【翻译】SM-62“蛇鲨”巡航导弹

译者说明

本文系翻译,原文地址:

https://fas.org/nuke/guide/usa/icbm/sm-62.htm

译文中对单位做了转换。

SM-62“蛇鲨”(Snark)是美国在1959~1961年装备的一种洲际巡航导弹。

文末有译者额外搜集的图片。

SM-62“蛇鲨”

尽管“蛇鲨”在非官方设计中是一种洲际地对地导弹,但它的实质是一架装备涡喷发动机的小型无人机。它有两个固体燃料火箭推进器,可以从移动发射车的短发射架上发射。升空后,“蛇鲨”由一台普拉特·惠特尼J-57涡喷发动机驱动,它可以在150000英尺(译者注:约4.5万米,原文如此。根据维基百科,SM-62的升限为1.53万米)高度以0.9马赫巡航。在按预定航线飞行2800~10200千米后,“蛇鲨”的机身和头锥分离,战斗部自由落体,击中目标。战略空军司令部计划用“蛇鲨”攻击敌军防空系统,特别是雷达,保证随后的战略轰炸机能顺利突防。

在1940年代晚期到1950年代早期,“蛇鲨”导弹计划进展缓慢,因为该项目在美国所有导弹计划中优先级不高,导致缺乏研发资金。直到1955年9月8日,艾森豪威尔总统为弹道导弹研发计划赋予了最高权限。尽管“蛇鲨”并非弹道导弹,美国空军同时加快了“蛇鲨”和“大力神”导弹的研发进度。

在1945年8月,美国陆军航空队就提出要求,研制一种飞行速度800km/h,射程达8000公里,能携带900公斤弹头的导弹。随后,诺斯洛普公司在1946年1月提出了方案,它是一种亚音速涡喷发动机导弹,射程约5000公里。同年3月,诺斯洛普与美军签署了一年的研发合同,研制亚音速/超音速两种导弹,要求射程在2500~8000公里,有效载荷2.3吨。公司董事长杰克·诺斯洛普(John Knudsen “Jack” Northrop)把前者(MX-755A)定名为“蛇鲨”(Snark),并把后者(MX-775B)定名为“Boojum”,都来自路易斯·卡罗的作品。(译者注:<爱丽丝梦游仙境>的作者。‘蛇鲨’和‘Boojum’应该都来自他写的诗<猎鲨记/The Hunting of the Snark>,诗中蛇鲨会变成一种危险的怪物Boojum)

在1946年圣诞节通过的预算削减法案中,亚音速“蛇鲨”导弹被从美国陆军航空队的导弹计划中删除,但超音速的“Boojum”留了下来。但故事并未结束。杰克·诺斯洛普以私人身份联系了陆军航空队司令卡尔·斯帕兹等人,试图挽救“蛇鲨”。他保证在两年半时间内完成研发工作,并以8万美元的单价最终生产5000枚此种8000公里射程的导弹。这位著名的飞机设计师和制造商说,研发这种涡喷动力导弹将花费数年,其中导航系统将花掉60%的资源。在1947年末,美国空军恢复了“蛇鲨”项目,其技术要求和1945年8月份提出的类似,并将“Boojum”的优先级排在“蛇鲨”之后。

美国空军装备司令部批准了10次“蛇鲨”试飞,第一次在1949年3月。到7月,约瑟夫·麦克纳尼将军将“蛇鲨”称为美国最有希望的导弹计划。但美国陆军和海军批评空军的SM-62“蛇鲨”和SM-64“纳瓦霍”导弹性价比过低,而且它们背后的战略思想未经检验。美国空军对“蛇鲨”的热情也降低了。在1950年3月,空军终止了这一计划,只保留了导航系统的研发项目。

诺斯洛普公司将“蛇鲨”的初始型号称为N-25.它比之前的导弹更大、更重,性能也更为优异:“蛇鲨”的J-33发动机能推动它以0.85马赫的速度飞行(最大平飞速度为0.9马赫),射程达2500公里。一架B-45母机负责投放N-25,它装有滑橇和减速伞,因此可以被回收。诺斯洛普的设计师希望回收实验弹能够减少研发的时间和金钱开销。在霍洛曼空军基地进行的测试中,N-25暴露出许多问题。尽管空军批准的试飞计划在1949年开始,但研究人员直到1950年12月才首次试飞N-25.这次试飞失败了。第二次试飞同样失败,1951年4月的第三次试飞才首次获得成功,导弹飞行了38分钟,然后安全着陆。在这一系列测试中,16架装备滑橇的导弹飞行了21次,其中最高速度为0.9马赫,最长飞行时间为2小时46分钟。在1952年3月份测试结束后,16枚N-25中有5枚保留完整。

