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欧阳龙|全球最早的空射弹道导弹「第一款隐身导弹 」

欧阳龙|全球最早的空射弹道导弹「第一款隐身导弹 」

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欧阳龙|全球最早的空射弹道导弹「第一款隐身导弹 」


2020年5月25日 ， 美国维珍轨道公司利用波音客机发射运载火箭失败 ， 许多人将其与俄罗斯米格-31携带的“匕首”弹道导弹相比 ， 认为在这方面美国落后于俄罗斯 ， 并称俄罗斯“匕首”是世界上第一种进入现役的空射弹道导弹 。 但实际上美国早在上世纪70年代初就有一种空射弹道导弹服役 ， 并实战部署20年 ， 这才是世界上首型进入现役的空射弹道导弹——“近程攻击导弹”（SRAM ， “斯兰姆” ， AGM-69） 。
“近程攻击导弹”（SRAM）是美国研制的第二代战略空地导弹 ， 以取代“猎犬”导弹 ， 其发展和退役基本见证了美国空基核力量在冷战中的兴衰 。
恐怖的“萨姆陷阱”众所周知 ， 美国在上个世纪50年代曾经独霸核武器 ， 但由于二战中战略轰炸基本是由空军完成的 ， 因此这些核武器也基本都由空军的战略轰炸机投放 。 但这个优势在50年代末期遭遇了重大挑战 ， 这就是苏联发展了新型防空导弹系统 。 苏联最早的S-25“金雕”防空导弹的威胁尚不明显 ， 但美国很快发现越来越多的S-75“德维纳”（Dvina ， SA-2）导弹隐蔽部署在边界地区 ， 构成连续的防护伞 ， 成为静待美国空军的一个个“陷阱” 。 因此美空军非常希望拥有一种能在此类防空导弹射界之外就能发射对其打击的武器 。 最早进入美国空军视野的是诺斯罗普公司的GAM-67“十字弓”导弹方案 。 这是一种使用常规弹头的反輻射导弹 ， 但其体积庞大携载困难 ， 而且缺乏足够高的飞行速度 ， 难以突破苏联防空系统 ， 只制造了14枚即被美空军叫停 。 这时美国空军发现当时的制导技术无法实现精确打击 ， 需要依靠较大的杀伤范围弥补精度不足 ， 好在当时已进入核时代 ， 因此发展一种射程远的核导弹就被提上了议事日程 。 这就是被称为空射弹道导弹先驱的GAM-87/AGM-48“天空闪电”（Skybolt） 。 但这种导弹很快被证明存在严重缺陷 ， 在1962年11月最终取消 。 这在当时曾引发美国空军和英国皇家空军（也计划采用这种导弹）的武器危机 ， 为此美政府甚至计划取消空射核导弹部署 。

B-52机翼内侧挂载了4枚AGM-48空射导弹
“大猎犬”的替代者在相当长的时间里 ， 美国空军只有1960年服役的“大猎犬”（GAM-77 ， 最后是AGM-28）巡航导弹担负战略轰炸机远程核突击任务 。 这种导弹只能用类似B-52这样的空中巨无霸携载发射 ， 携带核弹头 ， 射程超过1200千米 ， 速度只有2马赫左右 ， 勉强可以应付苏联的防空系统 。 但该导弹的性能基本被它巨大的尺寸和重量所抵消 ， 即使B-52也只能采用外挂形式携带 ， 这对载机的机动性和安全性都是巨大考验 。 为此 ， 美国空军在1964年3月通过《第21号特别行动需求》提出了新型“近程攻击导弹”（SRAM ， “斯兰姆”）的发展要求 ， 并在1965年3月得到被称为核战略专家、时任国防部长的麦克纳马拉的批准 ， 项目代号ZAGM-69 。 1966年10月 ， 美国空军与波音公司签订了新型“近程攻击导弹”的开发合同 ， 计划将其作为B-52、FB-111A的配套携载 。
该导弹在研发中实际并不顺利 ， 主要是当时固体燃料火箭推进技术刚刚起步 ， 而“斯兰姆”的战技指标对发动机的高速稳定性提出了较高要求 ， 这使得“斯兰姆”的推进剂在很长时间里难以满足空军对安全、稳定和服役年限的要求 ， 导致该型导弹直到1969年7月才开始首次试射 。 到1971年该导弹完成全部飞行试验 ， 共计从FB-111飞机上进行16次试射 。 该导弹在射程、高度、雷达截面积和可靠性等方面都超过了设计要求 ， 但发动机问题仍存在不确定性 。 为了填补战略威慑和美苏核竞赛的需要 ， 最终还是在1971年1月批准了导弹的全面生产 ， 在1972年3月开始交付部队 。

