法國M51潛射彈道飛彈

法國M51潛射彈道飛彈

M51潛射彈道飛彈是法國原子能軍需事務局和法國原子能總署正在研製的新一代戰略核飛彈。M51飛彈重54噸,長13米,直徑2.35米。飛彈上安裝電力噴嘴調節器、慣性制導與天文制導系統,展開式減阻帽能夠降低發射後的空氣阻力;它的整流罩由複合碳基材料製造。飛彈射程可達8000~10000千米。飛彈初型(M51.1)能夠搭載6個TN75核彈頭,升級版本(M51.2)將安裝新型TNO彈頭,預計該型飛彈將於2015年入役。

基本信息

簡介

法國M51潛射彈道飛彈法國M51潛射彈道飛彈

2010年,法國M51潛射彈道飛彈計畫取得重要進展,標誌著法國戰略核威懾力量得到進一步增強。

2010年1月27日,法國國防部宣布,當天首次從“凱鏇”級“可畏”號戰略彈道飛彈核潛艇上成功試射了一枚M51新型潛射戰略飛彈。此前,M51飛彈已試射過3次,但都是由地面裝置完成,這次是首次從核潛艇上試射成功。M51飛彈將逐步取代現役的M45潛射彈道飛彈,首先裝備在“凱鏇”級“可畏”號核潛艇上。9月20日,第4艘也是最後一艘“凱鏇”級彈道飛彈核潛艇“可畏”號開始在法國海軍服役。另外,其他3艘“凱鏇”級潛艇都將在2011年和2018年之間完成改裝,以裝備M51飛彈。

發展背景

M51潛射彈道飛彈全尺寸模型水上試驗M51潛射彈道飛彈全尺寸模型水上試驗
首先,發展M51潛射彈道飛彈是實現法國國家安全戰略的需要。進入21世紀以來,美國在國際事務上的“單邊主義”政策對法國發揮國際作用構成了巨大壓力,使法國進一步增強獨立的核威懾能力的願望十分強烈。同時,美俄反導防禦系統建設使法國核威懾能力大打折扣。另外,法國認為面臨所謂“無賴國家”和大規模殺傷性武器擴散的威脅。這些問題都促使法國研製一種在射程、突防能力和生存性能上都能滿足新形勢要求的戰略武器。2008年6月17日發布的《法國國防與國家安全白皮書》認為,法國是唯一擁有彈道飛彈的歐盟國家,M51飛彈和“阿里安-5”運載火箭都已完成研發,具備此等戰略領域的核心能力。該白皮書指出,到2025年,法國航天系統工業與技術的發展重點為:在現有基礎上,繼續發展彈道飛彈領域,尤其是高性能慣性制導和固體推進工業技術。

其次,發展M51潛射彈道飛彈是確保法國戰略核威懾力量的有效性,實現其更新換代的需要。法國現役潛射彈道飛彈力量的主力是M45飛彈,該彈2010年到達服役年限,需要後續型號填補空缺。同時,M45飛彈自身存在一定缺陷,尚無法滿足未來的軍事需求,比如該彈對抗飛彈防禦系統的能力有待提高,射程僅6000千米,無法實現全球打擊。早在2001年6月8日法國席哈克總統在巴黎高等國防學院發表主題為“戰略變化,危機永存”的講話中就提到,“研究讓法國軍隊具備抵禦飛彈的防禦能力,提出與此相關的計畫,目的在於消除已出現的新危險”。此外,為維持其核武庫,法國每年需花費高達30億歐元的軍費,已受到國內相關政治集團的抨擊和質疑。因此,法國需要其核力量的發展做到減少數量與型號,提高質量,以保證未來數十年法國戰略威懾的穩定性。為與此要求相適應,法國提出了M5飛彈的發展計畫,重點提高突防能力、射程和抗打擊能力等方面。

發展歷程

法國M51潛射彈道飛彈法國M51潛射彈道飛彈
自1960年首次核子彈試驗成功,法國潛射彈道飛彈已經發展了5代,其中第4代的M4飛彈使法國擁有了分導式再入多彈頭技術,第5代的M51潛射彈道飛彈由M45潛射彈道飛彈演變而來。

