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”。
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。