LGM-30 Minuteman

LGM-30 Minuteman ( angl.  LGM-30 Minuteman ['mɪnɪt‚mæn] ) je rodina amerických mezikontinentálních balistických střel na tuhá paliva . První mezikontinentální balistická střela na tuhá paliva na světě; jeden z nejmasivnějších ICBM v historii. V současné době je jediným pozemním ICBM amerického letectva. Maximální dojezd je 13 000 km . Max. počet hlavic - 3 (v současné době snížen na 1).

Název pochází ze slova „ minuteman “ – názvu milice mezi severoamerickými kolonisty.

Historie

V polovině 50. let založilo americké letectvo své strategické síly na obrovské flotile těžkých proudových bombardérů vyzbrojených volně padajícími atomovými bombami; v té době bylo v provozu více než 2000 vozidel nejnovějších modelů. Vzhledem k rozsáhlému systému základny na území zemí NATO a dalších spojenců USA byly americké bombardovací síly prakticky „absolutní zbraní“, schopnou provádět rozsáhlé jaderné útoky kdekoli na světě.

Jak se však vojenská technologie vyvíjela, americká armáda začala mít pochybnosti o účinnosti další sázky na pilotované bombardéry. Vývoj nadzvukových stíhačů a řízených protiletadlových střel učinil i slibné nadzvukové bombardéry potenciálně zranitelnými. Vysoké náklady na bombardéry neumožňovaly modernizaci a aktualizaci flotily tak rychle, jak to bylo možné u stíhaček a protiletadlových střel. Existovaly obavy, že v budoucnu vývoj ochranných prostředků povede k prudkému poklesu bojové účinnosti strategických jaderných perutí amerického letectva.

Východiskem by mohlo být přeorientování amerického letectva z pilotovaných bombardérů na řízené střely. Zvláště zajímavé byly balistické střely; vysoká rychlost a nadmořská výška dráhy letu učinila obranu proti balistickým střelám extrémně obtížným úkolem. Rozmístěním dostatečné flotily balistických střel by americké letectvo mohlo zajistit, že v blízké budoucnosti jejich útočné schopnosti převýší obranu potenciálního protivníka.

S ohledem na to byl počátkem 50. let obnoven program vývoje balistické rakety dlouhého doletu SM-65 Atlas . Tato raketa na kapalný kyslík a petrolej, navržená již v roce 1946, byla vyvinuta společností Convair po dlouhou dobu z vlastní iniciativy. V roce 1951 uzavřelo americké letectvo smlouvu se společností Convair na vývoj balistické střely schopné dopravovat termonukleární nálože na mezikontinentální vzdálenosti. S ohledem na značné technické riziko se armáda rozhodla hrát na jistotu; podepsali také smlouvy s dalšími firmami na paralelní vývoj hlavních komponent nové rakety - aby v případě neúspěchu při tvorbě jakékoli základní části měli ve vývoji náhradu. Později byl tento program vývoje „rezervních“ komponent přeorientován na vývoj druhé americké mezikontinentální balistické střely HGM-25 „Titan“ .

Koncept pevné rakety

V roce 1956 byl plukovník amerického letectva Edward Hall jmenován vedoucím divize vývoje raketových motorů na tuhé palivo. Motory na tuhá paliva v této době dosáhly značného stupně dokonalosti, ale armáda a inženýři byli více spojováni s taktickými střelami a neřízenými raketami. Nízkoenergetické vlastnosti tuhého paliva byly považovány za hlavní překážku pro vytvoření raket dlouhého doletu na pevná paliva.

Edward Hall se však domníval, že nízkou účinnost tuhých paliv více než kompenzují jeho přednosti – možnost dlouhého skladování, spolehlivost, snadná údržba. Zatímco pozornost vývojářů ICBM byla zaměřena na energeticky účinnější kapalné palivo, Hall považoval za možné vytvořit raketu na tuhá paliva s doletem 10 200 kilometrů.