刚刚投放的“斯兰姆”导弹
“斯兰姆”的升级改进AGM-69A“斯兰姆”空地导弹服役后成为美战略空军拥有的第二型战略空地导弹 ， 在技术上也是美国的第二代战略空地导弹 ， 主要补充和取代当时的“大猎犬”导弹 ， 在战略轰炸机突防时压制地面雷达、地空导弹和其它重要目标 。 由于其射程比“大猎犬”导弹近得多 ， 故命名为“近距攻击导弹”（ShortRangeAttackMissile ， SRAM） 。 其产量很高 ， 是冷战时期美国最具代表性的核弹之一 ， 参与维持了美20年空基战略威慑 。 但其在服役过程中 ， 也暴露出种种麻烦和危险 。 为此 ， 美空军对其的改进升级基本没有间断 。 各方为提高它的多功能性提出了很多建议 ， 包括加装雷达制导系统将其变为空空导弹 ， 或者安装反辐射导引头以攻击移动防空雷达 ， 但这些建议都没有被采纳 。

正在起飞的B-52战略轰炸机 ， 可以看到其机翼内侧挂架各挂载1枚AGM-28导弹
AGM-69A的基本型在1975年停止生产 ， 共生产了1482枚（含20枚研制试验鉴定弹） 。 此后为配合B-1A“王者之剑”轰炸机的发展 ， 开始对AGM-69A的制导系统、发动机和弹头进行升级 ， 被称为AGM-69B 。 但美国总统卡特在1978年终止了B-1A计划 ， AGM-69B计划也随即终止 ， 这导致以后发展的B-1B“枪骑兵”轰炸机使用的仍是标准的AGM-69A 。 这一时期美国空军还曾研究过用“斯兰姆”导弹助推段与轻型大气层外射弹（LEAP ， LightExoatmosphericProjectile）组合成一种弹道导弹拦截器的可能性 。 在这种拦截弹上 ， “斯兰姆”用作LEAP动能杀伤飞行器的助推器 ， 由飞机发射后将其送入太空 。 1993年成功地进行了首次飞行演示 ， 原计划于1994年第四季度进行一次实际拦截试验 ， 但最终其随着LEAP计划的终止而中止 。 到1988年 ， 除部分导弹被改作弹道导弹拦截弹外 ， 尚剩余约1100枚 ， 这些导弹在冷战结束后的1991年全部退出现役 ， 拆除的核战斗部也被封存 。 至此 ， 世界上首型空射弹道导弹AGM-69A退出了历史舞台 。
导弹全长4.27米 ， 弹体直径0.45米 ， 翼尖至弹体中心线0.38米 ， 导弹重1010千克 。 虽然该导弹采用了上世纪60年代的技术 ， 但整个导弹设计理念还较为先进 。
总体布局导弹整体呈细长的铅笔形外观 ， 弹身为长圆柱形 ， 向后逐渐变细至弹身尾部 ， 尾部呈现三角形 ， 装有3片互成120°配置的全动式尾翼 ， 升力主要由弹体产生 。 弹身由有效载荷段和助推段两部分组成 。 其中有效载荷段包括装触发引信的头锥和战斗部舱 ， 助推段包括电子舱、发动机舱和控制舱三个可分离的舱段 。 发动机舱内装1台双脉冲固体火箭发动机 ， 控制舱由整流罩和电液伺服控制系统部件组成 。 沿助推段顶部纵向设计有一个狭长的凸起槽带 ， 主要布设控制舱到尾部的电缆 。 火箭发动机尾部为逐渐收紧的喷嘴设计 。 这使整个弹体呈现为较好的流线型 。 1975年的空军报告透露 ， 该导弹弹体大部分为不锈钢 ， 且为了减小超音速飞行时的空气阻力 ， 尾部配有可抛式整流罩 ， 装在飞机舱内发射架上的导弹无整流罩 。

