美国陆基战略核导弹的部署、运输与防护

小火箭出品

本文作者:邢强博士

原文题目:美国陆基战略核导弹的部署、运输与防护

本文是小火箭经典导弹与火箭系列文章第4季的第3篇。在本季,小火箭以固体火箭发动机的综述文章开篇,继续咱们的导弹与火箭之旅。本季第2篇,小火箭讲述了民兵洲际弹道导弹的诞生背景与总体设计特点,给出了民兵I、II、III共3型弹道导弹固体火箭发动机的装药配方并计算了民兵III洲际弹道导弹的典型弹道。

作为战略核打击武器,其本身的生存能力是核威慑力量的决定性因素。在本文,小火箭将阐述民兵导弹的发射井与地下基地的建造历史与设计特点,并对现役民兵III型洲际弹道导弹的部署位置给出示例。

1.导弹发射井的建造

上世纪50年代末的一个春天,一辆大型工程机械在蒙大拿州的一片农田上开出一条深沟。这并不是一次春耕,而是为民兵导弹的地下发射井的建造开挖的电缆沟渠。有着财富之州之称的蒙大拿州,开始成为民兵导弹的重要部署地点。

美国陆基核导弹的发射基地的选址还是比较有规律的:地广人稀(方便测试和隔离)、中部以北或以西(方便经过北极向苏联发射)。

蒙大拿州是美国西北部的一州,蒙大拿这个名字来源于西班牙语montaña(山)。蒙大拿州的面积在美国名列第四,该州人口密度比较低,全州以农牧为主,主要作物是燕麦、大麦和甜菜,另外的产业则主要是采矿业和伐木业。蒙大拿州的西 部三分之一为山区,东部三分之二是美国大平原的一部分,特别设计挖掘和建造地下发射基地。

另外,北达科他州、南达科他州、密苏里州等地也成为了陆基洲际弹道导弹发射井的建设地点。

正在建设中的民兵导弹地下发射基地:先挖掘一个面积达12000平方米,深达25米的大坑,然后在坑里面建设钢筋混凝土结构的指挥中心、发射井和设备舱。

民兵导弹采用固体火箭发动机,而且弹体结构比较紧凑(全弹+尾部导流槽的总高度不到20米),因此,出于快速部署和大量部署的考虑,民兵导弹的发射井的深度设计为25米。(而大力神II型导弹的井就深多了,足足有44.52米。详见小火箭的公号文章《井与肼的魅惑:大力神2号洲际弹道导弹》)

看这钢筋混凝土制成的地下结构,感觉还是挺结实的。民兵导弹的发射系统整体抗超压标准为13.735兆帕(基本上以抗中型以下的核弹头在300米范围内爆炸的标准来设计)。

不过,这个结构放到今天来看,或许很难让基地的值班人员满意了:手机信号肯定是没有了,没法一边值班一边刷手机了。

不过,那个年代(其实也包括现在),民兵发射基地的通讯主要依靠的是有线电话网络。之前在蒙大拿挖的那条深沟就是用来铺设电缆和电话线的。

从上图那个正在打电话的值班军官的帽徽上来判断,这是90战略弹道导弹联队的民兵导弹发射基地。

巨大的自卸车辆正在给地下基地运输水泥。注意,远处有两个大金属罐。靠左边的那个是淡水储罐,右边的是柴油油罐。这两个罐都会被埋在地下。

坑里面的这个圆柱体钢筋混泥土结构是民兵导弹发射基地的设备舱(里面主要是用于提供应急电源供应的柴油发电机组)。

1964年12月4日,马姆斯特洛姆空军基地的第150个民兵导弹发射井预制构件正要被放到挖好的深井中。按照美国空军在上世纪60年代的规划,每个发射基地会配备150枚民兵导弹。这个预制构件填好之后,蒙大拿基地的地下部分基本上就建好了。

连接在一起的地下设备舱(上)和地下指挥中心(下)。中间那个方形的结构是用于进出地下基地的电梯井。

这就是民兵导弹除地下发射井之外的地下结构:设备舱、指挥中心和中间的电梯井。之前说的淡水储罐(左下角)和柴油储罐(中部右侧)已经放到了地下。连接好管线后,这个25米深的坑就可以填土了。

填好土之后,一个标准的民兵导弹发射基地基本上就建成了(顺便还建了篮球场)。上图像仓库的建筑里面,就是通向地下基地的电梯间,与上上图的方形电梯井相连。

一辆导弹运输-起竖车正把一枚民兵I型洲际弹道导弹运到刚刚建好的基地中。

这辆车的车头由美国通用公司研制,可以牵引49.9吨重的货物(通常是导弹)爬上18°的斜坡。该车车头高1.84米,底盘距离地面0.232米

民兵I型导弹的运输-起竖车的导弹车厢由塞斯纳公司研制。嗯,民兵导弹项目不仅仅有波音、通用、聚硫橡胶这些老牌军工巨头参与,更是有像塞斯纳这样的传统民用飞机或者通航飞机的企业来参与。