Aby ospravedlnil možnost vytvoření takových raket, Hall se obrátil na Thiokol , financující program pro studium nových typů pevných paliv - zejména palivových směsí na bázi chloristanu amonného . Do této doby britští raketoví vědci učinili významný průlom ve vývoji celkové architektury motorů na tuhá paliva, což umožnilo zvýšit účinnost spalovacího procesu a výrazně zvýšit tah. Navrhli myšlenku pevného válcového kusu tuhého paliva s hvězdicovým kanálem vyvrtaným uprostřed; takové řešení zajišťovalo spalování paliva po celé délce šachty a chránilo stěny motoru před přehřátím (do vyhoření paliva). Úspěšně byl vyřešen i další klíčový problém - efektivní přerušení spalování motoru na tuhá paliva, které je nutné pro vypnutí motoru ve vypočítaný okamžik.

Koncept raketových „farem“

Přestože práce na programu Thiokol ukázaly významný příslib, americké letectvo neprojevilo velký zájem o rakety na tuhé palivo. Ačkoli armáda souhlasila s tím, že rakety na tuhá paliva mohou být skladovány plně naložené a připravené ke startu – na rozdíl od kyslíko-petrolejových raket, které před startem potřebovaly dlouhé doplňování paliva –, považovali vývoj kapalného paliva s dlouhou životností za efektivnější řešení. Klíčové místo stále zaujímal problém nízkoenergetických charakteristik tuhého paliva; Americké letectvo se obávalo, že přijetí ICBM na tuhá paliva by přimělo těžké termonukleární hlavice opustit jako příliš těžké a bylo by nutné rozmisťovat stále více raket, aby účinně zasáhly cíle. V důsledku toho se americké námořnictvo zajímalo především o motory na tuhá paliva a vyhodnocovalo jejich výhody v oblasti bezpečnosti a údržby.

Hall však považoval ICBM na tuhé pohonné hmoty za součást masivního plánu na drastické snížení nákladů na raketový arzenál. Dospěl k závěru, že nové automatizované montážní linky a počítačové systémy umožní organizovat velkosériovou výrobu raket a zároveň výrazně sníží náklady na jejich údržbu.

V rámci této myšlenky Hall navrhl koncept raketových „farem“. Podle jeho názoru byla každá „farma“ výrobním a odpalovacím komplexem, který se zabýval udržováním arzenálu 1000–1500 raket rozmístěných poblíž v nepřetržité připravenosti ke startu. „Farma“ měla zahrnovat výrobní zařízení, která pomalým tempem vyráběla nové střely, prostředky pro dodávání střel k odpalování sil, sila samotná a dokonce i prostředky pro likvidaci starých střel. Koncept byl založen na myšlence minimalizace nákladů na rozmístění raket.

Hallovo naléhání a jeho argument, že „kvantita vždy převyšuje kvalitu“, způsobily třenice plukovníka s ostatními raketovými muži. V roce 1958 byl Hall vyřazen z práce na raketách na tuhé palivo a poslán do Spojeného království, aby dohlížel na rozmístění střel středního doletu Thor . Program na vytvoření ICBM na pevná paliva však nebyl zastaven a představil projekt vytvoření kompaktního ICBM o průměru ne větším než 1,8 metru – mnohem menšího než předchozí ICBM (Atlas i Titan měly průměr větší než 3 metrů). To umožnilo postavit mnohem kompaktnější doly a snížit náklady na nasazení.

Otázka o naváděcích systémech

Na cestě k vytvoření ICBM na tuhá paliva se náhle objevila otázka naváděcích systémů. Předchozí ICBM na kapalné palivo potřebovaly před startem 10-15 minut doplnění paliva; během této doby inženýři aktivovali gyroskopy inerciálního naváděcího systému, nastavili souřadnice výchozí polohy a zadali souřadnice cíle do řídicího systému.

Jednou z hlavních výhod ICBM na tuhá paliva však byla schopnost rychlého startu – během několika minut. Na instalaci gyroskopů a zadávání souřadnic cíle prostě nezbýval čas. Gyroskopy se tedy musely buď nepřetržitě točit po celou dobu, kdy byla raketa v bojové službě (což samo o sobě představovalo obtížný úkol a zvýšené opotřebení mechanických ložisek), nebo se start musel odložit, dokud se gyroskopy neroztočily. Kromě toho trvalo zadání souřadnic cíle do analogových počítačů, které řídí let rakety.