“斯兰姆”导弹的外观
动力装置导弹的动力装置由火箭发动机和保险/解保开关组成 。 发动机采用洛克希德公司的双脉冲固体火箭发动机 ， 总长2.44米 ， 直径440毫米 ， 质量约680千克 ， 使用端竣基聚丁二烯推进剂 ， 采用端面燃烧方式 。 该发动机设计较为复杂 ， 这也是其试验一再推迟的原因 。 它的内部燃料由加速药柱和巡航药柱两部分组成 ， 装在同一燃烧室内 ， 但分别用橡胶包覆 ， 中间由隔热板隔开 ， 并由各自的点火器点火 ， 燃烧时间均为17秒 。 加速药柱燃尽到巡航药柱点燃之间的时间间隔可根据预先设计在1.5～80秒之间人为调整 。
制导系统导弹的制导系统由弹载计算机、惯性平台、电子设备、雷达高度表和电源组成 。 导弹的大部分任务计算由载机上的主计算机完成 ， 可最大限度地简化弹载计算机 。 发射前 ， 弹上计算机根据载机计算机传来的数据 ， 控制惯性平台与载机惯性导航系统的对准 。 惯性平台内装有两个二自由度陀螺 ， 一个双轴加速度计和一个单轴加速度计 。 雷达高度表为AN/DPN-83A脉冲型雷达高度表 。 在不用弹道模式 ， 而选择地表飞行模式时 ， 主要是雷达高度表发挥作用 。 控制分系统包括3个弹簧约束型单自由度速率陀螺、飞行控制电子设备和电液伺服控制系统 ， 根据传来的操纵指令 ， 控制导弹的姿态并保持导弹稳定飞行 。

在厂房内进行装配的“斯兰姆”导弹
导弹弹头导弹弹头主要由战斗部和引信两部分组成 。 战斗部为威力可达到21.7万吨TNT当量的W69型核装置 ， 是一种采用钚弹为初级的热核装置 。 弹头引信采用空爆雷达和触地压电两种引信并联方式 ， 由计算机控制弹头在预定离地高度爆炸 ， 主引信系统一旦失灵 ， 就由头锥内的触发引信引爆 。

正在出库的“斯兰姆”导弹
AGM-69型空射弹道导弹虽然诞生在上世纪70年代初 ， 但代表了冷战时期美国导弹和核武器技术的最高水平 ， 有些方面即使在今天仍值得稱道 。
动力复杂 ， 储存时间较长导弹发动机的加速药柱段加速性较好 ， 可在数秒钟内使导弹速度达到最高的3.5马赫 ， 然后经过一定的滑翔后 ， 再点燃巡航药柱段维持导弹在大部分剩余时间里以较高速度继续飞行 。 两个药柱段工作间的无动力间隔时间 ， 用于调整不同投放高度造成的滑翔时间差异 ， 和不同攻击距离的飞行时间差异 。 通过这种动力设计 ， 使导弹可以以较高的飞行速度 ， 达到低空沿地表飞行模式的80千米的最大射程 ， 在高空的半弹道飞行模式的最大射程为220千米 。 这在今天来看并不优异 ， 但该导弹在设计之初就定位为“近程空地导弹” ， 在当时应对S-75（SA-2）这样的防空系统绰绰有余 。 在日常储存中 ， 导弹发动机用干燥氮气密封增压防止受潮 ， 这使其从原设计存放期为5年实际提高到了7.5年 。 上世纪80年代初 ， 美国空军将所有AGM-69A导弹用锡奥科尔化学公司的端轻基聚丁二烯推进剂发动机改装 ， 存放期延长到10年以上 ， 大幅减少了维护成本 。

制导复杂 ， 综合隐身性好导弹制导系统的主导航系统为KT-76惯性测量单元 ， 这种系统与大多数常规空地导弹相比是出了名的不精确 。 该导弹的圆概率误差（CEP）为430米 ， 这对于打击部署直径只有20～300米的“萨姆”导弹阵地而言似乎太大了 。 但由于其弹头是21.7万吨TNT当量的核装置 ， 因此在这种“牛刀杀鸡”的打击方式下精度就无所谓了 。 其次 ， 这种惯性导航方式的工作是完全被动的 ， 没有可探测的辐射信号 ， 因此其基本上是不可被干扰和欺骗的 。 但是如果采用沿地表的巡航飞行模式 ， 其就要使用斯图尔特-华纳雷达测高仪 ， 其实质是一个对地探测的雷达 ， 利用地表反射信号感知导弹高度 ， 这种方式就可能遭受干扰 。 不过 ， 除非导弹飞越陡峭复杂的垂直地形（如山脉） ， 否则这对导弹的精度影响不大 。

