一、研制背景和服役小传

虽然UGM-133A弹道导弹的性能远超过UGM-96A弹道导弹，但是令许多人都没想到的是，这俩居然是并行的项目！

20世纪70年代，随着苏联核力量的逐步增强和海军反潜能力的提高，美国海军开始了远程水下导弹项目，要求研制一种射程远高于海神弹道导弹，且结合星光制导系统和惯性制导系统的潜射弹道导弹。洛克希德公司作为主承包商提出了一个两阶段计划：首先开发一种海神导弹的先进衍生型，称之为增程型海神，这种导弹和海神导弹具有同样大小的直径以便于使用在已有的弹道导弹核潜艇上。随后，将开发一种全新型号的潜射弹道导弹，具有更大的直径，不过也需要建造新的核潜艇来使用。最后，前者成为UGM-96A弹道导弹，后者成为UGM-133A弹道导弹。这一背景我已在本系列的上篇介绍过。1983年，UGM-133A弹道导弹正式开始研制工作，1987年1月在陆基平台上进行首次飞行试验，1989年3月进行了首次水下发射，1990年3月宣布形成了初始作战能力，在当时可谓独步全球。

【资料图】

UGM-133A弹道导弹现装备于美国海军俄亥俄级核潜艇（每艇24枚）与英国海军前卫级核潜艇（每艇16枚，英国将自己的命门交给了美国，真可谓是五常之耻。但话又说回来，这玩意对英国的性质，基本就是左手倒右手，爸爸给儿子），俄亥俄级战略核潜艇其中后10艘在建造时就装上本型导弹，前8艘原来装UGM-96A弹道导弹的潜艇也在后期改装中改造了4艘以容纳该型导弹（这8艘中最老的4艘，也就是最早服役的4艘俄亥俄级战略核潜艇则改装为巡航导弹核潜艇），合计14艘潜艇携带336枚UGM-133A弹道导弹。英国方面，4艘潜艇，每艘可携带16枚UGM-133A弹道导弹，总共有64枚导弹,在LGM-30G弹道导弹使用单弹头，LGM-118弹道导弹因削减战略武器条约退役后，UGM-133A弹道导弹是美国拥有的唯一的分导式多弹头洲际导弹。作为美国核力量中最重要的一部分，它的生产数量截止2004年已达425枚，以后的年份中生产5~12枚不等。UGM-133A弹道导弹的寿命已经延长到42年，确保在下一代潜射洲际导弹服役前，保证美国海基核力量威慑的有效性。

截至2019年9月4日至6日，UGM-133A弹道导弹已成功发射176次，可靠性极高。作为美国先进导弹技术的结晶，UGM-133A弹道导弹仍然是潜射弹道导弹中当之无愧的王者。和各国已服役和研制中的潜射弹道导弹相比，综合技术上始终保持领先，更具有技术成熟，可靠性高的优势。在可预见的将来，其仍将保证着美国海基核力量独步全球。（按各个国家的进度，只有法国未来的M-51洲际弹道导弹发展型和我国的巨浪-4才能追上并超过UGM-133A弹道导弹，然而这俩大概要在2030年代才服役。我军现役的巨浪-3是为解决巨浪-2射程不足的缺陷而诞生的应急产品，综合性能仍然难以追上UGM-133A。对于我国而言，因为我国较为特殊的地缘位置，巨浪-4必须在和陆基东风-41弹道导弹大致相同的投掷质量下达到比后者远将近16%的射程才能达到威慑美国全境的任务）

