鄭文浩
什么是分導式多彈頭
彈道導彈與核武器聯合在一起,就成為了世界上最恐怖的武器,因此在冷戰時期美蘇就開始大規模研制各種反導武器來對抗。為應對敵方的反導武器,美蘇開始在導彈上使用多彈頭技術。首先是集束式彈頭,但是集束式彈頭的彈道仍然是相對固定的,就好比撒了一把石頭子扔向對手,其彈道仍然是可以預測的,即被攔截的可能性仍然很大,因此在上世紀60年代,美國首先開發了分導式多彈頭技術。
分導式多彈頭(MIRV)彈道導彈的彈頭母艙按照預定程序在不同軌道釋放子彈頭(實際是載具),多個彈頭沿著不同的軌道再入大氣層,可打擊橫向和縱向范圍內幾十到上百千米的多個目標。
當導彈飛至預定釋放第一個子彈頭的彈道附近時,彈頭母艙與末級火箭分離。此時彈頭母艙的末助推系統點火,并作機動飛行,對彈道進行精確修正,接著母艙的發動機關機,啟動釋放裝置,釋放第一個子彈頭。然后,母艙發動機重新點火,變換方位,調整速度,校正彈道,釋放第二個子彈頭。這樣周而復始,直到所有子彈頭放完為止。
從打擊范圍上看,不同彈頭落點距離可達500~600千米,只要攜帶3枚子彈頭就可實現對數千平方千米范圍特定目標的打擊,讓對手顧此失彼。同時,分導式多彈頭也能從不同彈道攻擊同一個或不同目標,突防能力極強。再入段核彈頭的再入速度很大,進行低空攔截的可能性幾乎為零。多彈頭分導技術是應對導彈防御系統最有效的途徑之一,以SS-18導彈為例,攜帶10枚小型核彈頭,10發SS-18同時發射將在大空域內產生100枚核彈頭和數百個誘餌,對導彈防御系統形成飽和攻擊。
如何決定帶多少個分導式子彈頭

一枚導彈究竟帶多少個分導式子彈頭,這需綜合考慮目標性質、突防效果、導彈射程、載荷和核裝置大小、工藝水平以及經濟性等。例如要打擊對方的導彈發射井,分導式多彈頭的精度要求更高,因此數量并不是越多越好。而要打擊對手的大城市、未加固的指揮中心等軟目標,精度要求不高,可以攜帶更多的彈頭以實現殺傷效果的最大化。再如要實現更好的突防效果,或者敵人的反導實力很強,就要攜帶更多彈頭,反之則不用。
如果導彈的有效射程非常遠,例如達到了13 000千米以上,那么可攜帶彈頭數量就有較大的冗余量,能夠在打擊洲際目標上盡量攜帶更多彈頭。如果有效射程只有7 000~9 000千米,那么要擊中極限目標,則要削減彈頭數量以減輕載荷,盡量實現導彈射程的最大化。
導彈載荷這個指標很好理解,核裝置大小是另一個重要指標。核彈頭小型化技術越高,就能攜帶更多的子彈頭。
核武器的研制、維護和保養的費用都很高。如果一個國家沒有實力來研制更多的核彈頭,也就限制了子彈頭的數量。如果一個國家只能承受120枚子彈頭的數量,那么它的策略是使用40枚帶有3枚子彈頭的導彈而不是15枚帶有8枚子彈頭的導彈,因為后者導彈數量更少,更易遭到對手打擊而喪失核反擊能力。當然像美蘇冷戰時期不計成本造導彈、造彈頭的情況不在此列。
除此以外,條約限制也是重要原因。例如美俄導彈分導式子彈頭數量下降并不是因為兩國技術水平落后,而是條約限制的結果。從層級上看,導彈射程、載荷和核裝置大小直接影響子彈頭數量的多寡,而目標性質、經濟條件等為間接影響因素。


