导弹之盾成长记（一）：探寻洲际弹道导弹的起源

　　出品：科普中国

　　作者：岳江锋

　　策划：宋雅娟

　　监制：光明网科普事业部

　　从20世纪40年代，美国、苏联相继拥有了核武器之后，人类社会就生活在核阴影下。最初，核武器的运载工具是战略轰炸机，美国就是用B-29轰炸机将“小男孩”、“胖子”两颗核弹投送到日本广岛、长崎，造成数十万人瞬间殒命，此次核灾难余威波及人口更是不计其数，核武器的威力由此让世人谈之色变。

　　然而，真正让美苏两个“核巨头”为自身的核安全坐卧不宁的，是在拥有了洲际弹道导弹之后。因为，当时的轰炸机作战能力有限，突出的表现在目标大、速度慢，在洲际航程上想安全、快捷的突破对手防御系统，开展纵深打击极具挑战，因此美苏并不是很担心对手的战略轰炸机进攻。

　　洲际导弹最早是哪个国家发明的？

　　洲际弹道导弹的发明经历了曲折的历程：说起第一个“吃螃蟹”的国家，不是美国也不是苏联，而是纳粹德国。其设计思想最早可以追溯到20世纪三四十年代由纳粹德国著名火箭专家沃纳·冯·布劳恩向纳粹政府提议的A-9/A-10计划。这就是人类历史上首次设计的洲际弹道导弹。

　　冯·布劳恩在二战期间主持研制了轰炸伦敦的V-2导弹。由于V-2导弹属于中近程导弹，最大射程320千米，如果用于轰炸美国，这一射程就远远不够了。由于此前有研制V-2导弹的成功经验做基础，冯.布劳恩对研制洲际导弹计划充满信心。

V-2导弹结构示意图

（图片来源于网络）

　　由此，A-9/A-10成为人类历史上的第一种多（两）级大型导弹。到1945年初，整个计划已经完成全部设计任务并进入试验阶段。事不遂人愿，1945年5月，纳粹德国战败投降，它的A-9/A-10洲际弹道导弹计划也随之胎死腹中。虽然如此，这一尝试还是对后世的宇航事业产生了划时代的影响。

A-9/A-10导弹想象图

（图片来源于网络）

　　最早的洲际导弹是怎样推进的？

　　通常来讲，导弹通常由制导系统、战斗部、导弹控制系统、发动机和弹体结构等几部分组成。其中，发动机是整个导弹的心脏，是决定其飞多远的最关键组件。针对新设计的A-9/A-10导弹，冯.布劳恩决定采用两级火箭发动机串联计划。第一级是在已有的V-2导弹的火箭发动机基础上放大改进而来，将6台V-2导弹的火箭发动机连在一起。第二级则是一枚改进后的V-2火箭，外形类似箭头。

　　火箭使用煤油和酒精或和燃料，用钠氧化物做氧化剂。这也是战后各国早期各种大型运载火箭和远程弹道导弹普遍采用的燃料。而且当时冯.布劳恩曾经专门研究了使用液氧和液氢做新型燃料来增加火箭发动机的功率。而这两种物质至今仍然是世界各主要航天强国最常用的航天燃料。整个A-9/A-10导弹重85吨。弹头装1吨高爆炸药。当第二级火箭工作完毕时，A-9/A-10的速度达到时速3300米/秒。最达到大射程5000公里，可以覆盖整个美国东海岸地区。设定弹道最大射高338公里。

　　最早的洲际导弹是靠什么制导的？

　　导弹制导系统是测量和计算导弹对目标或空间基准线的相对位置，以预定的导引规律控制导弹飞达目标的系统。导弹制导系统是在综合利用自动控制理论，航空和惯性仪表，雷达、电子计算机、激光、红外和电视等技术的基础上发展起来的。

　　在德国研制出的第一型导弹——V-2导弹上，使用的是惯性陀螺仪制导系统。惯性陀螺仪制导系统通常由惯性测量装置、计算机、控制或显示器等组成。惯性测量装置包括测量角运动参数的陀螺仪和测量平移运动加速度的加速度计。计算机对所测得的数据进行运算，获得运动物体的速度和位置。

惯性陀螺仪制导装置

（图片来源于网络）

　　受当时技术条件的限制，最初所用的惯性陀螺仪制导精度非常差。V-2导弹射程近，使用惯性陀螺仪制导偏差还不会太大。但A-9/A-10导弹是要跨越重洋去攻击美国本土，就要求必须具备相当高的制导精度，已有的惯性陀螺仪制导已经不能满足需要。于是，冯.布劳恩决定在A-9/A-10导弹上采用一种更理想化的“制导系统”——用活人去驾驶导弹。这就涉及到一个非常现实的问题。那就是A-9/A-10导弹的最大射高已经达到338公里。这个高度已经是真正意义上的太空了。

　　既然A-9/A-10导弹要采用活人去驾驶导弹，那最起码的就要作到保证驾驶员在整个飞行过程中的生命安全。也就是说，首先要保证驾驶员在火箭飞出大气层进入太空时的安全。随后要保证驾驶员在火箭进行太空弹道飞行阶段的安全，最后是必须保证驾驶员在火箭从太空重新进入大气层的过程中的安全。

　　这其实就是最典型的一整套载人航天飞行程序。为此，冯.布劳恩和他的设计人员对最重要的A-9/A-10导弹的第二级火箭进行了非常认真的设计。整个驾驶舱被设计为全密封式。而且铺设了专门研制的特种绝热材料。在驾驶舱内设计了专用的全套供氧设施等生命保障系统和抗负荷系统。而且专门研制了全新的驾驶服。其实这就是最早的太空服。而所有这一切都是为了保证那个在弹头的驾驶员能够在导弹击中地面目标前尤其是在太空中能够良好的生存下去。

　　划重点

　　导弹的结构组成

　　导弹一般由制导系统、战斗部、导弹控制系统、发动机和弹体结构等几部分组成。从前往后首先是头部，一般配有整流罩，整流罩内安装有导弹制导系统，头部整流罩和制导系统后面是导弹战斗部。导弹战斗部根据不同的杀伤作用和不同的针对目标，分为杀伤爆破战斗部、破片战斗部、子母战斗部、穿甲战斗部、半穿甲战斗部、温压战斗部等许多种类。战斗部舱后一般是仪器舱，里面安装有导弹控制系统等装置，控制导弹的飞行、机动等动作。在整个弹体的尾部，是推进舱，里面安装有导弹发动机系统和燃料等。相当一部导弹（如射程较远的弹道导弹），弹头部分（制导系统和战斗部）可以与后面实现分离，弹头最终到达目标。