二、主体结构

UGM-133A弹道导弹的布局和结构与UGM-96A弹道导弹相似，一样具备三级结构+固体燃料PBV以及减阻杆。导弹在长度上却比后者多上米，而且在投掷重量也大上一倍，最大可达2711kg，此时携带8枚W-88核弹头及附属设施。因为条约等限制，现役的UGM-133A潜射弹道导弹只能携带4枚W-88核弹头或8枚W-76核弹头，投掷质量减为2吨。这里要强调一下，W-88核弹头一般用来计算比当量的175千克重量是由投掷质量2711公斤（包括整流罩）中一半是弹头质量来粗略计算得到的。这是保守估计，如果UGM-133A弹道导弹的PBV和其他零碎比我们简单估计的轻(这是很可能的)，那么弹头就比原来估计的重。之前有读者问过我这个问题，所以我在这里统一说明一下。

三、动力系统

一级发动机：型号为PD5-1火箭发动机。PD5-1固体火箭发动机是由赫克里斯公司和锡奥科尔公司联合研制。该发动机于1978年开始预研，1982开始全面研制，1987年1月开始试飞，1989 年3月首次从潜艇中发射飞行。1990年3月开始服役。发动机质量39126kg，装药比为极其惊人的，这应该是目前固体燃料洲际弹道导弹发动机中最高的装药比了。发动机海平面比冲为惊人的秒，但真空比冲却是较为逊色的秒，主要是受到稠密大气层内低喷管扩张比导致的低喷管效率的拖累。燃料为NEPE-75燃料，是LGM-118洲际弹道导弹第三级SR-120火箭发动机使用的NEPE-73燃料的发展型号。相对于后者，前者的固体含量增至75%，在密度相仿的情况下，燃速压强指数降低为，这极大的提升了装药比（因为气体的产生量降低，发动机壳体受力减小，这就减小了壳体质量，余下的质量可以分给燃料）。壳体材料是美国先进洲际弹道导弹常用的IM-7石墨纤维/HRBF-55A环氧树脂复合材料，内部依然是EPDM绝热层，发动机具备推力矢量功能。

二级发动机：型号为PD5-2火箭发动机。PD5-2固体火箭发动机是由赫克里斯公司和锡奥科尔公司联合研制。该发动机于1978年开始预研，1982开始全面研制，1987年1月开始试飞，1989 年3月首次从潜艇中发射飞行。1990年3月开始服役。发动机质量，装药比也不逊色，为。仍然采用NEPE-75燃料。因为发动机平均室压比第三级发动机低，真空比冲为秒，在燃料先进一代的前提下，其真空比冲竟然和我军的东风-31A弹道导弹的第二级基本持平。壳体材料是美国先进洲际弹道导弹常用的IM-7石墨纤维/HRBF-55A环氧树脂复合材料，内部依然是EPDM绝热层，发动机具备推力矢量功能。

三级发动机：型号为PD5-3火箭发动机。PD5-3固体火箭发动机由赫克里斯公司单独研制。该发动机于1978年开始预研，1982开始全面研制，1987年1月开始试飞，1989年3月首次从潜艇中发射飞行。1990年3月开始服役。发动机质量2190kg，装药比，真空比冲秒，和我国的N-15B推进剂相当（N-15B是N-15的安全廉价改进型，虽然仍为NEPE燃料，但是发动机比冲降低，可靠性提升，价格便宜。N-15B不是N-15性能提升版本，特此说明）。壳体材料是凯夫拉-49纤维/HRBF-55A环氧树脂复合材料，内部依然是EPDM绝热层，发动机具备推力矢量功能。由于发动机燃速压力指数高达，因此限制了装药比，事实上，这台发动机就是UGM-96A弹道导弹的发动机改进燃料后的产物，整体结构和壳体材料基本不变。

PBV：美国自UGM-73弹道导弹之后的潜射弹道导弹的PBV都是固体燃料燃气发生器通过消耗一半的燃料在轴向产生推进力，在俯仰偏航上消耗另一半燃料，通过不平衡的推力力矩来实现弹头分导，代价是砍掉机动能力。PBV是UGM-96A弹道导弹的技术，只不过放大了一下，并改造了制导组件。