美国空军FB-111战斗轰炸机挂载“斯兰姆”导弹
由于主要用于打击防空系统 ， 因此该导弹在隐身方面下足了功夫 ， 这些技术至今仍保持先进性 ， 使其成为了世界上第一款隐身导弹 。 导弹几乎整个弹身由不锈钢制成 ， 但外表涂有6.3～9.5毫米厚的硅酮隔热材料 ， 以减小超低空飞行时的气动热效应和雷达反射截面 ， 其雷达反射截面积仅为0.2平方米 。 而突出的弹翼组件则使用了酚醛材料 ， 这些材料都可以较好地吸附电磁波 。 再加上导弹较高的飞行速度和较小的电磁信号辐射 ， 大幅降低了被雷达探测和跟踪的可能 。

在机场上准备挂载的“斯兰姆”导弹
速度较快 ， 攻击弹道多样虽然“斯兰姆”的最高速度只有3.5马赫 ， 与当今流行的高超声速导弹相比似乎慢了很多 ， 但较优的两级药柱的动力设计使其几乎可以全程保持这样的高速飞行 ， 即使在今天这也是了不起的 。 根据飞行程序 ， 它可以这一高速在高空飞行160～220千米 ， 低空飞行56～80千米 。 这使得轰炸机在冷战时期 ， 就能够从几乎所有防空系统的有效射程之外发起攻击 ， 令敌几乎没有时间做出反应 ， 即使他们能及时对其开火（不考虑SRAM具有隐身能力） ， 也很难击中如此高速的目标 。 为了实现高效突防和保证载机投放的便捷性和安全性 ， 工程设计人员为其设计了多样的飞行弹道 ， 使得“斯兰姆”常常被误认为是巡航导弹 ， 其标准飞行轨迹实际与其前身“天空闪电”一样是弹道式的 。 发射后 ， 导弹可以按照陡峭的弧形接近目标 ， 从高处直接坠落打击目标 。 不过 ， 也可以为提高低空突防能力 ， 在接近目标前压低弹道 ， 利用雷达高度表和尾部弹翼作用 ， 沿地表按照编程巡航飞行 。 最为奇特的是其可以通过编程 ， 在发射后不久执行一个非常尖锐的转弯 ， 甚至是180°的“U形转弯” ， 这使得轰炸机可以攻击后向的目标 。 这让载机可以在撤退中攻击任何方向的目标 ， 而不改变航线 ， 具有许多战术优势 。
威力较大 ， 爆炸当量可调“斯兰姆”导弹使用的弹头是W69 ， 这是一种当量可调的核弹头 。 发射导弹的机组人员可以在任务期间和发射前对W69进行远程编程 ， 当量最低设定为1.7万吨 ， 最高达21.7万吨 。 W69本质上是一种氢弹 ， 其高当量是通过裂变爆炸对氢核的爆轰而产生核聚变来实现的 。 而低当量的设定则可以通过破坏产生核聚变的机制 ， 只完成初级的裂变来实现 。 因此这类装置经常被称为“裂变-聚变”弹头 。 这种可调当量的设计使其应用范围更广 ， 不但可以用较小当量打击防空导弹阵地 ， 还可以用较大当量打击城市和港口、机场及重兵集结地等战略目标 。 这就是“斯兰姆”导弹可以在冷战中众多核武器纷纷退役的情况下坚持服役20年 ， 并成为美国战略空军司令部的主要核武器的秘密 。