文字和照片都不足以说明“蛇鲨”的独特之处。“蛇鲨”以抬头的姿态飞行,因为像诺斯洛普公司制造的其他飞行器一样,它没有水平尾翼。它不用传统的控制翼面(副翼、升降舵),而是使用升降副翼。侧视图显示,“蛇鲨”有着不成比例的小垂尾。

整个项目中最艰巨的挑战是如何跨越洲际导航。为此,诺斯洛普提出了一种用星光修正的惯性导航系统。诺斯洛普在1948年1月进行了这套星光导航系统的首次地面测试(在日光条件下)。之后在1951~1952年间,这套系统又被装到B-29上进行飞行测试。在1953到1958年间,B-45搭载它进行了196次飞行测试,积累了大约450小时的导航数据。这套笨重(将近一吨)的导航系统确实能工作,但无法长时间精确导航。公司宣称“蛇鲨”能达到2.6公里的圆概率误差。

在1950年6月,美国空军提高了对“蛇鲨”的要求,他们希望导弹能在飞越10200千米后进行超音速冲刺,将3.2吨的战斗部以不超过450米的圆概率误差砸向目标。这让N-25不再满足要求。

因此,诺斯洛普提出了新的设计方案:N-69。它基本上是N-25的放大版,最早被称为“超级蛇鲨”。空军的高标准否决了N-25,也让项目严重受挫,损失了大量时间(N-25和N-69的首飞相隔长达38个月)。但单纯归咎于空军似乎有些夸张,因为导航系统和弹体设计都遇到了相当的困难。

在新方案中,诺斯洛普公司加长了弹身,削尖了弹头,并把外部进气口(external scoop)换成了直通式(flush scoop,译者注:文末图片中有展示),增加了导弹重量,并换上了更大的机翼。虽然新方案的翼展较小,但翼弦向尾部延伸,变得更长,从而增加了26~30平方米的翼面积。此外,由于风洞实验和N-25的试飞结果表明导弹仰角不稳(容易自动抬头),诺斯洛普重新设计了机翼,增加了前缘延伸,使得“蛇鲨”的机翼具有锯齿状外观。新方案中导弹由J71发动机驱动,在经历A,B,C三种模型后,美国空军在1953年12月最终接受了导弹的D模型。

当然,在此之前进行了多次试飞。最初工程师们测试了三个装有压舱物来模拟N-69重量分布的无动力模型。之后,在1952年11月到1953年3月间,又试飞了4枚改进的N-25,它们安装两台209千牛助推火箭。作为对比,N-69A安装两台能工作4秒钟的467千牛火箭,而N-69C和后续型号都是两台工作4秒钟的578千牛火箭。

但测试期间,诸多问题困扰着诺斯洛普。“蛇鲨”在做除了水平直飞外的任何动作时都表现得不稳定。同时,诺斯洛普还抽调“蛇鲨”项目的工程师去开发优先级更高的F-89全天候截击机(虽然它同样问题缠身),这进一步拖慢了“蛇鲨”的进度。在1953年2月,用来试飞的实验弹只剩下了13枚,而且项目已经超支1830万美元。在1952年,不顾诺斯洛普的反对,军方把试验场从霍洛曼基地搬到了大西洋靶场,这也阻碍了项目进展。事实上,在佛罗里达州的靶场设施建设缓慢,这严重限制了1953~1957年的测试进度。动力系统也遇到了问题,因为J71发动机超出了“蛇鲨”的油耗指标,因此诺斯洛普不得不更换了几次发动机。除此之外,第一枚送往靶场进行测试的导弹甚至处于严重失修的状态。