以下为投掷性能计算结论。可见UGM-133A弹道导弹的投掷性能相当强大。比它重20多吨但投掷质量相似的R-39潜射弹道导弹也不过8300km射程，只有采用液体火箭发动机的R-29RM潜射弹道导弹（世界上投掷效率最强的潜射弹道导弹）才做到了投掷质量吨，起飞质量吨射程8300km。称UGM-133A弹道导弹为全球现役的投掷效率最强的固体潜射弹道导弹不为过。现役的固体火箭发动机水平和美国无代差的中法两国的洲际弹道导弹产品中，M-51弹道导弹投掷质量吨射程才和UGM-133A弹道导弹两吨投掷质量时的射程相仿，而我军的东风-41在投掷质量吨时射程13000km，较之UGM-133A仍有差距。当然这差距主要是由于起飞质量而引起的。东风-41弹道导弹和M-51弹道导弹都是52吨级，而UGM-133A弹道导弹稳超55吨，因而UGM-133A的技战术指标稍高，但这三款洲际弹道导弹其实没有代差。

四、制导系统和弹头

UGM-133A弹道导弹使用GPS/星光/惯性联合制导系统。UGM-133A弹道导弹的再入载具在GPS提供精度修正时CEP可达到90米，如此高的精度，使UGM-133A弹道导弹具备了进行第一波攻击和打击硬目标的能力，可以对苏联加固的洲际导弹发射井和加固的地下战略指挥部进行打击。在只使用星光/惯性联合制导系统时，其CEP也可达到130-185米，如此高的精度是由两个双轴惯性陀螺和三个摆式积分加速度计确保的。由于射程大，核潜艇可以在美国海军港口内发射该导弹，打击北半球的任何一个位置，而不必冒深海巡逻或是不得不逼近对方防卫森严的近海的危险。

接下来，弹头。

UGM-133A弹道导弹配备的弹头中，最著名，最先进的就是W-88核弹头。W-88核弹头长米、底部直径约米，重约175kg（这数据的来源我在上文已经提及，当然，有较大可能比这数值高），当量万吨。同时代被美国陆基战略导弹采用的，使用更加安全可靠钝感设计的W-87核弹头不加高浓缩铀-235套筒时重194kg，当量30万吨，加高浓缩铀-235套筒时重，当量万吨。W-88核弹头算是美国极致追求比等效百万吨数的成果，所谓比等效百万吨数，是核弹头的威力以百万吨TNT当量为单位计量的数值的2/3次方，用来作为核武器对低抗力目标实际破坏能力的数值。对于打击软目标来说，核弹头10-20万吨当量已经足够，W-88核弹头当量30万吨/万吨是为了打击硬目标准备的。美军1980年代认为，LGM-118弹道导弹的CEP为120米，核弹头当量万吨时才能保证摧毁抗压能力4000psi的前苏联R-36M洲际弹道导弹冷发射井。而把UGM-133A弹道导弹的数据代入后，我们发现，UGM-133A弹道导弹的CEP为130米（不考虑GPS），将核弹头当量和CEP数据代入我在写法国M-2/M-20潜射弹道导弹时使用过的核弹头毁伤能力定量计算公式：K=n*()^(2/3)/CEP^(2)(n是弹头数量，y是弹头当量，单位为千吨，CEP为圆概率误差，单位为海里，当然你也可以自行换成公制单位)可知，UGM-133A弹道导弹的W-88核弹头的单弹头K值为，这意味着，W-88核弹头的杀伤力不足以用一枚核弹头掀翻R-36M洲际弹道导弹的发射井（概率仅%，达不到95%的高指标），需要2枚弹头才能以95%置信度摧毁R-36M洲际弹道导弹的发射井。

W-88核弹头采用气体助爆初级和球形次级，这种设计相当先进，只有W-88核弹头和我国的某型先进小型化核弹头（用于东风-41和巨浪-3/4）使用。其优势在于初级小型化程度高，可以将初级塞进狭长的小角度锥形再入飞行器（RV）中，减轻了质量和体积。另外，比较重的初级可以放置在RV前部，弹头重心靠前，气动稳定性好。这玩意的工作和储运特点可以概括为：两点起爆（顾名思义），一点安全(见下文)。