在旋转挂架上测试的“斯兰姆”导弹
载机多样 ， 系统兼容性佳“斯兰姆”导弹最初装备B-52和FB-111轰炸机 。 其中 ， B-52可以在弹舱的旋转挂架中携载8枚 ， 在外部的6联装挂架（题图 ， 前后各3枚）上最多可以再携载12枚;FB-111A携载较少 ， 2枚内部携载 ， 4枚外部挂载 ， 共6枚 。 科研人员为导弹在外部携载专门设计了一个长0.56米的可抛整流罩以减小阻力 ， 这使其具有良好的空气动力适应性 。 “斯兰姆”大大提升了轰炸机可攻击目标的数量 ， 且使轰炸机有能力在攻击首要目标的路上攻击沿途的防空系统 。 此后 ， 又将其作为B-1B轰炸机的标准携载武器 ， 使其具备了对敌国土纵深和海上大型编队的打击能力 。

弹舱内旋转挂架上的“斯兰姆”导弹
作战流程“斯兰姆”导弹通常用于攻击已知坐标的固定目标 。 通过战场侦察获取的目标坐标数据记录在盒式磁带上 ， 在载机起飞前输入机载主计算机 。 对于防空雷达这样的强电磁辐射目标 ， 可由载机上的目标截获系统（如B-52上的AN/APS-105雷达告警接收机）获取并由机载设备计算确定其位置坐标 。 飞机起飞后 ， 导弹的惯性平台自动与载机惯性导航系统对准 ， 在载机计算机确定最佳发射时机后 ， 目标数据输入弹载计算机 。 这种方式使导弹不仅仅可以攻击预先指定的目标 ， 还可以攻击在执行任务途中临机发现的、威胁更大的目标 。 为了减轻载机武器操纵员的负担 ， 导弹的发射过程被设计为自动的 。 武器操纵员的工作只限于接通系统、解除保险以及状态监控 。 从开始准备到准备完毕 ， 只需几秒钟的时间 。 必要时也可以采取人工控制方式发射 。 飞机进入突防走廊后 ， 再对导弹惯性平台进行最后一次对准 。 当到达发射点时 ， 主计算机就选择分配导弹并按自动发射程序发射 。

地勤人员正在为B-52 轰炸机装载“斯兰姆”导弹
使用旋转发射架发射时 ， 导弹通过弹上的两个吊耳固定在发射架的弹射器上 ， 并用两组止动杆防止导弹滚动和偏离 。 旋转发射架一次弹射一枚导弹 ， 每枚导弹下落1.5秒后发动机点火 。 从外挂架上发射导弹时 ， 为确保安全 ， 发射前控制系统就工作 ， 使升降舵面偏转10° 。 首先发射前排内侧的导弹 ， 接着发射中间的 ， 再发射外侧的;然后再依此顺序发射后排的导弹 。 各导弹的发射时间间隔为5秒 。

FB-111战斗轰炸机的内部弹舱可挂载2 枚“斯兰姆”导弹
载机能在低空亚音速或高空超音速下 ， 向任何方向的目标（甚至飞机后方的目标）发射 ， 发射后的导弹可自动改变方向飞向目标 。 导弹可以采用四种弹道攻击目标 。 一是半弹道式弹道 。 导弹低空发射后在惯性系统控制下沿椭圆弹道飞行 ， 这种弹道使导弹可以获得最大射程 。 二是地形跟踪弹道 。 在雷达高度表控制下以沿地形跟踪方式飞行 。 三是从雷达遮蔽地形后面發射 ， 爬高 ， 然后转入惯性飞行 ， 这最有利于载机的隐蔽和脱离 。 四是在惯性系统控制下爬高 ， 然后转入地形跟踪方式飞行 ， 这是弹道和巡航两种飞行方式的结合 ， 打击灵活性也更大 。

