美国核力量现代化的规划、进程与前景

2020-11-12 05:44于镇玮
军事文摘 2020年21期
关键词:弹头核潜艇轰炸机

陈 曦 于镇玮

核威慑是美国国家安全的基石,是美国及其盟友的坚实后盾。美国的核威慑力量包括核武器及其运载系统,核指挥、控制和通信系统,以及支持这一切的人员和基础设施。虽然到目前为止美国核安全管理局已经成功地保持了核武库的安全、可靠和有效,但在不断演变的威胁面前,美国认为需要进行史上规模最大、最复杂的核现代化工作以保证其对中俄的核优势地位,但这项进程也面临诸多严峻挑战。

陆基核武器现代化

陆基战略核武器平台的更新换代项目美国目前执行陆基战略威慑任务的是400枚民兵-3型(LGM-30G)洲际弹道导弹。民兵-3型导弹自服役以来虽已经过多轮升级维护,但其推进和制导系统已经老化,美国空军认为民兵-3未来不能有效胜任威慑任务,因此决定不再对其进行升级改造,而最后一轮延寿计划(2015年已完成)将它的服役时间延长到2030年,此后民兵-3将退出历史舞台。

为替代老化的民兵-3导弹,早在2011年,美国国防部就启动了陆基战略威慑系统(GBSD)项目。作为项目的主要执行方,美国空军对“陆基战略威慑系统”的推进系统、制导系统、地面设备系统、指挥控制和通信系统、再入系统和模块式架构等方面的技术指标进行了广泛调研,经过多年的论证,美国空军出于反应时间和成本考虑放弃了机动型陆基洲际弹道导弹方案,决定研制一种全新的井下发射的洲际弹道导弹。与民兵-3的设计相比,GBSD方案的特点在于:一是先进的推进系统,包括备选推进剂和壳体材料,以及重新设计的喷管结构和控制系统,推进剂老化和状态的自动监测技术;二是采用新型惯性测量装置、新型加速度计,提高制导系统的易维护性和平均无故障时间;三是采用新的发射支持技术,提高发射设备加固程度和安全性,降低成本;四是提高指挥控制和通信系统的信息化程度,改进发射控制系统的效能和应急指挥控制的能力;五是改进分导式多弹头的能力,提高轨道修正的适应性和材料性能。

国防部拟定的核武器现代化计划

国防部拟定的核武器现代化计划

空军打算购买超过600枚新型洲际弹道导弹,其中400枚将在2070年之前进行作战部署,其余导弹将用于试验或被储存起来。而为了给GBSD提供指挥保障,美国国防部还与罗克韦尔·柯林斯公司在2017年11月签订了升级E-6B空中指挥系统的合同,即研发新一代洲际弹道导弹的空基发射控制系统(ALCS),升级后的E-6B可以远程控制列装后的GBSD系统。而在其所搭载的弹头方面,GBSD将能够携带单弹头或分导式多弹头。空军最初计划为GBSD装备现有W78和W87弹头的延寿型(二者目前都是民兵-3装备的弹头型号)。升级后的W78被称为“互操作弹头”,但在2018年,空军和国家核安全管理局取消了W78弹头的升级计划,提出使用新的W87-1弹头。新弹头将使用经过良好测试的钝感高能炸药,弹头则被纳入Mk21再入飞行器的改进型,并被命名为W87-1/Mk21A。根据诺斯罗普·格鲁曼公司(以下简称“诺·格”)发布的初步规划,该型弹头将比目前民兵-3搭载的W78/Mk12A更笨重,GBSD的再入载具也会设计得更大以容纳分导式多弹头。

GBSD项目的进展与争议2017年8月,美国国防部通过竞标,将价值6.78亿美元的GBSD项目的预研合同给予波音公司和诺·格公司。2019年7月16日,空军为GBSD项目的工程和制造开发阶段发出了正式的招标书,然而,在招标书发出后仅一周,波音公司就出人意料地宣布退出,并表示目前的采购方式并没有提供一个公平的竞争环境。双方争论的焦点在于,诺·格公司2018年收购的Orbital ATK公司是美国仅有的两家生产固体火箭发动机和运载火箭的公司之一,根据收购条款,诺·格公司需要非歧视性供应固体火箭发动机。然而,波音公司表示其不能自主生产这些系统,因此担心诺·格公司不会遵守协议如约提供火箭发动机,从而使波音在竞标过程中处于不利地位。而据诺·格公司的报道,其与美国国防部签署的GBSD合同时间跨度达数十年之久,要一直持续到2075年。国防部在2016年8月将该计划的估计采办成本定为850亿美元,全生命周期成本为2380亿美元(以当年美元计)。这笔巨大合同的大部分预算都将进入诺·格公司的腰包,这无疑引起了美国军工企业的强烈不满,而如果诺·格公司后续加价,国防部可能也只得默默接受。对招标后果的担忧还惊动了国会,国会已经要求空军评估GBSD项目在此阶段因只接受一次投标而产生的风险和成本。

