一、美國戰(zhàn)術(shù)核武器研發(fā)部署情況
美國近年來發(fā)展和計(jì)劃發(fā)展的新型戰(zhàn)術(shù)核武器主要有以下三種。
一是搭載新型低當(dāng)量核彈頭W76-2的潛射彈道導(dǎo)彈。作為低當(dāng)量核彈頭,W76-2當(dāng)量調(diào)節(jié)范圍為5kt~7kt,其前身可追溯到1978年開發(fā)的戰(zhàn)略核武器W76-0核彈頭(100kt當(dāng)量)。2008年美國將W76-0當(dāng)量減小為90kt,命名為W76-1。2018年再次將W76-1當(dāng)量減小為5kt~7kt,命名為W76-2。發(fā)射載體為三叉戟Ⅱ-D5潛射彈道導(dǎo)彈。據(jù)報(bào)道,美國于2019年底由“俄亥俄”級戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇田納西號(SSBN-734)首次攜帶W76-2型核彈頭三叉戟Ⅱ-D5潛射彈道導(dǎo)彈在大西洋中進(jìn)行了載彈巡航,并于2020年1月11日返回佐治亞州金斯灣核潛艇基地。
二是被稱為“核掩體炸彈”的低當(dāng)量重力炸彈B61-12。其前身是戰(zhàn)術(shù)核炸彈B61,當(dāng)量范圍為0.3kt~500kt。后美國對B61進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),使其能從戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)上投擲打擊位于地下深處(最大100m)的目標(biāo),即為B61-12。此外,將當(dāng)量調(diào)整范圍改為0.3kt~1.5kt和10kt~50kt兩段,從而使其實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的靈活性大為提高。B61-12安裝了自旋姿控火箭發(fā)動機(jī),使彈頭投出后可飛行一段距離,并配備包括慣性測量裝置在內(nèi)的新型“制導(dǎo)尾翼工具包組件”,落點(diǎn)誤差大幅降低,據(jù)估計(jì)可達(dá)5m以內(nèi)。目前,B61-12已經(jīng)完成在F-15E、F-16、F-35A以及B-2等多個平臺的投擲測試,可見其具有廣泛適用性,因此被稱為美國核武庫中“最危險(xiǎn)的核彈”。
三是重造退役的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈,并在其上搭載低當(dāng)量核彈頭,這是更長期的計(jì)劃。冷戰(zhàn)時(shí)期,“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈能以3m 以內(nèi)的精確度打擊約1600km~2500km的目標(biāo),因而成為搭載450kg常規(guī)彈頭和200kt級W80核彈頭的經(jīng)典武器系統(tǒng)。目前該型導(dǎo)彈具體部署時(shí)間、彈頭型號和當(dāng)量大小都未正式確定,但據(jù)推測,可能會是W80-4核彈頭的改進(jìn)型。W80-4是對搭載在現(xiàn)役空射巡航導(dǎo)彈(ALCM)上的W80-1核彈頭(最大100kt)進(jìn)行延壽改良而來。預(yù)計(jì)其將作為正在研發(fā)的新型核巡航導(dǎo)彈的核彈頭。
二、核爆炸毀傷機(jī)理
(一)核爆炸的殺傷破壞因素和特點(diǎn)
核爆炸的殺傷破壞因素主要有沖擊波、光輻射(或稱熱輻射)、早期核輻射、剩余核輻射(放射性沾染)和電磁脈沖。對于純裂變的武器來說,上述各殺傷破壞因素占爆炸能量的比重分別為沖擊波和光輻射約占85%,早期核輻射約占5%,剩余核輻射約占10%,電磁脈沖僅占1%到1‰。而純聚變武器的爆炸不產(chǎn)生剩余核輻射,早期核輻射所占的比例不變,沖擊波和光輻射所占的比例增加到95%。一般的核武器總是既有裂變部分又有聚變部分,僅二者的比例有差別而已。
(二)水下核爆炸的毀傷機(jī)理
對于水下核爆炸,由于水的影響,其毀傷機(jī)理與空爆和地爆有所區(qū)別。水下核爆炸所釋放的能量主要以高溫高壓氣體的形式作用于周圍水體。由于水的密度遠(yuǎn)大于空氣密度,其壓縮性通常只有空氣的1/30000~1/20000,因此水中核爆炸所產(chǎn)生的破壞作用要比在空氣中的爆炸強(qiáng)烈得多,并且水中沖擊波隨距離增加而衰減的速度相對更慢。通常將水下核爆炸過程分為核爆炸、沖擊波的形成和水中傳播以及氣泡的脈動過程三個階段。期間產(chǎn)生的載荷主要有兩種,即沖擊波載荷和氣泡脈動載荷。