“蛇鲨”还经历了诸多失败的测试。1953年8月6日的首次试飞失败,接下来的4次也失败了。在1954年6月3日的试飞中,导弹成功飞行了三个半小时,但在着陆时爆炸。美国空军在21次试飞中回收了10枚N-25靶弹,不过首次成功回收N-69却要等到1956年10月2日的地31次试飞。缺乏回收靶弹的数据拖慢了N-69的测试。诺斯洛普在1955年5月份完成了测试,这远远超出了1953年4月的预计交付时间,甚至是1953年10月的预计列装时间。

事情甚至变得更糟了。到1955年5月,风洞和试飞结果表明,由于高度控制的问题,诺斯洛普公司让导弹在末端俯冲攻击目标的想法并不现实。接下来进行了5次无线电控制的,加装减速板的不可回收靶弹测试(用来测试导弹从发射到命中目标的全过程),证实了这一结论。在1955年7月,美国空军接受了公司提出的投送方案:弹头在接近目标时从弹体脱离,沿抛物线下落。这种重新设计的导弹(N-69C)在1955年9月26日首飞。

包括空气动力学、项目开支、进度安排等一系列问题让“蛇鲨”项目遭到众多批评。其中一个笑话把卡纳维拉尔角称作“蛇鲨危险区”,因为“蛇鲨”总是坠毁(在某种程度上,这的确是整个‘蛇鲨’项目的最鲜明特征!)和坠毁相反的另一个极端是飞出试验场:1956年12月,一枚“蛇鲨”对无线电控制信号失控,从而飞出了实验区域,它最后被记录的轨迹是直飞向巴西的热带雨林。一份迈阿密的报纸仿照亨利·沃兹沃思·朗费罗的诗揶揄道:“他们向空中发射蛇鲨,它落入大地,无人知晓”(”They shot a Snark into the air, it fell to the earth they know not where.” )。在1982年,一名巴西农民找到了这枚飞走的导弹。

更糟的是,美国战略空军司令部——导弹的潜在用户在1951年底就开始怀疑这一项虽然目。虽然有人可能怀疑轰炸机部队反对它的动机不纯,是避免被这种无人驾驶武器抢走饭碗,但一些关于导弹的生存力和可靠性的质疑的确浮现出来。在地面,这种导弹将从未加固的固定发射架发射,而在空中,亚音速(0.9马赫)的“蛇鲨”既没有防御武器也没有机动能力。当然,应当理解1954年战略空军司令部的态度:“保守对待无人飞机同已有武器库的整合,以确保不会依赖某种事实上不存在的能力。”但1951年,一些战略空军司令部的军官看到了“蛇鲨”项目的价值,因为这可以帮助司令部在导弹时代掌握控制权。或者,他们可能只是希望在糟糕的情况中找到最佳出路。

“蛇鲨”也受到了其他部门的批评。在1954年初,一个“蓝丝带委员会”(blue ribbon panel):战略导弹评估委员会(Strategic Missile Evaluation Committee)发现美国全部三种远程导弹项目(‘蛇鲨’、‘纳瓦霍’、‘阿特拉斯’)都有关键指标不符合要求。委员会称,这些导弹的圆概率误差指标已经过时,而且发射基地过于脆弱。委员会称“蛇鲨”为“过度复杂”的导弹,列装时间将“显著晚于预期”。

委员会提出了三条建议。第一:建议美国空军用区域诱饵(area decoy)、局部诱饵(local decoy)、电子对抗手段等多种方式协助战略轰炸机突防。第二:建议美国空军把导弹的圆概率误差指标从0.5千米放宽到6~9千米。误差指标的放松基于即将装备的,威力远大于先前原子弹的氢弹战斗部,以及现有导航系统的精度限制。(到1954年中,美国空军把‘蛇鲨’的圆概率误差指标从450米放宽到了2400米)。第三:建议简化“蛇鲨”的设计,取消弹上诺斯洛普和北美公司(North American)的星光导航系统。委员会估计,诺斯洛普可以在1957年制造这种简化版的“蛇鲨”,并在1958~1959年量产。

但“蛇鲨”项目并未变得顺利起来。相反,测试中暴露出了这种武器的严重缺陷。在1958年,美国航空研究与发展司令部(Air Research and Development Command)的欧文(Irvine)将军把“蛇鲨”称为“贸然提供资金”的典型例子,而战略空军司令鲍尔(Power)将军称,“蛇鲨”对战略空军的贡献轻微。鲍尔希望重新评估“蛇鲨”,要么修正缺陷,要么终止项目。