除了在招标方式上被广泛质疑,GBSD项目的弹头生产环节也出现了产能不足的问题。核安全管理局称,为将旧核弹头更新换代,有必要到2030年确保每年生产80个以上储备用钚弹芯的能力,这些钚弹芯主要将被用于GBSD系统搭载的W87-1弹头。而为了弥补生产能力的不足,美国政府决定重启萨凡纳河国家实验室,在洛斯·阿拉莫斯国家实验室和萨凡纳河实验室分别同时生产30个左右和50个以上的钚弹芯“最为理想”。尽管已经开足马力准备生产新的核弹头,但核安全管理局在其2021财年预算文件中指出,为防止实验室不能如期提高产能,目前部署在美国洲际弹道导弹上的W87-0弹头也将在“测试合格后部署到GBSD上”,这将在W87-1弹头被推迟的情况下,为空军提供一个替代弹头。

海基核武器现代化

研制新型海基战术核武器海基核力量作为二次核打击的最佳选择,是实现“可信威慑”的必要基础,因此负责执行连续海上威慑(CASD)任务的弹道导弹核潜艇(SSBN)成为美国核威慑力量的支柱。

目前,美国的海基核力量主要是14艘俄亥俄级战略导弹核潜艇和288枚三叉戟Ⅱ-D5潜射导弹组成的二次核反击力量。其中,三叉戟Ⅱ-D5导弹是目前美国惟一的分导式多弹头洲际导弹,每枚导弹最多可搭载14枚分导式弹头,射程在12000千米左右。但受《削减战略武器条约》限制,并考虑导弹射程和携带“诱饵”以增强突防能力等因素,每枚导弹携带的核弹头约为4个,即使如此,目前的导弹防御系统想要完全拦截三叉戟Ⅱ-D5仍然非常困难。但是,由于三叉戟Ⅱ-D5导弹所搭载的W76-1核弹头爆炸当量太大,且灵活度不足,很难在实际战场上使用,无法有效保证美国海军力量的威慑力,因此美国海军开始将目光转向搭载低当量核弹头的战术核武器,试图将海基战略力量转变为“灵活战术核打击力量”。2020年2月,搭载低当量核弹头W76-2的三叉戟Ⅱ-D5导弹正式服役,这标志着美国向可实施灵活战术核打击的“核海军”迈进了关键一步。

美国着重发展海基战术核武器另一原因在于部署在陆地战场(包括机场)前沿的战术核武器几乎没有威慑价值,而且很容易被敌人的其他战术武器迅速击溃,使己方陷入严重被动状态,从而不得不面临升级核战争的危险处境。从这个角度上看,部署在潜艇或军舰上的战术核武器因其极大的灵活性、较低的附带伤害和巨大的威力(低当量核弹头W76-2的爆炸威力在5000吨TNT当量左右),可以胜任从战术核打击到战略核威慑的一系列任务。

此外,虽然《核态势评估报告》要求发展新的海基核巡航导弹,但目前美国各部门间的对话仍仅限于概念阶段。国务院和五角大楼明确了该型武器的某些特点以及需要达成的结果,但尚未谈到现实装备的研制。对于如何研制海基核巡航导弹,目前摆在美国面前的有两条道路。第一条是基于之前方案的经验(2011年前美国海军曾装备海基核战斧导弹全部退役)对现有的战斧巡航导弹进行升级。在之前已有的基础上研制新型核巡航导弹将十分迅速、简易——实际上只需要更换核战斗部并升级相关软件即可,但显而易见这种“老瓶装旧酒”的模式将保留战斧导弹的所有缺点。第二种技术路径则相当复杂,需要按照各个阶段开展名副其实的科研和设计工作,从制定任务计划书到量产的整体过程耗资巨大,周期较长,而且并不能确保能够获得理想成果,但第二种方案将确保导弹的技术水平远高于其他大国的同类产品,因此也是目前美国海军比较倾向的路径。

