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主题:【原创】美国的核武库——从零到九十 -- 北京阿新

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    • 家园 【原创】63. 以和平的名义——W87核弹头

      80年代是冷战最后的高潮,苏美双方竞相发展终极武器,这以多弹头分导式弹道导弹最为极致,苏联的SS-24,美国的LGM-118“MX / 和平卫士”代表了各自的最高水平,它们均可携带10枚以上的分导式核弹头,拥有极强的核反击能力。

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      图表 141 圣彼得堡铁道博物馆中的SS-24发射车

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      图表 142 LGM-118“MX / 和平卫士”弹道导弹

      美国在1982年2月开始为计划中的MX洲际导弹设计相匹配的核弹头——W87,这项工作有劳伦斯利福莫尔国家实验室负责,1983年10月开始工程设计阶段,而到1986年7月开始了批量制造。1987年11月,改进型Mod1型开始设计,计划拥有47.5万吨的爆炸威力,用于MGM-134“侏儒”机动洲际弹道导弹,但是该计划于1988年7月被暂停,并于1992年1月被最终终止。W87的批量生产于1988年12月就结束了,一共制造了525枚。

      W87核弹头是与MK21再入飞行器结合使用,MK21是原来民兵导弹的MK12A再入飞行器的改进型,其稍重些、稍高些,但价格更低廉。而W87采用了最新式的设计与更高的安全水平,其与洛斯阿拉莫斯国家实验室设计的W88核弹头相类似,其与高精度MX导弹的结合,使其成为一种有效的对付硬目标的武器。W87/MK21长68.9英寸,直径21.8英寸,核弹头重400~600磅,全重大概大于800磅。

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      图表 143 MK21再入飞行器与MX导弹的末级

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      图表 144 W87的结构示意图

      W87核弹头采用标准的两段式爆炸原理,U238作为内衬层,泡沫塑料填充内核,其初始爆炸威力30万吨,但是通过更换更大的高浓缩铀部件,具备提升到47.5万吨的能力。不过,这种升级是否是经过完全测试并未可知,或者仅仅是在计划之中。

      第一枚装备了10枚W87/MK21的MX导弹部署于1986年12月22日,是位于沃伦空军基地的经过加固的地下发射井中,并于1988年12月开始全面部署。随着START-II条约的签订,“和平卫士”导弹开始退出现役,W87也陆续进入储存状态。但是进入2007年,200枚W87/MK21开始再次部署,不过这次是由民兵III导弹携带,一枚导弹只携带一枚核弹头。

      • 家园 W-87和W-88哪种更优秀一些?

        从示意图上看,W-87没有采用非球型裂变初级,个头看上去比W-88要大一些。

        另外有个特点,美国的这几种到目前为止最“新”的核弹头中,裂变物质所占比例都比较高,是不是因为要减小核弹头的体积,就必须增加它的份量?

        50年代短暂出现的“干净”型热核武器后来就没看到有发展了。

        • 家园 实际上两种很相似

          而且外形尺寸、重量都类似。只是W87的初始威力要低些。所以很难说谁更优秀,可以说技术上两者差不多。

    • 家园 【原创】62. 潘兴之剑——W85 / W86核弹头

      80年代的时候,机动中程导弹非常流行,包括弹道导弹与巡航导弹,因为它们机动灵活,抗打击能力比较强,因而被认为是一种重要的反击武器,而得到了苏美两国的大力发展。其中,最著名的代表就是苏联的SS-20与美国的MGM-31C “潘兴II”。

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      图表 138 MGM-31C“潘兴II”中程弹道导弹

      而“潘兴Ⅱ”导弹装备的就是W85核弹头。最初的“潘兴Ⅰ/ⅠA”系列导弹装备的是W50核弹头,爆炸威力达到了50万吨当量,很明显,对于一种战术核武器来说,这个威力实在是太大了,因为这比许多战略核武器的威力都要大不少,从而限制了使用的条件。而“潘兴Ⅱ”导弹有着很高的命中精度(在1770km的最大射程上,命中精度达到30m CEP),使用了末段雷达制导的机动再入飞行器(MARV),因此只需要一个低当量的弹头,就可以完成同样的任务。当然,即使这种“低”当量的核弹头,其威力也远远大于在广岛、长崎所爆炸的老式核弹。

      W85核弹头同样是基于B61核弹的衍生品,其设计参照了B61 Mod3/4型,但是采用升级了的安全措施。其直径13英寸,长42英寸,重880磅,爆炸威力可变(这是B61系列的特点),从5000~8万吨。

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      图表 139 W85核弹头

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      图表 140 美国能源部提供的W85核弹头图片

      从1983年2月到1986年7月,总共生产了120枚W85核弹头,从1988年到1991年,根据INF条约的限制,逐步退出了服役,并改造成B61 Mod 10核弹重新进入美国空军服役。

      而W86核弹头,则是为“潘兴Ⅱ”导弹所设计的穿地弹用核弹头,专门用于打击硬目标,但是由于“潘兴Ⅱ”导弹用途的改变,这个计划最终在1980年9月被取消了。

    • 家园 【原创】61. 狮鹫之爪——W84核弹头

      冷战时期,双方为了自己的核反击能力,都是无所不用其极的,比如加强防护,比如增强机动能力。

      美国率先投入了中程陆基机动巡航导弹系统——BGM-109G“狮鹫”(Gryphon)(GLMC),而为了武装它,研制了W84核弹头。1978年,由劳伦斯利福莫尔国家实验室开始设计,在1983年开始制造,到1988年1月停止制造时,共生产了300~350枚。