20世紀70年代中期,法國開始了M4系列飛彈的研製。M4系列飛彈共有M4A,M4B、M45三種型號,分別攜帶TN70、TN71和TN75彈頭,這些彈頭的尺寸越來越小,突防能力越來越強。其中TN75彈頭是法國國防部向原子能委員會提出為M45設計的一種小型化核彈頭,該彈頭於1992年開始生產其再入體具有一定的隱身能力,安裝了較為成熟的突防裝置。

1991年7月,法國開始全面研製M5潛射彈道飛彈。不久,法國國防部長皮埃·若斯宣布將研究潛艇和地下井通用的彈道飛彈,並命名為“混合型MS5”。該計畫要求M5飛彈射程達到6000-10000千米,採用TN76輕小型分導式彈頭,原計畫準備攜載12枚多彈道的子彈頭,但考慮到冷戰結束,法國決定仍採用6枚子彈頭。1996年,隨著法國“三位一體”核力量轉變為海空力量構成的“兩位一體”結構,“混合型MS5”計畫終止。同時,由於冷戰後法國宣布暫停核武器試驗,為M5配屬的新型核彈頭TN76的研製計畫不得不凍結,為此法國修改了原來的M5計畫,簡化了設計,仍使用原來裝備M45的TN75彈頭,這就是M51潛射彈道飛彈計畫。按照計畫,法國定於2010年裝備該彈,其總研製費用約300億法郎。

1997年,在因經費問題推遲8個月後,M51潛射彈道飛彈計畫正式開始實施。2001年10月,M51飛彈的第一級固體火箭發動機D511演示模型成功通過耐壓測試,這是整個飛彈開發過程中的關鍵一步。2004年11月,法國開始正式採購M51飛彈。2006年11月9日至2010年1月27日,法國先後4次成功進行了M51飛彈的試射。2010年9月20日,隨著第4艘也是最後一艘“凱鏇”級彈道飛彈核潛艇“可畏”號列裝法國海軍,M51飛彈正式裝備於“凱鏇”級彈道飛彈核潛艇。

由於M51飛彈使用了即將接近服役年限的TN75彈頭,為此法國正在發展新型核彈頭TNO(海射核彈頭),換裝TNO的新型M5按慣例將被稱為M512,預計在2015年正式服役。作為法國新一代三級固體戰略飛彈,M51潛射彈道飛彈將是法國2010年以後主要的潛射彈道飛彈,是法國未來實施戰略核威懾的主要工具。

項目投資

整個M51項目將耗資80億歐元,其中50億用於研發。而建造和改裝“凱鏇”級潛艇所需的資金約為150億歐元,包括25億的“可怖”號建造費用和7億的長島基礎設施投入。以上開支還不包括彈頭(成本保密)、“兆焦”模擬器(12億歐元)、試驗設施、用於支持試驗發射的“蒙日”號跟蹤船以及其他相關單元。據估計,法國的整個核武器系統研究計畫每年的運行成本為30億歐元。法國一度曾計畫改裝即將退役的M45飛彈作為運載火箭發射小型軍事衛星,以獲得M51項目需要的部分資金,但因技術難度過大,這一構想已被放棄。雖然項目資金受到巨大壓力,但由於項目的大部分工作都已經完成、正在進行中或者已經下發到工業部門,項目削減的餘地還是十分有限的。項目開支正趨向頂峰並將開始縮減。2008年,開支有望縮減到國防硬體總開支的18%。當2011年M51與“可怖”號項目結束之後,開支將進一步大幅度縮減。三艘現有潛艇的改裝工作有望在2015年完成。到2018年,ASMPA飛彈將裝備“陣風”戰鬥機,以代替原來執行空中核打擊任務的“幻影”2000NS。

性能特點

M51飛彈由等國合資的歐洲EADS公司製造,射程6000-10000千米,彈長13米,彈徑2.35米,發射重量48~50噸,比M45型潛射飛彈重近50%,採用慣性制導方式,動力裝置為3台固體發動機:採用TN75熱核彈頭,爆炸當量為6×10萬噸。該彈主要具備以下性能特點。

射程遠

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法國一直採取有限的核力量發展戰略,主要以敵方大城市為戰略打擊目標。

增大射程一直是法國潛射彈道飛彈不懈追求的目標,因為法國戰略核潛艇一直將前蘇聯/俄羅斯的反潛力量視為最大的威脅。由於法國採取有限的核力量發展戰略,因此其為數不多的核武器主要以敵國大城市為主要打擊目標。

