史上最昂貴的信件快遞
動圖當中的這位先生是1950年代末的美國郵政部長阿瑟.薩墨菲爾德,提出一個大膽的想法:要讓在茫茫大海上的海軍官兵與家人可以很快的取得聯繫,希望藉助美國海軍的飛彈將官兵們的信件發射到本土的郵局,然後再將載著家人的信件快速用飛彈發射給艦隊所在的位置...這樣在艦上服役的官兵就可以在幾個小時之內與家人保持聯繫了...。
郵政部長的「腦洞」得到了海軍方面的大力支持,隨即就用了一枚「天獅星Ⅰ」型飛彈進行改裝,去掉戰鬥部後,在空出的位置是安裝了郵件箱並且裝進了3000封信進行實驗...經過了近1000公里的飛行後「天獅星Ⅰ」飛彈安全的抵達了維吉尼亞州,部長大人又親自去機場「接彈」,3000封信件完好無損。
這是本次試驗用的專用信封,上面還蓋了郵戳,這個信封非常有紀念和收藏價值。
但試驗僅進行了一次就被叫停,因為費用實在太高了,一枚「天獅星Ⅰ」飛彈價值25萬美元,而1960年美國人均GDP在1800美元左右,這樣高的費用也不會有人寄信的,所以用飛彈郵寄信件沒有任何商業價值,最後只得作罷,其實這個「腦洞」並不是專門運送普通海軍信件,裡面帶有更高的目的性,早年間艦隊與後方基地聯絡沒有通訊衛星和中繼衛星,只有長波台,但長波台通訊質量非常差,並且所傳輸的字母也只有幾個,由於當時處於冷戰高峰期,艦隊攜帶有較大數量的核武器,為了確保核戰爭期間保持與後方及時而較大信息量的溝通,使用飛彈作為載具裝信件發射到後方也不失為一次嘗試...這才是真正的目的。
美國第一型巡航飛彈「潛鳥」,它是在德國V–1的基礎上進行仿製的,二戰後美軍得到了大量的圖紙、實物和德國工程師,仿製這種武器是易如反掌的事情。
離開「飛彈寄信」的事情,要說一說「天獅星」巡航飛彈,它可是美國海軍對陸攻擊型巡航飛彈的開拓者,就連目前大量裝備的「戰斧」巡航飛彈都是它利用了它的大量技術積累而研製成功的。
二戰之後,美軍通過繳獲資料、圖紙和俘虜大量的德國工程師,見識到了V–1飛彈的威力,認定飛彈是今後戰爭的主要工具,隨即開始對V–1飛彈進行仿製工作,稱之為「潛鳥」,通過第一代試驗「潛鳥」飛彈獲取經驗後,美軍開始了一系列的陸射(鯊蛇,鬥牛士)、海基(天獅星)、空射(大獵犬)...等型第一代巡航飛彈的深入研製工作。
「潛鳥」和圖片上的納粹德國V–1飛彈幾乎是一模一樣,誰說美國不山寨?有本事才夠格山寨,沒本事的只能是酸檸檬。
「天獅星」代號SSM–N–8是美國海軍第一代艦載巡航飛彈,主要搭載在航母、驅逐艦...水面艦艇和潛艇上,用於攻擊陸地上的政治/經濟中心,大型軍事基地...這類的戰略目標,所以它又被成為「艦對地戰略巡航飛彈」,是當時美國海軍作為最重要的遠程打擊武器重點發展。
1947年,強斯.渥特飛機公司(也叫:沃特公司,大名鼎鼎的F4U「海盜戰鬥機就是該公司研製的,目前該公司合併到了美國航空零部件製造商「勝利集團公司」,在咱們國家還有辦事處)開始了海射巡航飛彈的研製工作,研製出來的飛彈就是「天獅星Ⅰ」型,它在1955年正式列裝到美國海軍。
飛彈的氣動布局和基本性能
「天獅星Ⅰ」飛彈的外觀和氣動布局像一架去掉座艙的第一代F86型噴氣式戰鬥機,(蘇聯第一代AS–1反艦飛彈像一架米格–15),飛彈全重6.587噸,彈長10.06米,彈體為圓柱形金屬半硬殼結構,蒙皮採用鋁合金和巴沙米夾層結構,使用木材的目的保證結構強度的基礎上儘量減輕彈體的重量。
「巴沙樹」就長這樣,它在木材加工行業當中稱作「輕木」,是世界上最輕的木材,重量只有相同體積水的¼,但它的纖維很長木材的韌性很好,多翼飛機時代它就是製造飛機的的材料...甚至是以色列「哈比」無人機最初的型號也在一些機體位置上使用過它。