1911年,堪萨斯州的种粮大户克莱德·塞斯纳先生用木头的布料制成了一架小飞机并成功飞上天空。如今,塞斯纳这个品牌已经广为人知,不过该公司在上世纪60年代为美国空军研制的民兵导弹运输箱却很少有人提及。

这个运输箱由铝镁合金制成,长19.41米,宽和高都为2.441米。该运输箱设计大胆前卫:带有主动环境控制系统,能够维持民兵I型导弹的温度,并且能够抵抗较大力道的冲击。同时,铝镁合金的应用使其整体重量控制在了4100千克以内。

不过,这款运输-起竖车如今已经退役了。小火箭还是详细说说现役的民兵III型导弹的运输车吧。

2.民兵导弹的运输-起竖车

如今,美国通用公司研制的民兵I型导弹的运输-起竖车已经伴随着民兵I型导弹一起进入了博物馆。注意车门上那个Logo,是一位拿着步枪的民兵。莱克星顿,民兵打响了抗击大英帝国的第一枪。民兵,这个保卫大众、可立刻征召的这个形象在美国人心中还是很有分量的。

这是如今美国空军战略核打击力量的现役民兵III型导弹的运输车。看到这个,小火箭小时候很纠结的一个问题,彷佛在这里找到了答案。

那就是,《变形金刚》动画片中,汽车人的首领擎天柱大哥的集装箱里到底装着什么。原来这家伙很有可能自己藏了一枚民兵导弹。(手动滑稽)

无论是车辆的通过能力,还是运行的平稳性能,现代的民兵导弹运输-起竖车都比之前的有了大幅改进。冷战阴霾稍微散去了一点,如今的导弹运输车不再过分强调在核打击的冲击波中的生存能力,因此不再做得像以前那样低矮。(别数了,一共32个轮子。)

民兵III型导弹在运输-起竖车中是什么样子的呢?

小火箭画了一个示意图。现代的运输-起竖车只运载民兵导弹的一二三级弹体。弹头和制导舱段是要分别由其他载具运输的。

车厢中,民兵导弹的弹体被支座支起,并用钢索拉住。弹体前端通过滑轮组与一台卷扬机相连。

实际上,上世纪60年代,美国尝试过用铁路来运输民兵导弹。当时设计的铁路运输车厢也自带起竖装置,因此,喜欢尝试的工程师做了铁路机动发射的测试。但是,导弹的打击精度不够理想(没有发射井那样精准的坐标校正条件),另外,铁路机动发射的话,需要长时间停车来给弹上的陀螺仪以及初始数据进行装订。在多次测试过程中,测试中队接到了来自很多铁路线路的抗议,最后,美国空军完全放弃了铁路机动发射的方案。

不过,在跨州际运输民兵III型导弹的时候,导弹的运输-起竖车还是会搭乘一段铁路的。

进入人迹罕至的发射基地附近,民兵III型洲际弹道导弹的运输-起竖车前后,都有荷枪实弹的押运兵来负责安保工作。在需要的情况下,州骑警会在前面开路。

37号导弹运输-起竖车开进基地,完成了运输-起竖工作的第一步。

把导弹运到发射基地后,运输-起竖车的液压作动器开始工作,将导弹竖起。

基地工作人员将运输-起竖车的后盖打开,露出民兵导弹的弹体。这个位置很考验运输-起竖车司机的停车水平。需要刚好把车停在发射井旁边,起竖后,导弹正对发射井。接下来的工作就是卷扬机缓慢释放钢索,把民兵导弹竖直放入井中了。

按理说,运输民兵III型洲际弹道核导弹的司机一定得是老司机了。车得开得稳,停还得停得准。时常还要搭乘火车或者与其他军用车辆编队行驶。能够开民兵导弹运输-起竖车的司机,驾驶技术一定了得。

但是,老司机也有翻车时。2001年6月,一辆运输民兵III型洲际导弹的车给翻了。(暴露了这种车辆的车厢的特殊性,这根本不是普通的集装箱。整个车身压在箱体上,仍未造成变形。)查询当年的事故报告,可知,这次翻车事故给美国空军带来了230万美元的损失。