但是,最初的法國H1型潛射飛彈的射程只有2000多千米,為了將莫斯科時刻覆蓋在飛彈射程範圍內,而且躲開俄羅斯海軍在巴倫支海的重點反潛設防區,法海軍核潛艇就必須在本國的反潛和海上警衛區以外的北海和挪威海巡邏,這使得巡邏成本和面臨的威脅都非常大。而裝備3000多千米的M2飛彈後,潛艇就能在地中海、甚至東北大西洋,在以布列塔尼為基地的反潛戰力量保護下進行巡邏了。而射程近6000千米的H4飛彈服役後,法國潛戰飛彈具備了更大的靈活性,使其能從格陵蘭-冰島-英國的通道外打擊莫斯科。

而射程6000~11000千米的H51不僅使法國核潛艇可以在更大的區域內巡邏,保持對傳統目標的覆蓋,而且還可以打到以往無能為力的新的目標區,從而可從容地應對新的國際環境下出現的突如其來的威脅。因此可以說,法國H5飛彈的戰術、技術指標是針對法國地緣政治固有的條件而提出的,它也成為法國實現其新戰略需求的海基打擊力量的基礎。

突防手段多

法國M51潛射彈道飛彈試射法國M51潛射彈道飛彈試射
20世紀80年代,法國針對前蘇聯和美國的反導系統的發展,對自己的核武器系統進行了重點改進。而進入新世紀以後,全球範圍內興起的反導熱潮再次成為了法國改進其飛彈突防系統的重要動因。2002年6月8日,席哈克總統在巴黎高等國防學院發表的題為“戰略變化、危機永存”的講話中提到,“研究讓法國軍隊具備抵制飛彈的防禦能力,提出與此相關的計畫,目的在於消除已出現的新危險”。因此從M4潛射飛彈開始,法國就將突破彈道飛彈防禦系統的能力作為戰略飛彈設計的重要指標。一是採用了技術更先進的誘餌技術。法國從1980年部署的二代中程彈道飛彈S-3開始使用誘餌假彈頭,該飛彈設計有一個以誘餌為主的突防系統。潛射的M20和M4飛彈也帶有誘餌,H5系列潛射彈道飛彈的誘餌突防系統則更加成熟。在1987-1991年的五年國防計畫中,為M5飛彈設計了12個彈頭,而且在飛彈能力上完全可以實現這一指標,但核飛彈在實際設計中只有6枚彈頭。雖然M51飛彈採用的TN75彈頭比原計畫使用的TN76彈頭要重、體積要大,但母艙仍有較大富餘載荷,這些載荷可用於安裝更複雜的突防誘餌和干擾裝置。同時,M51飛彈的新型彈頭採用降低雷達反射面積的外形設計,外表塗敷新型吸波塗料,這使其雷達反射面積大幅度減小。

針對未來可能出現的飛行主動段雷射攔截技術,M51飛彈採用了抗雷射加固技術。飛彈在飛行中採用自鏇穩定方式,一方面鏇轉的彈體使打擊的雷射能量可以分散到彈體表面更大的面積上,另一方面,外表的塗層具有較強的反射雷射特性,這使其具有一定的抗雷射打擊能力,不但可以抵禦來自空間雷射器的打擊,而且可以抗擊美國的機載雷射武器(ABL)。

攻擊能力強

從M4飛彈開始,法國潛射飛彈都採用了多彈頭共體設計。這在增強法國核力量規模的同時,也增強了法國飛彈對反導系統的飽和攻擊能力。法國的多彈頭設計與美蘇有明顯不同,其沒有經過集束式多彈頭階段,就跨越到了分導式多彈頭階段。所謂集束式多彈頭就是多個子彈頭拋撒後,不再調整飛行軌跡,按照拋撒時的彈道飛向目標區。而分導式多彈頭則是在拋撒後,獨立制導,各自飛向不同的單個目標。這一跨越可以說既是法國長期飛彈載荷技術積累的成果,也使法國飛彈技術很快地趕上了美蘇,成為當時世界上第三個掌握了多彈頭分導技術的國家。