沖擊波載荷對應(yīng)的能量通常在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到峰值,并從爆炸點(diǎn)向外傳播,且持續(xù)時(shí)間較短。沖擊波載荷主要對潛艇結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部破壞效應(yīng),并會對艇載設(shè)備造成沖擊毀傷。研究表明,艇載設(shè)備的抗沖擊性能通常低于艇體結(jié)構(gòu),即艦艇整體抗沖擊能力的薄弱環(huán)節(jié)往往是艇載設(shè)備的抗沖擊性能。
氣泡脈動載荷主要來自爆炸后高溫高壓氣體所形成的球狀氣泡,這些氣泡產(chǎn)生頻率較低的氣泡脈動壓力,從而推動周圍的水徑向流動。氣泡脈動引起的二次沖擊波強(qiáng)度約為首次沖擊波強(qiáng)度的10%~20%,但由于氣泡脈動通??梢匝永m(xù)多個循環(huán),持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)大于首次沖擊波的持續(xù)時(shí)間,因此對外做功能力與首次沖擊波基本相當(dāng),且氣泡脈動的低頻特性使其容易激起潛艇結(jié)構(gòu)的低頻振蕩,造成潛艇結(jié)構(gòu)整體破壞。
三、戰(zhàn)術(shù)核武器對潛攻擊的可能方式
縱觀美國上述三種戰(zhàn)術(shù)核武器,結(jié)合核爆炸及水下核爆炸毀傷機(jī)理分析,認(rèn)為美國戰(zhàn)術(shù)核武器對潛攻擊的可能方式有兩種,即潛射+水面爆炸和空投+水下爆炸。
(一)潛射+水面爆炸
美國可用于水面爆炸對潛攻擊的戰(zhàn)術(shù)核武器包括W76-2 和W80-4。目前,W76-2 型核彈頭應(yīng)用已經(jīng)成熟。該型彈頭的發(fā)射載體為三叉戟Ⅱ-D5潛射彈道導(dǎo)彈,發(fā)射平臺為“俄亥俄”級戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇。W80-4型核彈頭尚處于遠(yuǎn)期計(jì)劃中,其發(fā)射載體推測為再造的戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈,發(fā)射平臺為“俄亥俄”級巡航導(dǎo)彈核潛艇。二者發(fā)射平臺和發(fā)射載體的技術(shù)性能和可靠性都已得到充分驗(yàn)證。就落點(diǎn)精度方面來說,W76-2 型可達(dá)到CEP90m的量級,而W80-4則可達(dá)到3m以內(nèi),都足以打擊潛艇級別的點(diǎn)目標(biāo)。
由于彈頭不具備“鉆地”功能,二者的爆炸方式不可能為水下爆炸,而空爆方式又不利于核爆炸的沖擊波作用對水下潛艇產(chǎn)生毀傷。因此,W76-2和W80-4型核彈頭在對潛攻擊時(shí)的爆炸方式最有可能為水面爆炸,這樣可以最大限度地發(fā)揮核爆炸的沖擊波毀傷作用。
(二)空投+水下爆炸
為了能從戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)上投擲打擊位于地下深處(最大100m)的目標(biāo),美國對原B61 進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),從而形成了B61-12核彈頭。作為具有“鉆地”能力的重力核炸彈,B61-12核彈頭顯然也可以實(shí)現(xiàn)水下爆炸。其投擲平臺包括F-15E、F-16C/D、F-35、B-1B、B-2A,B-52,B-21等眾多戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī),作戰(zhàn)使用靈活性高。其落點(diǎn)精度可達(dá)到5m以內(nèi),足以打擊點(diǎn)目標(biāo)。水下爆炸方式產(chǎn)生的沖擊波對潛艇威脅極大,加上足夠高的落點(diǎn)精度,使得B61-12核彈頭能夠最大程度殺傷水下潛艇,其量產(chǎn)服役后極有可能成為美國利用戰(zhàn)術(shù)核武器實(shí)施對潛攻擊的主要武器。
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