「天獅星Ⅰ」採用頭部進氣道,進氣口的唇口較厚用於增強強度不使飛行中變形,這也體現出明顯的亞音速翼型特徵,進氣口前伸出一個可摺疊式空速管,尾部是發動機噴口。彈體中部為後掠角30°的摺疊式中單彈翼,翼展6.4米,發射器內摺疊成2.5米,材質為鎂鑄造件,主彈翼後緣裝有副翼用於機動控制,彈尾沒有水平尾翼只有可摺疊式垂直尾翼,尾翼後緣有方向舵。
正在往潛艇發射器當中吊裝的「天獅星Ⅰ」,中部彈翼被摺疊,彈頭進氣道非常大,兩台固體助推火箭位於彈尾的兩側,從這個角度來看真像一架艦載機而不是飛彈,「天獅星Ⅰ」研製的那個年代「噴氣式氣動布局」理論剛剛步入正軌,還不像現在這樣的成熟,也沒法對飛彈的氣動布局進行優化處理,好在那個年代已經出現了十多個型號的噴氣式戰鬥機...所以,飛彈「照葫蘆畫瓢」從外形像飛機也很正常。
「天獅星」彈體內裝有大型戰鬥部,分為常規戰鬥部和核戰鬥部,前者重量1220公斤(約2600磅),後者包括W5型和MK27型兩種核爆炸裝置。
W5型核戰鬥部為原子彈型,當量為4萬TNT,是廣島原子彈的兩倍,「天獅星Ⅰ」這種最早期的艦對地飛彈沒啥精確制導系統,從艦上(潛艇)發射到1000公里之外雖然中間有飛機中繼指令導航,即便是這樣飛彈的圓機率誤差非常的大,常規彈頭能打到樓房那麼大的目標完全是「瞎貓碰到死耗子」,所以冷戰早期這類大型飛彈都要配備核戰鬥部,以巨大的核爆威力彌補精度的不足。
MK–27型熱核武器,也就是所說的「氫彈」,它的當量為200萬噸TNT,威力要比W5大了很多,它被安裝到「天獅星Ⅰ」飛彈之後使之成為戰略級別的巡航飛彈。
有看官會問圖片上不是核航彈嗎,怎麼是飛彈呢?其實核彈只是一個爆炸裝置,把它安裝到炸彈上就是核航彈,安裝到飛彈就是核飛彈,只是換一個外殼,載體方式變了,但不影響它的當量。
「天獅星Ⅰ」的主推進器為一台通用–艾奇遜聯合研製的J–33–A–14/18A型離心式渦輪噴氣發動機,由彈頭環形進氣道進入空氣,最大轉速為11750轉/分鐘的單級雙面離心式壓氣機,裡面裝有17片葉片。燃燒室由14個相互通聯的火焰筒組成,其後有一單級不鏽鋼渦輪,裝有54片合金鋼葉片。最後面是不鏽鋼排氣噴管,整台發動機全長2.72米、直徑1.228米、重812公斤,空氣流量約為39公斤/秒,壓縮比為4.4:1、最大推力為20.45千牛頓,最大油耗率32.22毫克/牛/秒;
與前面那張圖片相比,這張彈體兩側各安裝一台FTV–8固體火箭助推器單台推力為44.6千牛,工作時間2秒,飛彈助推到0.6馬赫速度後脫離彈體,主發動機接替工作。
洛克希德F94「星火」戰鬥機,是T33教練機的衍生型號,是1950年代初先進戰鬥機之一,它就使用了J–33A–33發動機。
J–33A系列航空發動機是一個較龐大的家族,不下20多個衍生和改進型號,它是美國海空軍第一代噴氣式發動機,有很多型號的戰鬥機/艦載機都使用過它,比如說:F80戰鬥機、T33教練機、F94戰鬥機,正是該發動機的成熟可靠「天獅星Ⅰ」飛彈也使用了。
「天獅星Ⅰ」飛彈受早年間技術條件的限制,也沒啥彈載電子裝備,它採用無線電指令制導,彈上安裝有指令接收機、自動駕駛儀、高度表...等電子器材,說的更清楚些它上面就裝了一台與後方(中繼)聯絡的單項「無線電接收機」,後方發出無線電指令告訴它往哪飛,然後自動駕駛儀控制飛彈的尾翼舵調整角度,朝著目標大概其的方向飛行,由於電子設備過於簡單,飛彈飛行過程中偏離規劃好目標航行非常大,而且發射後後方只能由中繼飛機緊跟著它飛行,否則會不清楚它的實時狀況和較精確的具體位置,只有到最後它爆炸了才能知道,後來隨著技術的提高「天獅星Ⅰ」安裝了慣性制導組件,這要比最初型號好了很多,起碼打擊精度有效的提高了。