Řešení bylo nalezeno zaprvé v použití pneumatických ložisek  – schopných se nepřetržitě otáčet po dlouhou dobu – a zadruhé v přechodu od analogových počítačů k univerzálním programovatelným digitálním počítačům. Počítač D-17 používaný k řízení rakety byl jedním z prvních tranzistorových počítačů pro ukládání dat na pevný magnetický disk; aby to fungovalo spolehlivě, americké letectvo a severoamerické letectví hodně investovaly do vytváření spolehlivějších tranzistorů. Práce na programu ICBM na tuhé pohonné hmoty měla velký význam pro vývoj elektroniky.

Programovatelný počítač D-17 uchovával souřadnice cíle v paměti a mohl být přesměrován přeprogramováním v relativně krátké době - ​​ve srovnání s dřívějšími analogovými počítači, které bylo možné přesměrovat pouze fyzickým přeskupením obvodů. Počítačový program mohl být navíc optimalizován a aktualizován, což vedlo k výraznému zvýšení přesnosti rakety. Raketa, která byla původně nasazena s CEP = 2,0 km, prošla několika modernizacemi u bojových jednotek, které umožnily do roku 1965 snížit CEP asi o polovinu na hodnotu 1,1 km. Toho bylo dosaženo bez jakýchkoliv mechanických změn na samotné střele nebo jejím navigačním systému [1] .

Změna priorit

V roce 1957 vypuštění první umělé družice Země prokázalo schopnosti sovětské raketové vědy. Pro americkou armádu to bylo nepříjemné překvapení – předpoklad, že by SSSR mohl být napřed v oblasti mezikontinentálních balistických raket, hrozil porušením americké převahy ve strategických jaderných silách. To se dotklo zejména amerického letectva, jehož strategický arzenál stále tvořily převážně pilotované bombardéry. Strategické letecké základny byly extrémně zranitelné atomovými údery; v té době neexistovaly spolehlivé způsoby, jak detekovat vypuštěnou balistickou střelu při startu, a panovaly obavy, že by SSSR mohl překvapivým útokem zničit většinu leteckých sil amerického letectva na základnách.

Hlavní jaderná strategie USA v té době byla založena na doktríně „masivní odvety“ . Předpokládalo se, že v případě agrese by měl agresor dostat masivní jaderný úder proti jeho civilním cílům (především městům a průmyslovým centrům). Nepřítel, který to ví, se neodváží zaútočit; hrozba „masivní odvety“ tak měla zabránit agresi jako takové.

Strategie „masivní odvety“ však byla založena na tom, že napadená strana si ponechává dostatečný jaderný arzenál pro masivní protiútok proti agresorovi. Klíčovým požadavkem bylo zajistit přežití jaderného arzenálu dostatečně pro zahájení protiútoku. Strategické bombardéry byly na svých základnách příliš zranitelné, než aby mohly být spolehlivým prostředkem k poskytnutí odvetného úderu; překvapivý útok by je mohl zničit a zabránit jim ve vzletu. Potřeba naléhavého přeorientování jaderného arzenálu na mezikontinentální balistické střely se tak americkému letectvu stala zřejmou.

Také počátkem 60. let mělo americké letectvo nečekaně mocného konkurenta v podobě námořnictva, které začalo rozmisťovat jaderné ponorky vyzbrojené střelami Polaris . Ponorky byly nezranitelné náhlým úderem (na rozdíl od letišť strategických bombardérů nebo základen ICBM) byly účinným prostředkem „masivní odvety“. Americké letectvo se obávalo, že nakonec bude mít námořnictvo monopol na strategické jaderné zbraně a strategické letectvo bude vyřazeno.

Kennedy a změna doktríny

Po nástupu k moci prezident Kennedy cítil, že doktrína „masivní odvety“ není dostatečně flexibilní, aby mohla být aplikována v realistické situaci. Její hlavní nevýhodou byla naprostá nepružnost – což se jasně ukázalo během karibské krize  – jakákoliv konfrontace vedla k okamžitému zahájení útoků na civilní cíle a válka automaticky nabyla totálního charakteru, vedoucího ke vzájemnému zničení stran.

Jako alternativa byl postulován koncept „flexibilní reakce“ . Předpokládala, že reakce na akce nepřítele závisí na povaze těchto akcí; Spojené státy by se tedy v případě nejaderné agrese snažily nepřítele odstrašit konvenčními prostředky a taktickými jadernými zbraněmi a pouze v případě neúspěchu by se uchýlily ke strategickým jaderným úderům proti vojenským cílům za nepřátelskými liniemi. Civilní obyvatelstvo již nebylo považováno za prioritní cíl; ohrožení civilního obyvatelstva bylo udržováno pouze jako záruka proti podobným hrozbám ze strany nepřítele.