防止被抢劫或则在翻车事故中泄露或许是弹头需要单独运输的原因吧。这是拆卸下来的民兵导弹的弹头。

3.民兵导弹基地的构建与防护

民兵洲际导弹导弹的部署特点是整体的集群化局部的分散化的协调统一。这是蒙大拿、北达科他和科罗拉多3个州的民兵洲际导弹导弹的部署位置。基本上可以看做是3个集群。

从高分辨率的卫星地图上,可以找到民兵洲际弹道导弹的发射基地。

小火箭在这里给出某民兵III型洲际弹道导弹发射基地集群的详细坐标。

A-O共15个发射中心,每个发射中心的坐标精确到1″。每个发射中心配备10枚民兵III型多弹头洲际弹道核导弹。因此,这里给出的是150枚民兵III型洲际弹道核导弹的具体位置。

A发射中心:

北纬44°19′52″ 西经102°03′03″

B发射中心:

北纬44°05′56″ 西经102°17′01″

C发射中心:

北纬44°11′01″ 西经101°42′09″

D发射中心:

北纬 43°52′40″ 西经101°57′42″

E发射中心:

北纬43°55′12″ 西经101°28′52″

F发射中心:

北纬44°59′49″ 西经102°45′43″

G发射中心:

北纬 44°43′25″ 西经102°39′00″

H发射中心:

北纬44°27′43″ 西经102°48′55″

I发射中心:

北纬44°36′10″ 西经102°18′57″

J发射中心:

北纬 44°54′20″ 西经102°21′55″

K发射中心:

北纬44°34′22″ 西经103°51′42″

L发射中心:

北纬44°32′29″ 西经103°20′42″

M发射中心:

北纬44°55′09″ 西经103°56′07″

N发射中心:

北纬44°47′41″ 西经103°30′09″

O发射中心:

北纬44°55′29″ 西经103°14′13″

这是另外一个集群的民兵导弹发射中心。

具体坐标为北纬47°58′00″,西经 100°34′51″。

每个发射联队由15个发射中心构成,而其中每5个发射中心构成一个发射中队,每个中队掌握50枚民兵洲际弹道导弹。

小火箭以坐落于北达科他州的第91发射联队为例。

上图给出了A-01到O-01,共15个发射中心的位置。其中,A-01到E-01的标注是黑色,代表美国空军第740发射中队;F-01到J-01的标注为蓝色的,代表美国空军第741发射中队;K-01到O-01的标注文字是绿色的,代表美国空军第742发射中队。

A-01中的那个01,表示的是01号指挥中心。每个发射指挥中心控制02到11共10个发射井。这个命名体系与天文学中对地外星系的命名体系是很类似的。以后小火箭如果涉及到地外星系的时候,会详细说明。

展开来是这个样子的:中心的黑圆点代表发射控制中心,每个发射中心控制10口发射井。

为了防止多口发射井被一枚核弹摧毁,2口发射井直接的间隔不得少于9千米。(在蒙大拿的平原地区布置的发射井,间距达到了16千米

民兵导弹某发射中心的旗帜

穿过这道写着吓人告示的警告牌就能够进入民兵洲际弹道核导弹的发射基地了。Use of deadly force authorized.基地安保被授权使用致命武器,擅自进入是会被击毙的。

这是民兵洲际弹道导弹发射井的井盖。

本质上,这是一块厚1.218米的钢锭,自重85吨。仔细看的话,会发现这个井盖上面不太像是钢。

嗯,你看得没错。之前的民兵I型导弹的井盖就单纯是一块大钢锭。不过,从民兵II型洲际弹道导弹开始,为了进一步增强民兵导弹在核大战中的生存能力,井盖的钢结构上面,加铺了一层厚达0.255米厚的硼酸盐混凝土。(主要用来吸收核爆炸瞬间的辐射)。盖上混凝土后,这个盖子目前的重量变为了100.5吨

这两个支架是装填导弹用的。

这个在博物馆中展出的民兵导弹发射井井盖的结构,展示了井盖的活动机构。三条导轨支撑了井盖的重量。井盖是滑盖式的。(有关翻盖式和滑盖式的讨论,详见小火箭的大力神导弹系列文章。)