發射、使用、裝備
「天獅星Ⅰ」作為海軍巡航飛彈被廣泛安裝在美軍的潛艇、航母(主要是二戰期間建造的「埃塞克斯級)和巡洋艦、大型驅逐艦上這些平台上。因此它的發射就有了許多的迥異。
「天獅星Ⅰ」在航母上使用時需要用一種獨特的三輪車,類似飛機的前三點起落架,有航母的蒸汽彈射器彈射起飛。
它的起飛方式是:通過車上前面和兩側的三個可自動脫開的支點來支撐飛彈,車後面有一個掛鉤掛在航母的彈射器上(蒸彈),彈射後三輪車載著飛彈就像艦載機從飛行甲板上滑行,飛彈被彈射起飛後三輪車自動與飛彈脫離。由於航母使用彈射器發射,就可以省去助推火箭,發射後先由航母的艦載雷達對「天獅星Ⅰ」進行指令制導,飛彈飛行出雷達工作範圍之後改為飛機對它進行指令制導,直到飛彈快接近目標時飛機才停止指令制導脫離返航,但這種制導方式不但笨拙而且制導飛機自身也非常危險!因為必須要接近目標才能完成制導任務,那麼敵人的戰鬥機就是吃素的嗎?有可能沒等接近目標制導飛機就被擊落了...因此後期型的「天獅星Ⅰ」改為慣性制導,也就用不著飛機了。
潛艇發射「天獅星」更為獨特,2枚被摺疊了彈翼和尾翼飛彈背對背的裝進了一個位於潛艇後甲板上的圓筒型水密容器當中,水密筒裝在一個可旋轉的支架上,其中一枚飛彈腹部朝上,另一枚朝下,當腹部朝下的飛彈發射完成後,將另一枚轉到上面。
當潛艇發射「天獅星Ⅰ」時,先要浮出水面,航行平穩之後打開圓筒前蓋,將飛彈依次放置於滑軌上推出容器,並裝到短導軌支架上待發射,發射前由發射人員人工調整導軌角度,最大仰角為60°。當確認發射導軌仰角合適後,人員撤離飛彈的助推火箭點火,使飛彈飛出。2秒後將飛彈加速到一定速度助推器脫離,主發動機接替工作,同時飛彈由爬升狀態變為平飛狀態,並依靠飛彈的控制裝置自動轉向目標飛行,飛行高度有預先設定的高度表控制,最大飛行高度1200米。
與「天獅星Ⅰ」巡航飛彈同時代的陸軍「鬥牛士」巡航飛彈,服役時間比「天獅星Ⅰ」略早,它也能攜帶W–5型核彈頭。
它們之間還有一次性能之爭,後者甚至想替代「天獅星Ⅰ」,原因是「鬥牛士」飛彈只要對無線電指令略加修改就可以執行海射任務,沒有必要再花費巨資研製一型全新型號的海軍型飛彈。但「天獅星Ⅰ」技高一籌打消這種聲音,與「鬥牛士」相比,「天獅星Ⅰ」的制導方式更為簡單,只需要戰艦和飛機兩個中繼指令平台,而「鬥牛士」需要三個指令平台接力才能完成制導,並且「天獅星Ⅰ」系統比「鬥牛士」更加合理,維護也更簡單,所以「天獅星Ⅰ」最終成為1950年代美國海軍的「大殺器」。
「天獅星Ⅰ」的不足和「天獅星Ⅱ」飛彈
「天獅星Ⅰ」飛彈的潛艇儲存箱,它的發射是一項耗時、耗力的工作。
「天獅星Ⅰ」是美國海軍第一代艦載對陸地攻擊型巡航飛彈,它的設計思想對美國海軍巡航飛彈的發展產生了重要影響,首先,它的多平台發射能力,一型飛彈可由水面艦艇、潛艇多種平台發射,這種通用性已被現代美國海軍所沿用,比如說:魚叉和戰斧都能被戰艦、飛機和潛艇發射;第二,它的核常兼備能力,可根據任務不同安裝各種類型的常規彈頭和各種核當量的核彈頭,這為現代巡航飛彈的多彈頭、多任務能力開闢了成功的道路。
但「天獅星Ⅰ」的研製年代畢竟是在1950年代左右,各種二戰期間出現的新科技還處於雛形階段,所以它在射程、飛行速度、打擊精度、發射方式都存在著繁瑣、拖拉的問題,特別是從潛艇發射,潛艇必須要浮出水面,戰時這對於潛艇來說是極其危險的!為了改善這些不足,強斯.渥特公司又發展出超音速戰略巡航飛彈「天獅星Ⅱ」。