V rámci konceptu „flexibilní reakce“ považovaly strategické jaderné síly USA za své hlavní cíle nepřátelská vojenská zařízení – bodové cíle a často dobře chráněné, které ke zničení vyžadovaly přesný zásah. Podmořské balistické střely neměly v té době požadovanou přesnost; Úkol ničit nepřátelské vojenské cíle tedy měl být svěřen pozemním ICBM. S pochopením toho americké letectvo postulovalo přechod ke konceptu protisilových úderů namířených proti nepřátelským vojenským cílům – pro tento účel bylo nutné nasadit mnohem větší arzenál ICBM, než byl ten stávající.

Minuteman

Klíčovým prvkem nové strategie letectva byla nová střela na tuhá paliva, nazvaná LGM-30 Minuteman. Jeho nízká cena, snadné založení a spolehlivost umožnily nasazení Minutemenů v mnohem větším množství než předchozí tekuté Atlasy a Titány. Bylo zamýšleno nasadit dostatečně velký počet Minutemanů, aby jaderný arzenál amerického letectva přežil sovětský útok v dostatečném počtu k zahájení silného odvetného úderu proti sovětské vojenské infrastruktuře.

Hlavní výhodou Minutemanu oproti předchozím střelám byl jeho digitální počítač. Zlepšením kvality softwaru bylo možné optimalizovat trajektorii a zlepšit přesnost rakety bez nutnosti mechanických upgradů. Když byla raketa uvedena do provozu, její KVO bylo 2,0 kilometru; velmi brzy bylo KVO sníženo na 1,2 kilometru, což raketě zajistilo přesnost srovnatelnou s přesností pilotovaných bombardérů. Zdálo se možné a další zlepšení, až o 0,5 kilometru. Počítač rakety navíc dokázal uchovat v paměti až 8 cílů současně, což umožnilo extrémně flexibilně přizpůsobit strategii.

Na základě těchto výhod se americké letectvo rozhodlo udělat z Minutemana páteř svého jaderného arzenálu.

Vývoj

Konstrukce

Střela Minuteman je třístupňová mezikontinentální balistická střela na tuhá paliva. Jeho hmotnost (plně natankovaná) je asi 30 tun [2] , délka asi 17 metrů [3] , v závislosti na modelu, a maximální průměr 1,68 metru.

První stupeň rakety využívá rychle hořící motor na tuhé palivo Thiokol M55, který vyvine tah 933 kilonewtonů. Motor se používá k pohonu rakety z odpalovacího sila a stoupání; je dimenzován na přibližně 60 sekund provozu. Jednopalivový blok motoru má kanálek ​​ve tvaru šesticípé hvězdy, který zajišťuje stabilní spalování. Čtyři trysky motoru se mohou od vertikály odchýlit až o 8 stupňů, čímž zajišťují kontrolu nad raketou v místě startu.

Druhý stupeň rakety využíval motor na tuhá paliva Aerojet General M56 s tahem až 267 kilonewtonů. Doba chodu motoru je 60 sekund. Tento motor byl použit na modelech A a B; na pozdějších modelech byl nahrazen výkonnějším motorem Aerojet General SR19-AJ-1, který zvýšil dolet o 1600 km. Zpočátku se vychylování trysky používalo také k řízení letu ve druhém a třetím stupni, ale během modernizací byl přijat nový systém pro vychylování proudu plynu v pevné trysce vstřikováním chladicí kapaliny do nadkritické části trysky.

Třetí stupeň rakety měl původně menší průměr než první a druhý a byl poháněn motorem na tuhá paliva Hercules M57 s tahem 163 kilonewtonů. doba chodu motoru je 60 sekund; je vybaven odříznutými bočními otvory, které při přerušení spalování motoru vydávají brzdný impuls zajišťující okamžité oddělení třetího stupně od užitečného zatížení. Tento motor byl použit na raných raketách A, B a F. U modelu G byl celý třetí stupeň kompletně přepracován a nahrazen novým o ​​stejném průměru jako první dva. Byl vybaven novým motorem Aerojet/Thiokol SR73-AJ/TC-1 schopným odpálit mnohem těžší vícenásobnou hlavici se třemi samostatně zaměřitelnými hlavicemi .