從彈頭小型化到母艙控制技術
戰略導彈的相關數據肯定是嚴格保密,但這并不等于在公開媒介沒有分析它的性能依據。由于運載火箭和洲際導彈密切相關,可通過公開的運載火箭情況來猜測洲際導彈的相關情況。
早期洲際導彈的有效載荷范圍估測在3噸以下,射程在10 000千米左右。這兩個指標已經限制了當時采用分導式多彈頭的能力。此外,導彈打擊精度也是重要因素。上世紀80年代蘇美主力導彈CEP為300~500米,有的可達200米。多年前中國曾經進行過一箭三星的發射,這被外界普遍認為擁有了分導式多彈頭能力,但發射衛星是在相鄰較近的軌道上依次投放衛星,并沒有達到軍用分導式多彈頭突防的要求。再加上洲際導彈本身射程、精度上的限制,沒有使用分導式多彈頭的條件。改進型洲際導彈在增大第一、第二級發動機的推力后,射程可能大于12 000千米,調整載荷后甚至可能將射程延伸到13 000~15 000千米。此外在進入上世紀90年代后,慣導技術有了明顯進步,例如美國“民兵”Ⅲ慣導平臺漂移度水平是每小時0.005度。入軌精度和導航精度的提升,足以將導彈精度由千米級提升至百米級。

對于空間有限的導彈來說,核武器小型化技術意味著彈頭尺寸重量至少比原來的彈頭縮小三分之一以上,否則就沒有任何意義,因為彈頭小型化至少要滿足在原來的空間內裝3個以上的彈頭。例如美軍“大力神”導彈在1961年使用的W38單彈頭,長兩米,直徑81厘米?!懊癖雹笫敲儡娛讉€使用分導式多彈頭的導彈,其搭載的W62彈頭長182厘米,直徑55厘米,重114千克。美海軍第一枚小型化核彈頭是誕生于1957年的W47彈頭,直徑46厘米,彈長120厘米,重330千克。美國現在最先進的海軍W88核彈頭長1.75米,直徑55厘米,重量約360千克。也就是說核彈頭小型化后,長度范圍為1.7~1.8米,直徑為50~ 80厘米,重量在300~400千克。核彈頭小型化的關鍵問題在于縮小后仍具有較強的打擊能力,而且陸基核導彈相比海基核導彈空間更大,能容納尺寸更大、當量更大的小型化核彈頭。
如果一個國家承認突破了彈頭小型化技術,那么意味著其彈頭尺寸也應在美軍的彈頭尺寸范圍之內,而不會有太大的誤差,否則彈頭小型化就無從談起。如果從公開閱兵場面目測判斷一型導彈直徑約3.1~3.35米,彈頭整流罩長約2.5米,那么以美國“三叉戟”ⅡD5潛射導彈的W-88核彈頭的彈體尺寸標準來看,裝載8~10枚彈頭是沒有問題的。
如果射程、載荷乃至核武器小型化技術都已不是使用分導式多彈頭的技術障礙,那么還要克服一項關鍵技術,即MIRV母艙多彈頭投送技術及其相關控制程序。

MIRV母艙是軍事上的說法,實際這種技術在民用多星發射上,被稱為自主控制上面級及其衛星分配器系統。如果能幾次進行多星發射成功,就意味著在上面級關鍵控制技術上取得了突破。MIRV母艙控制技術的關鍵在于彈頭在不同軌道分離之后,母艙的質心位置會發生較大變化,這就要求控制系統能夠精確控制母艙的俯仰、偏航和滾動。MIRV母艙控制技術和多星發射在控制上完全是相通的。上世紀80年代曾任美國國防部長的著名物理學家哈羅德·布朗曾經公開表示:我們(美國)已經從一個運載器上釋放了八個衛星,這種辦法盡管與分導式多彈頭技術不是完全一樣,但也是非常相似的。換個角度看,衛星入軌需要的精度比核彈頭要更高,這反過來會促進分導式多彈頭技術發展。
導彈外觀因素