作為超音速飛彈,Ⅱ型與Ⅰ型相比,從氣動布局來看就是兩種飛彈,「天獅星Ⅱ」彈體細長,彈長為17.37米,有一個尖錐型頭部,錐尖部有一個可伸縮的空速管,彈中部為細長圓柱形彈身,彈尾為截錐體。它採用高機動的鴨式氣動布局,彈頭兩側有一對小穩定翼,可摺疊大後掠翼位於彈體中部,彈翼後緣有升降副翼,彈翼後緣有方向舵。
它的進氣道為鏟型位於彈體下部位置,尾噴管向下傾斜的圓柱形固體推進器緊貼在進氣道下部。
「天獅星Ⅱ」使用一台著名J79–GE–3A超音速渦噴發動機,最大推力為69.14千牛和一台推力為511.7千牛的固體火箭助推器,工作時間為4秒。
對於「天獅星Ⅱ」的主發動機還是要多說幾句的,GE公司J79系列渦噴發動機是美軍第二代戰機的主要發動機型,第二代歷史名機:F104/105,F4...戰鬥機、A5「民團」攻擊機、B58「盜賊」轟炸機...等都以J79的各型子型號為發動機,所以J79有「二代名機心臟」之稱,而「天獅星Ⅱ」使用這樣昂貴的發動機為動力裝置說明它是戰略級武器。
由於發動機的性能提高,油耗降低但推力和射程反而得到了增加,「天獅星Ⅱ」飛彈的最大射程為1600公里,巡航速度2馬赫,最大巡航高度上升到21000米,這些性能指標與當時的高空高速戰鬥機相當。
「天獅星Ⅱ」不使用常規戰鬥部,只能使用當量200萬噸TNT的MK27型核戰鬥部。它的制導系統採用了無線電指令+慣性制導雙模式,自動駕駛儀仍沿用Ⅰ型,總得來說「天獅星Ⅱ型」要比「Ⅰ型」在性能上有了巨大的進步,威懾作用進一步加強。
黯然下馬的「天獅星Ⅱ」
「大比目魚級」巡航飛彈核潛艇,可以使用「天獅星」Ⅰ、Ⅱ型巡航核飛彈,理論上來說核潛艇隱蔽且突擊能力強,使用核巡航飛彈更是如鯊添翼,現在的美軍攻擊型核潛艇都以這種方式在大洋深處游弋。
「天獅星Ⅱ」是在1954年開始研製的,目標是安裝在「大比目魚級」巡航飛彈核潛艇上的,按照計劃「大比目魚」在艇內靠上部位置設有兩個彈倉,艇體的每一側各有一個,內裝一枚「天獅星Ⅱ」飛彈。發射時打開艙門就可以將飛彈和運載的小車推到甲板上,小車本身就是一個導軌式發射架 發射架固定後,導軌托舉飛彈旋轉90°並上仰到適合的發射角度,由銷釘固定好。
與「天獅星Ⅰ」的發射角調整需要人工操作不同,Ⅱ型大部分工作都是在艇內遙控操作的,發射時,首先啟動J79發動機,此時飛彈仍然在導軌上,當固體燃料助推火箭點火後,固定的銷釘被切斷,飛彈才從導軌上發射出去,固體助推火箭工作4秒將飛彈加速到2馬赫後脫離,由主發動機接替工作,在巡航高度上推動飛彈以巡航速度飛行。
但,從照片上看「天獅星Ⅱ」彈體太長了,發射準備工作繁瑣,潛艇海面停留時間也太長,如果戰時被敵方的反潛機、艦發現後果不堪設想。
「天獅星Ⅱ」飛彈在「大比目魚」核潛艇當中就是這樣擺放的,看著擁擠而且所需的設備也很多,而且一艘核潛艇只能攜帶兩枚,效用比很低。
1957年「北極星1」型潛射中程彈道飛彈研製成功,由於不需要潛艇浮出水面發射,彈道飛彈飛行速度更快,飛彈上的制導系統由慣性陀螺+星光制導組成,使飛彈圓機率誤差更小...這些優勢讓「天獅星Ⅱ」飛彈相形見絀,加之作戰目標、需求和資源重疊,在1958年小批量製造的70枚「天獅星Ⅱ」後被宣布項目終止。「天獅星Ⅱ」飛彈被當中超音速靶彈,「大比目魚級」核潛艇也改為一般用途。
圖片里是「戰斧」式巡航飛彈的組裝車間,在「天獅星Ⅱ」計劃終止很長一段時間(14年)美國海軍沒有戰略巡航飛彈,直到1974年「戰斧」飛彈研製成功才使得「天獅星」Ⅰ、Ⅱ有了繼承者。
「天獅星」Ⅰ、Ⅱ的研製是美國海軍對於海基對陸型戰略飛彈的最早嘗試,它為美國海軍巡航飛彈技術的發展積累了寶貴的設計、研製經驗,在美國乃至世界戰略巡航飛彈的發展史上,都占有相當的地位。