B-1B战略轰炸机准备装载“斯兰姆”导弹
战场运用从“斯兰姆”导弹的基本性能和战场地位来看 ， 其运用方式主要有以下几种 。
1、战场威慑
上世纪70年代初期 ， “斯兰姆”导弹的服役大大提高了美国战略空军司令部轰炸机的核威慑能力 。 其所取代的AGM-28“大猎犬”巡航导弹是一种巨大而笨重的武器 ， 很容易被发现和击落 。 1架B-52只能搭载两枚“大猎犬”导弹 ， 且必须挂在机翼下 ， 这造成巨大的飞行阻力 ， 牺牲了载机的空中灵活性 。 相比之下 ， “斯兰姆”要小数倍 ， 重量轻很多 ， 且速度也要快得多 ， B-52能够在内部携带多达8枚 。 即使B-52在机翼下再挂载6枚“斯兰姆”（总共12枚） ， 也要比2枚外挂的“大猎犬”导弹重量轻 ， 且飞行阻力小 。 除B-52外 ， FB-111A和B-1B也能够携带“斯兰姆” 。 B-1B可以使用3部旋转发射架 ， 携带共计24枚“斯兰姆”导弹 。 这样的“超饱和”核武器携载方式 ， 大大增强了美国战略空军的战场威慑能力 。
2、前沿突破
“斯兰姆”导弹发展之初的战场定位就是打击苏联边界部署的庞大“萨姆”防空群 ， 为后续空中力量的更大规模战略轰炸开辟通道 。 前面谈到“斯兰姆”不仅可以打击已知的固定目标 ， 还可以在载机飞行过程中对新发现的目标实施临机打击 。 这使得“斯兰姆”导弹载机可以利用充足的载弹不断打击遭遇到的地面威胁 ， 直至完成边境地区空中通道的开辟 。 这种近乎“暴力破解”的前沿打击方式 ， 在面对以地面防空火力强度著称的苏联防御“铁幕”时 ， 似乎是唯一的办法 。

B-52轰炸机一侧机翼的外部挂架即可挂载6枚“斯兰姆”导弹
3、纵深打击
“斯兰姆”导弹最大射程达到220千米 ， 弹头最大威力达到21.7万吨 ， 足以毁灭一座中等规模的城市 。 “斯兰姆”导弹可以利用其良好的隐身性和高速性 ， 或利用其“超饱和”的载弹量自我开辟通道 ， 深入敌国土纵深 ， 对城市、工业基地、军事中心等战略目标实施毁灭性打击 。 因此 ， 虽然“斯兰姆”导弹发展之初是作为打击防空导弹阵地等战术目标而设计的 ， 但美国空军却一直将其作为战略核武器部署 。
“斯兰姆”导弹在冷战高峰期曾是美国空基核力量的主力之一 ， 但在冷战结束的1991年 ， 它还是没有逃过退役的命运 。 究其原因 ， 有以下几点 。
目标防御能力不断增强“斯兰姆”发展的最初目的是应对苏联上世纪50年代末期发展起来的“萨姆”战略防空群 ， 而到冷战后期 ， 苏联S-300远程防空系统的出现彻底使“斯兰姆”再难有用武之地 。 这是“斯兰姆”退役的根本原因 。
导弹燃料可靠性受质疑“斯兰姆”在发展中的发动机燃料问题曾一度困扰美国空军 ， 在其服役后也并未根本性解决 ， 在导弹的整个服役寿命周期内一直存在较大风险 ， 波音公司对此遮遮掩掩 ， 曾保证逐步改进并最终解决 。 这也是波音公司在以后发展AGM-69B导弹时采用了化学稳定性更好的端羟基聚丁二烯推进剂的原因 。

AGM-86B空射巡航导弹 ， 射程远 ， 载机载弹量大 ， 是美国重要的空中战略武器
武器系统老化难以挽回虽然美国空军在上世纪80年代后期通过换装推进剂曾大幅提高发动机的寿命 ， 但其发动机和核弹头的老化仍不可避免 。
【欧阳龙|全球最早的空射弹道导弹「第一款隐身导弹 」】更先进武器系统的竞争在上世纪80年代末期 ， 美国空天侦察和计算机技术发展迅猛 ， 解决了远程目标的侦察和航迹规划问题 ， 这使得远程武器的精确制导技术的实用成为可能 。 在这种情况下 ， 原不看好的空射战略巡航导弹发展的较为顺利 。 在取消AGM-86A计划后 ， AGM-86B在80年代初开始部署 ， 其射程2500千米以上 ， 携带20万吨当量的W80-1核弹头威力与“斯兰姆”导弹接近 ， 而射程和精度要远高于彼 。 因此在1980年火灾后 ， 美國空军即有意用AGM-86B和即将出现的“先进战略空射导弹”（ASALM）代替“斯兰姆” ， 虽然后者不久即下马 ， 但AGM-86B在1983年即已生产1574枚 ， 在空中核力量的地位已经取代了“斯兰姆” 。


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