如果洲際導彈采用了頭部鈍圓的整流罩而非以前的錐形整流罩,說明這種整流罩可以為內部的彈頭建立一個有恒定溫度、濕度的空間,從而保證彈頭的存放環境要求。如果整流罩上方還分布著一些連接裝置,則可能是導彈整流罩的平行分離式機構。這種整流罩平行式分離機構主要優點是能夠在導彈彈道的初始階段就開始分離整流罩,這樣既可以適應導彈早期機動變軌的需要,也節省了載荷空間以攜帶更多彈頭或者誘餌。
從導彈發射車外觀判斷導彈尺寸的一個參照物是牽引車的輪胎。一些熟悉軍用卡車的朋友或許知道,導彈牽引車使用的是一種軍用卡車經常使用的全鋼載重子午線輪胎。這種輪胎的直徑網上都可以查到,大約1.2米。比如,如果從外觀估測導彈整流罩收斂點到導彈頂端的距離大約為2.7個左右輪胎直徑的長度,就可大致估測出導彈整流罩長3.3米。再比如,如果估測出MIRV母艙直徑約3.2米,那么從多彈頭的排列方式來看,直徑為80厘米、長1.8~1.9米的小型核彈頭可以一圈排列8枚,而直徑64厘米,長1.75米的小型核彈頭可以一圈排列10枚。直徑為80厘米、長1.8米這一標準對于掌握核彈頭小型化技術的國家,并不是高不可攀。
決定核導彈分導式多彈頭數量的因素,除了技術之外,還有其它條件限制。其他國家的洲際導彈可能與美國“民兵”導彈攻擊對手發射井的用途并不一樣,而是在有限核威懾的思想下,通過較少的導彈數量來搭載分導式多彈頭,實現最大限度的突防,對敵方城市群實施大規模核報復,最大程度殺傷對方的人口和工業基礎設施,遏制敵方對己方先發制人的核打擊。假設一個國家有20枚這種導彈,每枚攜8個彈頭,總共可以投擲160個核彈頭,等于可以攻擊對手160個城市目標。根據美國最新的城市人口統計,加州是美國城市數量最多的州,總共有70座城市,人口達3 800萬,也是美國人口最多的州。美國人口第二第三的德克薩斯州和佛羅里達州的城市總數也沒60個。也就是說,20枚這樣的多彈頭導彈就可涵蓋美國人口密集的三個州。

如果1枚導彈的分導式彈頭數量增加到10枚,那么毀傷增加的力度則并不十分明顯,因為美俄以外國家的導彈數量有限,而且彈頭增加意味著單個彈頭當量要下降,這不但取決于彈頭小型化技術的進一步提升,也和導彈載荷的限制有關。因為畢竟不是誰都有俄羅斯SS-18那樣載荷超過8噸的超重型大殺器,也不會像冷戰時期美國那樣,追求精度和數量主要對敵方發射井實施攻擊。
因此,配置8枚子彈頭更符合這種戰略核威懾策略,而且還可以在MIRV母艙中節省下來的空間配置更多的誘餌和假目標,以達到更強的突防性能。通過大致計算,20枚這樣的導彈,可以搭載160枚彈頭對美國約26%的人口實施有效核威懾。
美國現在總共有1 957枚核彈頭。如果有美國六分之一的軍費,估計就能夠承受大約320枚核彈頭的發展數量。當然如果實施的是有限核威懾政策,彈頭數量還要更少,對經濟的壓力更小。
由于彈頭數量較少,從武器的生存性上考慮,可能有人認為不但沒有必要增加到10個子彈頭,而且要把子彈頭數量降更多,來增加導彈的數量,比如說每一枚導彈只攜帶3枚子彈頭,這樣在敵方先發制人核打擊下,可能有更多的導彈幸存下來。但現在來看并不需要這樣,第一個原因是最大型的洲際導彈并不見得是一國最先進的戰略核武器,其機動能力有限是最大的弊端。對于一種地下井固定發射的戰略核武器,增加數量并不是最優選擇。這一策略應該應用于生存性更強的機動式戰略導彈發射系統。即機動式戰略導彈如果采用分導式多彈頭,可以減少彈頭數量,增加導彈數量,來最大程度實現導彈戰時生存性。


第二個原因是如果已開始研制反導系統,那么將為數量有限的戰略導彈撐起保護傘,使這類固定發射的戰略導彈具備更強悍的生存性能,因此沒必要將單枚導彈彈頭數減得更多,保持8枚能實現打擊效果的最大化。