Dolet Minutemana byl původně asi 10 000 kilometrů; jak se raketa zlepšovala, dosah se zvětšoval a nakonec činil 13 000 kilometrů.

Bojová jednotka

Modifikace LGM-30A/B „Minuteman I“ a LGM-30F „Minuteman II“ byly vyzbrojeny termonukleárními náložemi W-56, každý ekvivalent TNT 1,2 megatun [4] . Bojové hlavice se vyráběly ve čtyřech modifikacích od roku 1963 do roku 1969; první tři modely měly problémy se spolehlivostí a byly staženy z provozu koncem 60. let, nahrazeny čtvrtým modelem. Vyznačovaly se velmi vysokou účinností - s hmotností náboje asi 200 kilogramů (220 pro čtvrtý model) bylo uvolnění energie asi 4,95 kilotuny na kilogram hmotnosti.

Vysoká přesnost zásahu v kombinaci s výkonným nábojem hlavice učinila z Minutemana účinný prostředek k zasažení chráněných cílů – například sila nepřátelských raket. CVO dosažené na Minuteman-II na méně než 500 metrů umožnilo zasáhnout téměř jakýkoli model raketových sil, který v té době existoval; přetlak rázové vlny v takové vzdálenosti přesáhl asi 70 kg / cm². To odpovídalo roli Minutemana jako prostředku prvního úderu proti nepřátelským vojenským zařízením.

Modifikace LGM-30G se od předchozích lišila tím, že nesla tři samostatné hlavice s náloží W-62, každá o hmotnosti 170 kilotun. Byla to první střela na světě, která používala vícenásobná návratová vozidla; speciální chovná jednotka, vybavená vlastním kapalným pohonným systémem Rocketdyne RS-14, postupně zobrazovala hlavice na jednotlivých trajektoriích, což umožnilo raketě zasáhnout tři samostatné cíle (nebo jeden chráněný cíl se třemi hlavicemi).

Následně byly hlavice na LGM-30G nahrazeny W-78 s náplní 350 kilotun. V roce 2003 se Spojené státy ve snaze demonstrovat svou připravenost k jadernému odzbrojení rozhodly zlikvidovat svůj arzenál prvního úderu převybavením Minutemanů monoblokovými. V současné době všichni Minutemen v americkém arzenálu nesou jednu nálož W-78 nebo W-87 (vyjmutou z vyřazených těžkých ICBM MX ) s ekvivalentem 457 kilotun. Uvolněná hmotnost byla použita k umístění dalších prostředků k překonání protiraketové obrany.

Úpravy

LGM-30A/B Minuteman I

První střela původní série byla uvedena do provozu na konci roku 1962. První Minutemen řady LGM-30A byl nasazen v Malmstromu v Montaně; následně byla křídla vyzbrojená „pokročilými“ [5] raketami LGM-30B rozmístěna na čtyři další letecké základny:

• 341. strategické raketové křídlo - Letecká základna Malmström, Montana (150 raket)
• 44. strategické raketové křídlo  - Letecká základna Ellsworth, Jižní Dakota (150 raket)
• 455. strategické raketové křídlo  - Letecká základna Menot, Severní Dakota (150 raket)
• 90. strategické raketové křídlo  - Warren AFB, Wyoming (200 raket)
• 351. strategické raketové křídlo  - Wittman Air Force Base , Missouri (150 raket)

Všech pět jednotek vyzbrojených raketami Minuteman I bylo nasazeno v letech 1962 až 1963. Výroba nových raket probíhala neuvěřitelným tempem; V letech 1962 až 1965 bylo vyrobeno více než 800 raket. Ve skutečnosti byla v letech 1963-1964 každý den uvedena do provozu nová raketa.

Na pozici byli Minutemani rozmístěni v železobetonových dolech ve skupinách po 10. Deset odpalovacích min a jedno řídící středisko tvořilo letku. Všechna řídicí střediska byla zaměnitelná a v případě, že bylo jedno středisko vyřazeno z provozu, mohly být jeho rakety odpalovány na povel z jiného.