在民兵导弹发射控制中心地面,可以看到这样的锥形物体。这是突出地面的弹头么?当然不是。

走近仔细看的话,会看到编号和粗犷的螺栓头。其实这是民兵导弹基地的通讯天线。具体来说,是UHF天线。基地可以接收卫星或者预警机发来的信号。

再仔细看的话,会发现,波音不仅仅是导弹弹头的主承包商,还承担了诸如数据接收器等辅助设备的研制任务。

从这个长得像仓库或者农场办公室的建筑里走进去,就能就如民兵导弹地下基地的电梯间了。

电梯间门口有个提示牌,用于提醒进出地下基地时需要带的东西。

巨大的防爆门是进入地下基地的最后一道屏障。

有些民兵导弹地下基地里面会有非常有特色的宣传画。又感到了浓郁的苏联风格。

美国人对洲际弹道核导弹也有类似快递的说法:30分钟之内,送到世界上的任意地方。

发射井中的民兵导弹,相对于大力神导弹,尺寸小了很多。

这是导弹发射井中用于抗击核打击冲击波的机构。

早期的民兵I型洲际弹道导弹的发射控制流程在所有的民兵系列导弹中是最暴力的。另外注意,杯子不错。

当时的设计理念是遭受核打击后进行报复性地反击。每个发射中心的10枚民兵导弹的目标是事先设定的,通过一个旋钮来控制所有10枚导弹的发射。(嗯,一次发射所有的10枚导弹,只有齐射模式,没有战时单发模式)。实际上,一个中队的50枚民兵I型导弹在战时是向预定目标齐射的。

上上图的那个CODE记录了民兵导弹的瞄准目标和发射验证码。(通常情况下,这些信息被放在一个箱子里,并且贴上这样的封条,上面写着禁止打开的字样)。民兵I型导弹不能在指挥中心内改变预设目标坐标。如果硬要改的话,需要两名工程师下井,打开导弹的制导控制舱来手动设置。

民兵I型的发射面板,比较简单:最左边那个,插入钥匙后,顺时针旋转就能够启动发射流程了。中间那个可以调整导弹的两种作战模式A模式或者B模式。通常对应着导弹是空爆还是钻地爆炸。

早期的民兵I型和民兵II型洲际弹道导弹的控制台已经被博物馆收藏。

这是民兵III型洲际弹道导弹的控制台。

打开的技术手册,记录着操作流程。注意,控制面板上的DELTA,表示这是某发射中队的D指挥中心。面板中部横着的10个按钮,上面分别对应着2到11共10个数字,表示的是D-02到D-11共10枚民兵导弹。另外,注意别具特色的控制面板右侧的电话拨号盘。

这表明,从民兵II型开始,到民兵III型,每个控制中心能够对每一枚导弹的状态进行单独控制了。

发射指挥官操纵面板。电话、拨号盘、钥匙孔和按钮,一应俱全。

10枚民兵导弹的状态指示灯(共10列)。

最上面一排是开启警报指示灯(陀螺仪起旋、导弹加电);第二排是挂机指示灯;第三排是待命指示灯;第四排导弹解除保险指示灯;第五排是导弹发射准备工作完成指示灯;第六排是导弹发射指示灯。如果第七排灯亮起,则表示导弹成功从发射井中发射出去了。倒数第三排是故障指示灯。

导弹发射控制箱,上面的红色方框内是副指挥官的钥匙插孔。

钥匙长这个样子。

需要两名军官同时在距离比较远的两个钥匙孔中同时转动钥匙才能启动导弹发射程序。(这就是传说中的双人负责制,防止其中一个人误操作,把导弹给发出去)

这是民兵洲际弹道导弹的发射训练台。旁边的兔子邦尼亮了。

民兵导弹地下发射控制中心全景。在这里,2名空军军官随时待命,负责控制10枚民兵洲际弹道核导弹。

一枚民兵III型洲际弹道导弹的训练弹。弹头上面有数据接口,可以在控制中心设定目标坐标,而不必像早期民兵导弹那样需要下井手动调整了。

民兵III型洲际弹道导弹如今是美国唯一在役的洲际弹道导弹,并且预计服役到2030年左右。

民兵导弹的定寿与延寿依赖的是从一系列试验中获取的数据。这些试验自最早的民兵I型导弹开始研制的第二年就启动了。1959年开始的导弹发动机老化监视计划一直伴随着民兵系列导弹的生产和服役。第一批发动机一出厂就成了贮存寿命和老化现象的观测对象。观测的结果恰好与第二批发动机的测试情况形成对照每隔6个月,美国希尔空军基地就会启动一台民兵导弹的发动机进行测试,至今已测试了40多台。每隔18个月就对推进剂试样做一次化学检测。另外,美军还对发动机药柱进行解剖,以检验计算应力和实际应力之间的差别,至今已解剖了15台。

这些试验数据与统计计算和结构分析等技术相结合使美军认为已经能够做到提前4年预判导弹的状况。

至此,结合小火箭的上一篇文章,小火箭完成了对民兵洲际弹道导弹的研发背景、总体设计、部署情况、基地建设和运输维护等方面的介绍。

感谢大家对小火箭的支持!

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本文已由邢强博士独家授权小火箭刊发,禁止非授权转载,欢迎朋友圈转发。

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