民兵-3导弹发射瞬间

美国海军第18艘俄亥俄级战略核潜艇——路易斯安那号

哥伦比亚级核潜艇的困境美国正在调整其海基战略威慑力量,将14艘老化的俄亥俄级战略导弹核潜艇替换为12艘新型哥伦比亚级战略核潜艇,此计划还将与英国的下一代战略导弹核潜艇建造计划对接,两国的战略导弹核潜艇将使用共同的导弹发射筒,类似的火控系统和同样的潜射弹道导弹。美国已经为新型战略导弹核潜艇哥伦比亚级首舰哥伦比亚号设置了2031年服役的硬性目标,但美国国内围绕哥伦比亚级潜艇的争论却一直持续着。

国会研究服务处(CRS)在2019年发布的关于哥伦比亚级核潜艇的最新报告中强调了该项目面临的几个问题。首当其冲的就是快速增长的造价。如果考虑通货膨胀因素,在正式开始建造后,每艘哥伦比亚级的预计造价在60~70亿美元,是俄亥俄级的两倍多。哥伦比亚级的建造预算将占美国海军年度造船预算的1/4~1/3左右,其将成为美国海军目前正在实施的“30年造舰计划”中投入最大的舰艇。但根据“计划”,在2026年—3034年期间,也就是哥伦比亚级核潜艇的生产高峰期,年度支出将高达260~280亿美元(2019财年美元计),远远高出历史平均水平,也高出2019财年实际拨付的242亿美元的造舰预算。美国海军自己也认为,目前划拨的预算已然很高,而且未来难以有跳跃式增长,支持年度高达260~280亿美元的造舰支出存在现实困难,而这很大程度上会影响哥伦比亚级的初始建造计划。因此,摆在美国海军面前最现实的问题是,哥伦比亚级巨大的建造成本无疑会压缩其他舰艇的预算,海军进而不得不减少这些舰艇的建造数量;而如果减少哥伦比亚级的数量,一只规模较小的战略导弹核潜艇部队可能起不到足够的威慑作用。

强大的隐蔽性是战略导弹核潜艇在战争中生存下来的重要前提,而反潜技术和其他新兴技术的进步将对核潜艇的建造和部署构成严重威胁。三叉戟导弹的射程使战略导弹核潜艇的巡逻区域大幅扩展,但当它们离开或返回美军基地时,仍然很容易被发现。美国担心,中俄两国的卫星网络每天都能提供整个地球的高分辨率图像,如果配以适当的搜索算法,这些图像情报可能会揭示美国的战略导弹核潜艇迄今为止未被观测到的作战和技术特征。而人工智能的进步可能也会带来识别未知核潜艇特征的新方法,如果有足够的算力支持,海洋可能会变得越来越透明。此外,蓄意的网络攻击,自主/机器人反潜武器,纳米技术和其他新技术可能以单独或意想不到的组合形式对弹道导弹核潜艇构成潜在的巨大威胁,给美国的战略威慑力量带来灾难性影响。

空基核武器现代化

新旧并存的空基战略核武器平台美军现役主力轰炸机主要由B-1B、B-2A和B-52三款轰炸机组成。美国空军从20世纪80年代起,一共装备了96架B-1型轰炸机。2011年,美国根据《新削减战略武器条约》,向俄罗斯展示并证明该款轰炸机不再具备搭载核武器的能力。因此,美军目前具备空基核打击能力的平台主要为20架B-2型轰炸机和87架B-52H型轰炸机,其中16架B-2和44架B-52H可以携带核武器。

作为当今世界上惟一一款隐身轰炸机,B-2幽灵轰炸机兼具战略核/常规打击能力。作为空基核打击平台,B-2最多可以携带16枚B-61或B-83核炸弹实施战略轰炸,但为保证隐身性,B-2尚未具备搭载核巡航导弹的能力。B-2设计之初的定位便是一款“低可探测性”轰炸机,旨在提高美国穿透苏联防空系统的突防能力,但随着世界各国防空系统的日益强大,美国空军对B-2的突防能力提出了更高的要求,为此美军提出了B-2升级改进计划,以进一步提高B-2发现并规避敌防空系统的能力,并改进限制其作战能力的缺陷,主要是提升雷达探测能力和用于核指挥和控制的高频卫星通信能力。截至2019年底,该项目耗资已从2.85亿美元飙升至30亿美元,但仍远未完成升级目标。