Minu-based nebyl jediný vybraný pro Minutemana. Počátkem 60. let se uvažovalo o možnosti rozmístění ICBM na tuhé pohonné hmoty na železničních nástupištích, což je díky mobilitě mělo učinit nezranitelnými vůči překvapivému útoku. Mělo vytvořit až 30 raketových vlaků, z nichž každý by nesl 5 raket; byly postaveny a nasazeny prototypové vlaky, ale nakonec byl nápad považován za příliš drahý.

LGM-30F Minuteman II

Ještě předtím, než Minuteman vstoupil do služby, armáda, povzbuzena vyhlídkou na novou raketu, zahájila v roce 1962 program zlepšování. První příklady vylepšené střely, označené jako LGM-30F Minuteman II, vstoupily do služby v roce 1965 a do roku 1967 částečně nahradily LGM-30A/B.

Hlavní rozdíly mezi novou raketou a prvními modely byly:

• Vylepšený a spolehlivější motor prvního stupně.
• Pevná tryska s vychylováním vektoru tahu vstřikováním kapaliny do paprsku ve druhém stupni.
• Vylepšená elektronika s nahrazením tranzistorů mikroobvody; to vedlo k radikálnímu zvýšení spolehlivosti a účinnosti palubního počítačového systému.
• Přítomnost sady prostředků k překonání protiraketové obrany ve formě dipólových reflektorů a nafukovacích falešných cílů, které simulují EPR hlavice.
• Snížení EPR samotné hlavice, aby se zvýšila účinnost maskování mezi falešnými cíli.
• Vylepšená, spolehlivější termonukleární hlavice W-56 Model 4.

Výraznou modernizací prošly i odpalovací komplexy; jejich elektronika byla vylepšena, aby se zlepšila spolehlivost a zkrátily reakční doby.

LGM-30G Minuteman III

Vývoj třetího modelu Minuteman začal v roce 1966 a vyvrcholil nasazením prvních raket ve službě v roce 1970. Jednalo se o nejradikálnější upgrade, během kterého byl design rakety z velké části přepracován.

Mezi hlavní změny:

• Více individuálně zaměřitelných návratových vozidel – Zatímco předchozí modely nesly jedinou těžkou termonukleární hlavici, LGM-30G Minuteman III obsahoval tři hlavice namontované na rozmnožovacím modulu. Střela tak mohla zasáhnout tři cíle současně, nebo soustředit všechny tři hlavice pro zaručené zničení jednoho chráněného cíle.
• Výměna hlavic W-56 za lehké hlavice W-62.
• Zlepšení prostředků k překonání protiraketové obrany, zvýšení schopností prostředků k překonání jejich umístěním na manévrovací vyřazovací jednotku.
• Pevná tryska s vychylováním vektoru tahu vstřikováním kapaliny do paprsku ve třetím stupni.
• Výměna palubního počítače za nový "Autonetic" D37D, s větší pamětí.

Střely LGM-30 Minuteman-3 jsou ve výzbroji amerického letectva od roku 1970 a jsou jedinými pozemními ICBM, které jsou v současnosti ve výzbroji [6] [7] . V únoru 1977 nařídil prezident D. Carter zastavení výroby ICBM Minuteman III. Poslední, 830. vyrobený ICBM, byl přijat letectvem v listopadu 1978 na Hill Air Force Base v Utahu. Celkem bylo vyrobeno 2423 ICBM Minuteman všech modifikací [8] .

Střely „Minuteman-III“ byly během své služby opakovaně modernizovány; byla vylepšena elektronika, vyměněny bojové jednotky. V letech 1998-2009 byl na všech raketách realizován program náhrady raketového paliva modernějším složením, což umožnilo prodloužit odhadovanou dobu provozu až do 30. let 20. století. Všechny (450 kusů) balistické střely Minuteman-3, které byly ve výzbroji amerického letectva od roku 2009, měly být do konce roku 2012 znovu vybaveny hlavicemi Mk 21 (s hlavicí W87 ) [6] [ 7] .

V letech 2002-2006 začaly Spojené státy jednostranně převybavovat rakety Minuteman III ze tří hlavic na jednu. Spojené státy tak důsledně odbourávaly svou schopnost provést první úder, čímž demonstrovaly své přání snížit mezinárodní napětí. Do roku 2014 budou všechny ICBM amerického letectva vybaveny jednou hlavicí.

Úpravy převodu