W-88核弹头比等效百万吨数之所以这么高，是因为新结构的初级还有球形次级外面的高浓度铀235反射层。一般来讲，大当量弹头的比当量容易做高，因为次级可以做的比较大同时次级密度小(次级装药密度只有初级铀/钚装药密度的1/24)，并且比当量高(是初级铀/钚的三倍)。W-88核弹头相对于W-87核弹头的设计要激进得多，没有使用钝感炸药和防火弹芯，更大的使用高浓度铀235反射层的球形次级等都是追求高比当量的表现。但这并不是说W-88核弹头就比W-87核弹头先进，这两种弹头设计的区别主要是因为它们定位不同。W-87核弹头是给陆基洲际弹道导弹用的追求高可靠性的弹头，W-88核弹头则是给潜射弹道导弹用的牺牲可靠性追求高当量和小尺寸的东西。装在潜艇里远比装在发射井里来得安全，当量的指标更优先。美国的潜射弹道导弹有打击硬目标的需求，其他国家的则没有。但是这样做的代价是安全性不足，而且成本高昂（即使实现了”一点安全“设计原则，也不能保证钚材料不扩散。一旦非钝感炸药起爆，就会把钚材料炸成微米级别的（钚氧化物）小颗粒，也就是所谓的“气溶胶化”（aerosolized）。气溶胶化的武器级钚材料很容易被吸入肺部，然后停留在肺部，形成内辐照。所以为了确保安全必须采用钝感炸药，这样即使炸药燃烧或经受子弹撞击，也不易爆炸）。追求安全性的W-87核弹头还是柱形次级，钝感炸药，比当量低不少。我国那个先进小型化核弹头结构上类似W-88核弹头，安全性对标W-87核弹头，在我国核武器研发经费相比美苏法尚不宽裕的年代能达到兼顾安全性和高性能的水平属实是难能可贵，这是一大批优秀科学家的辛勤付出所换来的。当然这个先进的指标也是为了适应我国国情，通过较少试验次数换得高可靠性以保证战略导弹部队战斗力的需要。

椭球体初级的另一个好处就是，如果弹头储存或者运输途中遭遇意外，初级常规炸药被引爆，不同于球形初级，椭球体初级中的放射性物质会被炸成两半，不会造成更严重的后果。这就是一点安全。

另一种可选装的W-76核弹头高米、底部直径约米、重量96kg、装备高浓缩铀235套筒、使用老设计的球形初级和球形次级，小小体积里硬是做出了10万吨当量，但其安全可靠性不是很好，甚至被怀疑不能正常引爆。W-76核弹头的大小比我国的那个先进小型化核弹头小一些，质量也轻一些，但二者的技术水平上中国横压美国一头。

总体而言，UGM-133A弹道导弹虽有优点，也在设计上有些许不足，限制了其射程的提高。虽然有冷战末期战争气氛缓和，以及国防经费削减的原因，但是对于设计目标就是追求尽善尽美，不浪费一寸空间，每一步都克克计较的大国重器——潜射洲际弹道导弹而言，这些缺点也使UGM-133A弹道导弹的射程载荷性能没有挖掘到极限（当然假想敌的放松对我们反倒是一件好事）。在未来，虽然UGM-133A的整体技术仍将先进一段时间，但随着中国，法国（可能？）更加新型的潜射弹道导弹的服役，这款诞生于1990年代的潜射弹道导弹也许将成为明日黄花。而到时出现在世人眼前的，集合更先进技术的巨浪-4洲际弹道导弹，或许将会在细节的挖掘上超过UGM-133A弹道导弹。

至此，美国海基弹道导弹系列的全部内容也将终止，感谢各位读者的阅读。