M51飛彈上的6個當量為150千噸的子彈頭安裝在被稱為CPE母艙中,在第三級火箭分離後,6個子彈頭沿著母艙彈道在不同的軌道點釋放。為確保彈頭的打擊精度,母艙的機動受制導計算機的控制。在到達預定點和調整到恰當姿態後。計算機發出指令,引爆爆炸螺栓將母艙開鎖,彈出一個子彈頭,6個彈頭間隔一定時間釋放。這樣,既能使彈頭打擊更大範圍內的目標,還能使各子彈頭的彈道更加分散,這對躲避以區域殺傷為特點的核爆攔截尤為有效。

6個子彈頭的最大分布範圍為長350千米、寬150千米的長方形區域。也就是說,一枚彈道飛彈可以完成對該區域內的多個城市和軍事基地的打擊。

此外,有報導稱,H51上的6個子彈頭還可以在分離後的飛行走廊上引爆其中的1枚或多枚經過專門設計的電磁脈衝核爆彈頭,從而破壞敵方在攻擊通道上的地面電子戰系統,使敵方的反導預警、指揮、控制、通信等系統癱瘓。而己方彈頭由於經過專門的抗核電磁脈衝加固,可以利用該通道突破反導防線。

生存能力強

雖然法國拒絕對不首先使用核武器作出承諾,但仍然奉行“逐步反應”的核作戰原則。由於其將潛射核飛彈等戰略核武器作為戰爭的最後手段,因此其想定的潛射核飛彈的使用條件是惡劣的核戰爭環境,這迫使其在飛彈系統設計中充分考慮了潛射系統的抗核打擊能力。

M51飛彈延用了M45飛彈的深水發射技術,發射深度達40米。發射系統使用快速雙數據處理系統,能以極高的速度完成潛射飛彈點火測試、監視和點火控制。這種發射方式一方面儘可能地減少了潛艇的淺水暴露時間,另一方面縮短了最脆弱的飛彈水下發射過程,無疑使整個系統的生存能力得以提高。據報導,H51不但繼承了這一發射方式,而且利用海洋衛星技術和遠洋通信技術加強了法國本土核作戰指揮部對深海核武器系統的控制,使其在提高生存能力的同時,具備較高的指揮可靠性。

抗毀傷能力強

針對未來可能出現的雷射攔截技術,M5飛彈針對太空天基雷射武器進行了加固。科學家研究證實,雷射武器對飛彈的攻擊有兩種情況可擊落飛彈:一是由於燃料箱被擊穿或燃料被加熱,而發生爆炸:二是雷射熔穿部分對飛彈造成結構性破壞,例如玻璃纖維類材料外殼的固體燃料飛彈的外殼承擔了部分結構應力,因此在結構部分損壞的情況下,飛彈的縱向加速度可使火箭一折兩段。

為了抗擊雷射照射,H5飛彈在飛行中採用自鏇穩定飛行和附加塗層的方式。一方面,鏇轉的彈體使照射的雷射能量可以分散到彈體表面更大的面積上從而削弱其作用。另一方面,外表的塗層具有較強的反射雷射特性。這使其具有一定的抗雷射打擊能力,不但可以抵禦來自太空天基雷射器的打擊,而且可以抗擊美國在彈道飛彈防禦計畫中發展的機載雷射武器(ABL)。此外,飛彈內部系統還採用了先進的抗核加固技術:一是對重要系統進行了封閉和禁止,二是對重要電器元部件進行了應力篩選。這使其可以在核爆炸產生的射線和電磁脈衝環境下正常工作。

彈頭小型化水平高

法國擁有的核武器小型化技術,為M51飛彈的多彈頭設計和遠程化奠定了基礎。與同樣裝備6枚TN75核彈頭的M45飛彈相比,M51飛彈具備攜載12子彈頭的能力。未來法國將在每枚M51飛彈上配備12顆TNO子彈頭。這種彈頭將更加小型化,其重量從TN75的彈頭(包括再入載具和核裝置)的約150千克削減到100千克左右。

研製方法

在M51的研製過程中,大量採用模擬方法取代了真實的硬體試驗。模擬方法已經在一定程度上減少了M51需要進行的試驗發射次數,估計在1—10次之內——將遠少於M45的約30次。每一級發動機的點火試驗次數也大為減少,至多需5—6次。而諸如級間分離以及水下沉浸點火的試驗,已經被完全放棄不用。

