開始使用可以在室溫下儲存的更穩(wěn)定的氧化劑。燃料安瓿提供了另一種手段以減少發(fā)射時間。蘇聯(lián)在設(shè)計1966年部署的以發(fā)射井為基礎(chǔ)的RS-10(RS-SS-11 Sego)洲 際 彈 道 導(dǎo) 彈 時 , 首 次 使 用 了Ampoulisation。安定性包括一些設(shè)計和技術(shù)措施,如密封燃料箱和管道,等等。
一些俄羅斯系統(tǒng),如基于發(fā)射井的RS-20( RS-SS-18 Satan ) 和 RS-18 ( RS-SS-19Stiletto),繼續(xù)利用這種燃料供應(yīng)過程,一些較早的俄羅斯?jié)撋鋵?dǎo)彈也是如此,包括R29RMU2 Layner(RS-SS-N-23 Skiff)。然而,俄羅斯較新的潛射導(dǎo)彈RSM-56 "布拉瓦"(SS-N-32)則使用固體燃料。這表明,一旦俄羅斯海軍的老式系統(tǒng)退役,俄羅斯海軍使用氨化液體燃料導(dǎo)彈的情況可能即將結(jié)束。關(guān)于固體燃料系統(tǒng),開發(fā)新的氧化劑的努力正在努力開發(fā)新的氧化劑,如二硝基銨(ADN)。然而,ADN的吸濕性、儲存問題以及與常用結(jié)合劑的不相容性帶來了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
編輯:黃飛
?
評論