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      图表 134 BGM-109G的发射车

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      图表 135 BGM-109G巡航导弹

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      图表 136 BGM-109G导弹与W84核弹头

      W84核弹头与W80核弹头非常相似,都是从B61 Mod 3/4型核弹衍生而来,但它是一种可变威力的核弹头,可以根据目标的需要选择从200吨到15万吨。而且W84由于具备一定的战略核武器特征,因此使用了与B83类似的更高级的安全措施,具备8种安全措施,同时使用了钝感炸药,以避免意外的爆炸。为了研制W84的设计,美国曾于1984年8月2日,在内华达沙漠进行了一次地下核试验,爆炸威力大概2万吨当量。

      W84核弹头直径13英寸,长34英寸,重388磅,比W80要重大概100磅。

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      图表 137 劳伦斯利福莫尔国家实验室公布的W84的设计图片

      虽然,根据中程导弹条约(INF),BGM-109G被拆除了,但是W84仍是美国核武库“持久储存”的一部分,具备随时投入作战的能力。

      另外,当初的李文和事件,就与劳伦斯利福莫尔国家实验室以及W84核弹头的设计有关。

    • 家园 【原创】60. 最现代化的核武器——B83核航弹

      B77计划因为严重超支而被终止后,美国还是要有新的战略核武器用于取代已经过时了的B28与B43核弹,甚至B53也没有合适的替代者。因此,20世纪70年代晚期,美国在B77的技术基础上,由劳伦斯利福莫尔国家实验室开始了B83核弹的设计工作。

      B83核弹在1983年进入服役,并在1984年12月15日进行了第一次地下核试验。它是美国核武库中威力第二大的产品。它长12英尺,直径18英寸,重2408磅,具备可变爆炸威力的能力,最大爆炸威力达到了120万吨。

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      图表 130 B83核弹

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      图表 131 B83核弹的分解图

      B83是美国第一种从设计就开始考虑避免意外爆炸,而且已经使用钝感炸药聚集系统的核弹。其弹头部分类似于小型化的B61核弹,根据公开的图片分析,长3~4英尺,而且集中置于炸弹的头部,使得整个炸弹重心靠前。这是由于B83要求具备低空高速精确投掷能力(最高速度可以达到M1.4),使其具备打击硬目标(类似弹道导弹发射井)的能力,因此它还可以使用直径46英尺(14m)的减速伞。同时,其具备最高M2.0的条件下高空投掷的能力。B83的引信可以地爆、延迟爆炸以及空爆,同时具备新一代的安全保障系统,从而可以最大限度的避免意外爆炸。

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      图表 132 B83的结构示意图,显示其弹头位置

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      图表 133 B83的弹头特写

      B83据推测分基本型与Mod 1型两种型号,可以由美军大部分固定翼作战飞机携带,从B52到F22。

      B83还曾考虑作为“核地堡终结者”计划的备选方案,打算作为钻地核弹使用。即使该计划后来选择了B61-11,洛斯阿拉莫斯国家实验室仍分析了使用B83的可行性。

      为了对付可能撞击地球的小行星,美国还曾考虑同时使用6枚B83将其改变轨道。

      在B77/B83的发展过程中,已知共进行了4次大当量地下核试验(1975年10月28日到1976年5月14日间),均在内华达沙漠进行,最大威力达到120万吨。

      在服役后,84年那次核试验,只是一次低当量实验,威力大概2~15万吨。

      总共有大概650枚B83被生产出来,现在仍作为美国核武库 “持久储存”的一部分。

    • 家园 【原创】59. W82核炮弹

      与被取消的W74核炮弹相似,美国陆军还提出了155mm核炮弹W48的替代计划,这就是W82核炮弹计划,计划中,其将与XM785原子炮弹(AFAP)结合使用,长34英寸,重95磅。

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      图表 129 W82 / XM 785

      最初的设想中,W82核炮弹将是一种双用途武器,利用可更换的组件,实现“标准”裂变弹与“增强辐射”弹(中子弹)之间的转换。

      W82项目于1977年启动,双能力的W82 Mod 0型的设计于1983年10月被终止,而“标准”裂变弹W82 Mod 1计划则于1986年再次启动,但是由于冷战的结束,整个计划于1990年9月年被终止了。

    • 家园 【原创】58. 海上空盾——W81核弹头

      冷战是一段疯狂的年代,苏联为了对抗美国的海上优势,发展了“饱和攻击”理论,而美国为了保卫自己,又发展了“宙斯盾”系统。但是“宙斯盾”系统也不能完全保证航母编队的绝对安全,为了彻底消除饱和攻击的威胁,美国又想起了威力巨大的核弹头,因此计划为“宙斯盾”系统配用的“标准”SM-2舰空导弹配备核弹头,这就是W81核弹头计划。

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      图表 128 W81核弹头

      W81同样是采用B61核弹的核心设计,由洛斯阿拉莫斯国家实验室设计。W81曾有多种设计计划,比如增强辐射弹或纯裂变弹,但是在1986年整个计划被终止了,从未进入过生产与实验。

      对于W81的细节,没有太多详细的资料,但是从公开的图片上看,W81的直径小于SM-2导弹的13.5英寸。

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