隨著工程上的革新,模擬方法同時也在限制M51尺寸和削減成本方面起到了一定作用。由於前三艘“凱鏇”級潛艇是為了裝備M45而建造,在M51的設計中,通過模擬方法使其儘可能適應艇體,從而使潛艇的改裝工作最簡化。

核彈頭的可靠性和安全性也通過模擬方法來驗證。飛彈初期將沿用M45上的TN75小型彈頭,這種彈頭曾在1995年進行過爆炸試驗。但M51最終將裝備全新的TNO彈頭,這種彈頭將使用大型模擬設備——“兆焦”超大功率雷射器來進行研發。

試驗設施

為了進行M51飛彈項目,法國投巨資建設了一系列的試驗設施,這些設施大部分是歐洲僅有的。

位於法國南部土倫海軍基地附近建設了一個被命名為“鯨”的水下平台,目的是用來對全比例靜態飛彈模型進行水破壞性能試驗,以及進行發射管、噴氣系統、隔板、控制指揮系統等單元原型的測試。

在諾曼第瑞宜谷特別建造了一個試驗池,用來進行飛彈噴射及水下彈道試驗。還有一部分試驗則在波爾多附近的聖梅達進行,以驗證飛彈的固體發動機,特別是第一級發動機。這裡設備還被用於模擬歐空局“自動貨運飛船”(ATV)的機動對接,以補償M51項目的投資。

然而,最大的項目開支劃撥給了位於波爾多南部比斯卡羅斯飛彈試驗區,那裡集中了大部分新型試驗設備。M51飛彈的第一次陸上發射試驗已經在這裡的發射台完成,後續的水下發射試驗將在試驗區另一邊的50米深試驗池中進行。

影響分析

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法國將繼續保持海基和空基“兩位一體”的核力量結構,其中海基核力量占90%以上的比重。也就是說,至少到2030年,以M51飛彈為主體的海基核力量將成為法國核力量的主體,將在拓展法國軍事能力、維護法國國家安全、實現法國國家利益等方面發揮不可替代的作用。

(一)鞏固法國在歐洲防務獨立中的領導地位

核武器一直是法國國防政策獨立自主的象徵。雖然冷戰時期美國對北約曾承諾,一旦華約對歐洲開戰,美國將提供核保護。但法國認為,美國不會犧牲自身安全來保衛法國,因此,在新的戰略環境裡,核威懾力量仍然是維護法國主權,獨立行使防務的有力保證,核威鼠對維護法國的“至關重要利益”具有不可替代的重要作用。法國還認為,其核威懾力量應在歐洲防務安全中扮演一個潛在的角色,未來核武器仍將是法國保持在歐洲防務獨立中領導地位的重要手段。法國正在全方位推進核力量的現代化建設,一方面新型ASMP-A空射核巡航飛彈已於2009年服役,正在處於形成作戰能力階段,同時F3“陣風”戰鬥機也將逐步取代其他戰鬥機成為該彈的主要載機,一方面通過列裝M51飛彈和改裝“凱鏇”級戰略彈道飛彈核潛艇,法國海基核力量的威懾與實戰能力將大幅提高。法國核力量的更新換代將進一步加強法國在歐洲防備中的地位與作用。

(二)賦予法國更靈活的核打擊方式

截至2010年,法國僅有潛射彈道飛彈和空射巡航飛彈兩種核武器。其中,現役的M45潛射彈道飛彈只適於進行戰略打擊;空射巡航飛彈攜載的TNA彈頭當量在30萬噸以上,比潛射彈道飛彈的子彈頭當量還大,因此,法國缺乏戰術使用的核武器類型,不利於核武器的靈活使用,無法應對未來複雜多樣的威脅形勢。M51飛彈的發展使法國得以實現“逐步反應”核打擊方式,而這種方式更加符合現實軍事需求。法國《解放報》透露,在新武器服役後的“最終警告”可能有兩種新的戰術打擊形式:一種是向遠離權力和居民中心的荒蕪地帶發射威力相對較弱的彈頭;另一種較為激進,是在高空引爆核彈,目的是製造一個威力強大的電磁場,雖然時間短暫,但足以破壞乃至摧毀該地區所有沒有受到保護的電子系統。這將改變法國在冷戰期間只有向蘇聯軍隊和大城市發射核彈的單一打擊形式。

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