B-21轰炸机(右)和B-2轰炸机并排停放的电脑想象图

B-52H是由波音公司研制的八发动机远程战略轰炸机。最后一架B-52H于1962年10月26日正式交付驻米诺特空军基地第4136战略轰炸联队,目前,最年轻的B-52H也已经服役近60年。为维持B-52H的作战效能,美空军在2011财年再次增加了B-52H现代化工作的投入,计划让B-52一直服役至21世纪40年代。整体升级计划包括配备新的发动机、电子设备以及炸弹装载系统。升级后的B-52H型能够携带占总载荷50%以上的智能炸弹。

而另外一款全新的战略轰炸机——B-21突袭者目前依然十分神秘。美国空军不久前表示,受新冠疫情影响,首架B-21的首飞时间由原计划的2020年底推迟至2021年。此外,美国《国家利益》网站还曾表示美空军正在考虑增加B-21的采购数目,由原来的80~100架,增加至180架。倘若美军已经切实解决B-21成本控制问题,并采购180架左右,美军空基战略核打击力量将得到大幅提高。毕竟设计于冷战时期的B-2轰炸机曾代表了美国先进科技力量,但后来由于苏联解体致使美国国防预算大幅滑坡,最终只有21架B-2进入美军服役,后期采购单价高达24亿美元,而其昂贵的维护费用和繁重的维护工作更是直接影响其出动频率。B-21在基本保留B-2的各项优势能力外,极有可能弥补B-2的不足,在美国空军“能力簇”建设的衬托下,将具备更强的突防能力和更灵活的部署能力。

弹头延寿计划与LRSO计划美国有大约322枚B61和B83炸弹供战略轰炸机使用,另外还有230枚B61炸弹供战斗机使用。B61目前有3、4、7、10、11和12六种型号,其中B61-10已于2016年退役。B61-3、4和10被认为是战术核弹,当量较低,可由F-16DCA、F-15E和F-35投送。其中B61-3和B61-4主要部署在欧洲,属于美国延伸威慑的一部分。B61-7和B61-11则是部署在B-2轰炸机上的战略武器。2012年,美国计划将现有的4种B61弹头(战术型B61-3、4、10以及战略型7)的功能统一集成在新型的B61-12核炸弹中,当量在300-50000吨TNT之间。与前几个型号相比,B61-12不仅具备可调核当量功能,其还采用了“GPS+惯性”复合制导方式,极大提升了炸弹的精确打击能力。B83于1983年首次生产,是美国核武库中威力第二大的武器,同样具备当量可调的能力,最大爆炸威力达到了120万吨TNT当量,具有包括钝感炸药在内的最现代化的安全保护功能。奥巴马政府曾表示,在弹头延寿计划完成后,B83将于2025年退役。但是,特朗普政府在2018年核态势评估中改变了这一计划,宣布将继续推迟B83-1的退役时间,直到确定合适的替代弹头为止。

随着AGM-129隐身巡航导弹在2012年退役,只有B-52H所搭载的AGM-86B空射巡航导弹(ALCM)可实施防区外核打击任务。ALCM于1982年首次服役,截至2015年春,空军保留了大约572枚具有核能力的ALCM,服役时长均已超过10年,其可靠性随着组件老化而下降,且维护难度也越来越大。此外,诞生于20世纪的ALCM,面对潜在对手日益强大的防空能力,其突防能力日益捉襟见肘,较低的信息化水平也难以与网络化作战体系相适应。为此,美国空军开发远程防区外巡航导弹(LRSO),以取代ALCM。新型导弹将携带翻新的W80-4战斗部,与B-2、B-52H轰炸机以及新型B-21轰炸机兼容,并具备更强的生存能力、更高的可靠性和更远的射程。这对于“年过花甲”且不具备隐身能力的B-52H来说至关重要,意味着其可以在更安全的距离完成打击任务。LRSO具备的隐身、重新瞄准和弹头威力可调能力,是美国近年强调“定制威慑”核战略思想的实践。这一思想的核心就是根据多重任务需要定制核武器性能,而不只执行一种任务。拨盘式当量调整、重新瞄准等技术改进,使之无需发展更多类型的武器即可填补战争升级阶梯中的空白。吸波材料与结构技术、动力系统红外抑制技术以及智能隐身材料、等离子体隐身技术都极有可能被运用在LRSO上,使其具备更强的突防能力,未来LRSO与B-21的结合将显著增加美国轰炸机的打击覆盖范围,增加对手防空系统的拦截难度,显著提高美国空基核力量的打击能力。

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