虽然美国空军对“蛇鲨”持保留态度,航空界记者们却在1955~1958年支持了这种导弹计划。他们强调了导弹的主要优点,主要是它是一种单程无人武器。它不需要庞大的加油机队,对地勤、维修、安全上的要求也更低。“蛇鲨”的支持者称,这种导弹能和轰炸机飞得一样快,能被编程控制进行防御机动(至少他们这么声称),并有潜力适应低空(150米以下)作战。增加导弹在地面生存力的建议包括在诸多发射场间轮换部署(发射场数量多于导弹)、以及把它们部署在老式航母上。但最重要的一点是成本问题。“蛇鲨”的尺寸大约是B-52的十分之一到八分之一,但价格只有这种轰炸机的二十分之一。显然,“蛇鲨”的性价比优异。

同时,项目本身在缓慢推进。诺斯洛普设计了N-69D,它可以回收,装备全天候星光-惯性导航系统。外观上最大的变动是,诺斯洛普在翼下增加了两个副油箱,携带总共2245升燃油。这让“蛇鲨”的空重从7537千克(C型)增加到9366千克(D型),起飞重量(gross flying weight)从16363千克增加到20006千克。N-69D在1955年11月首飞,但在1956年10月才首次成功完成星光导航试飞。

D型之后是E型。尽管它相比D型减少了900千克空重,但起飞重量却增加了2300千克。首枚N-69E在1957年6月发射,它是作战型号SM-62(SM代表strategic missile‘战略导弹’)的原型机。但这枚导弹在发射后几秒就爆炸了,因为一个方向舵失灵。1957年10月1日,一架空军飞机发射了首枚空射型‘蛇鲨”.战略空军进行的这些测试暴露出了“蛇鲨”的严重问题。在前7次空射中,只有两枚“蛇鲨”成功抵达目标区域,其中只有一枚击中了瞄准点6.4千米内。

主要的问题是导航和可靠性。第一次全射程测试显示,导航地图标错了阿森松岛的位置,但考虑到“蛇鲨”的极大误差,这意义不大。在飞行3400千米后,“蛇鲨”的圆概率误差约为32千米。1958年6月到1959年5月间进行的7次全射程测试中,最精确的一枚导弹横向左偏瞄准点7.8千米,纵向近了0.6千米。这是唯一一枚抵达目标区域的导弹。直到1960年2月,“蛇鲨”才成功进行了导航实验。最后十次试飞的结果显示,“蛇鲨”的导航系统只有低于50%的概率达到要求。此外,大约一半失败是由导航和控制系统所致,另一半则是其他原因。在所有测试中,只有三分之一的“蛇鲨”成功飞离地面,而最后十次中只有一次飞行了预定距离。

在1950年中和年末,战略空军司令部开始对“蛇鲨”项目失去热情,原因主要有两点。第一点,“蛇鲨”的速度较慢,且无法在平流层飞行,这让它在敌方防空系统面前显得极为脆弱。

第二点,也是更重要的一点,则是“蛇鲨”不理想的测试记录。从1952年“蛇鲨”开始测试以来,发射和导航失败了无数次,让人严重怀疑这种武器的可靠性。由于这些缺陷,战略空军主张中止计划。在1958年12月16日,美国战略空军司令鲍尔通知空军副参谋长李梅:“此系统实战能力有限,因此对美国战略进攻力量的贡献极其微小,我相信有必要重新对其进行评估……我们需要采取必要行动,让‘蛇鲨’符合我们的作战理念,以整合进战略武库……或者中止此项目。”

不过,美国空军已经开始列装“蛇鲨”。虽然制导导弹的测试和研发由空军研发司令部(现空军装备司令部的前身)负责,战略空军司令部仍和多项导弹计划保持密切联系,提出需求,提供技术协助,并派人参与各种会议和技术演示。同时。战略空军司令部积极参与制定实战计划,对真实运用场景进行推定。因此,在1956年12月10日,战略空军司令部发布了一份“蛇鲨”的作战计划,描述了“蛇鲨”在装备、人员、选址、服役、作战等方面的任务和需求。两个月之前的10月22日,司令部组建了战略导弹选址委员会,调查可行的导弹发射场位置。委员会在选址时综合考虑了导弹射程、预期目标分配、“蛇鲨”的性能等因素。在1957年3月21日,美国空军根据选址委员会的建议,将缅因州的普雷斯克艾尔空军基地作为“蛇鲨”的第一个部署基地。两个月后的5月17日,美国空军参谋部将佛罗里达州的帕特里克空军基地作为“蛇鲨”洲际巡航导弹的训练和运行试验场。为了执行这一任务,战略空军司令部在1957年12月15日组建第556战略导弹中队(556th Strategic Missile Squadron)作为战略空军的第一个“蛇鲨”中队,也是第一个地对地导弹中队。半年多后,1958年6月27日,556中队成功从卡纳维拉尔角发射了第一枚“蛇鲨”。但不久之后,美国空军就撤销了这一单位。

但在1959年11月,鲍尔将军要求评估该项目一年后,战略空军建议下马“蛇鲨”导弹(空军研发司令部支持这么做)。但他们的提议被美国空军总部拒绝。虽然鲍尔反对“蛇鲨”计划,美国空军和国防部仍决定继续部署“蛇鲨”,但规模有限,只有一个中队,目的是在拥有足够多弹道导弹之前增强导弹能力。在1959年1月1日,战略空军又组建了装备“蛇鲨”洲际巡航导弹的第702战略导弹联队(702nd Strategic Missile Wing),驻普雷斯克艾尔空军基地,隶属于第8航空队,这也是第一个隶属于编号航空队的战略空军导弹联队。帕特里克空军基地的556中队在1959年4月1日转隶第702战略导弹联队,并计划在七月份搬到普雷斯克艾尔空军基地,但在搬迁完成之前,战略空军司令部在1959年7月15日撤销了该中队。除第556中队被撤销外,原定按计划成立的第702导弹维护中队(702nd Missile Maintenance Squadron)也被取消,这导致702联队没有任何下属单位。所有作战和维护事项都由702联队负责导弹的副联队长领导。702联队在1960年3月18日让第一枚“蛇鲨”开始战备值班,而在1960财年末,总共有4枚“蛇鲨”处于战备值班状态。因此,直到1961年2月28日,战略空军司令部才宣布702联队形成战斗力。

但这已经太迟了。肯尼迪总统在1961年就任后不久就废止了“蛇鲨”项目。不仅战略空军司令部对“蛇鲨”的评估不佳,肯尼迪在1961年3月28日发表的国防预算信息中称,相比于弹道导弹,“蛇鲨”巡航导弹“已经过时,军事价值极小”,应当被淘汰。总统列举了导弹极低的可靠性(令他的国防部长格外痛心)、无法有效突防、无法主动操控、未加固发射场生存力低下等缺点。因此,在1961年6月(一些消息来源称是6月2日或6月25日),在第702战略导弹联队形成战斗力后不到四个月,战略空军司令部就将其解散。

702联队和“蛇鲨”是美军和平年代服役最短的单位之一。虽然美军装备“蛇鲨”的历史极为短暂,这一项目也并非一无是处。战略空军司令部获取了计划和运转导弹中队和联队的经验,从组建、训练到部署。这些经验对战略空军司令部意义重大,它们为后来部署“阿特拉斯”、“泰坦”、“朱庇特”、“民兵”等导弹打下了基础。

附图

图:一枚“蛇鲨”导弹。这是最终列装的型号,注意其平直的进气口(两个助推发动机中间)。

图:这张图中进气道特征更明显。

图:一枚正在起飞的“蛇鲨”导弹。翼下的两个副油箱将在飞行途中被抛掉。

图:早期N-25方案的三视图。注意进气道和最终型号的显著不同。

图:一枚N-25.注意下方的进气道。

图:N-25.这张图清晰地显示了它的进气道部分线条。

图:N-25的三视图。

图:一枚“蛇鲨”的无动力模型。

图:正在起飞的“蛇鲨”。

A Snark test launch at Cape Canaveral, Fla., in 1956. There were 97 such launches at the Cape through 1960. Several mishaps during the test program—though they were valuable learning experiences—caused some to label Florida’s coast as “Snark infested waters.” (U.S. Air Force photo)

图:“蛇鲨”测试。

图:一张艺术画。从中可以看出“蛇鲨”的发射场有多么脆弱。

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