Торпедные ракеты Trident II: История и характеристики

Введение

UGM 133A Trident II, или Trident D5 – подводная баллистическая ракета (SLBM), разработанная и производимая компанией Lockheed Martin Space в Саннивейле, Калифорния, и состоящая на вооружении ВМС США и Королевского военно-морского флота Великобритании. Она была впервые развернута в марте 1990 года, а её высокая точность, приближающаяся к точности наземных ракет, позволяет использовать её в качестве оружия первого удара. Ракеты Trident II размещены на 14 американских и 4 британских подводных лодках: по 24 ракеты на каждой подводной лодке класса Ohio и по 16 ракет на каждой подводной лодке класса Vanguard (количество ракет на подводных лодках класса Ohio было сокращено до 20 к 2017 году в соответствии с Новым договором о стратегическом сокращении вооружений). С момента завершения разработки в 1989 году было проведено 177 успешных испытательных полетов ракеты D5, последний из которых состоялся в штате Мэн в феврале 2020 года. Количество неудачных испытательных полетов – менее 10, последний из них был проведен у побережья Флориды в январе 2024 года. D5 является шестой ракетой в серии поколений ракет, развернутых с начала программы морского сдерживания 60 лет назад. Модернизированная версия Trident D5LE (с продленным сроком службы) останется в эксплуатации до 2042 года.

История

Trident II был разработан с большей дальностью и грузоподъемностью, чем его предшественник (Trident C 4). В 1972 году ВМС США прогнозировали достижение начальной боевой готовности (IOC) к 1984 году. ВМС США перенесли дату IOC на 1982 год. 18 октября 1973 года был проведен обзор программы Trident. 14 марта 1974 года заместитель министра обороны США распространил два требования к программе Trident. Первое касалось повышения точности Trident C 4. Второе требовало разработки альтернативы C 4 или новой ракеты Trident II с более мощным двигателем первой ступени, чем у C 4. ВМС США провели исследования, чтобы определить, возможно ли построить более дорогой Trident II аналогично межконтинентальной баллистической ракете (МБР) MX ВВС США, прежде всего для снижения бюджетных расходов. Было установлено, что диаметр и длина Trident II должны составлять соответственно [указать диаметр] и 13 метров, чтобы соответствовать характеристикам существующей МБР MX. В конструкцию были внесены изменения в систему наведения, защиту электроники от воздействия внешних факторов и внешние защитные покрытия. Хотя это соответствовало требованиям исследования ВМС, это не учитывало требования к полезной нагрузке ВВС США. Было предложено использовать переходные ступени между двигателями первой и второй ступеней, что фактически сделало бы Trident II трехступенчатой ракетой большей длины, чем C 4. Исследования были отложены в 1978 году, когда Конгресс одобрил только 5 миллионов долларов из предложенных 15 миллионов долларов на исследования программы ВМС и ВВС. К декабрю 1978 года исследования ВМС и ВВС пришли к выводу, что подобная ракетная конструкция не позволит достичь желаемой экономии. Было решено, что ВМС и ВВС будут поддерживать и нести ответственность за свои собственные уникальные системы вооружений. ВМС США продолжили разработку собственного проекта Trident II. В марте 1980 года министр обороны США Гарольд Браун предложил увеличить финансирование модернизации баллистических ракет, запускаемых с подводных лодок, подчеркнув повышение точности. Комитет Палаты представителей по вооруженным силам (HASC) рекомендовал не выделять финансирование, в то время как Комитет Сената по вооруженным силам (SASC) рекомендовал полное финансирование в размере 97 миллионов долларов. SASC запросил план, предусматривающий "максимально возможную конкуренцию [и] рассмотрение возможности проведения конкурса между подрядчиками за каждый основной компонент, включая интегрированную ракету". На модернизацию баллистических ракет, запускаемых с подводных лодок, было выделено 65 миллионов долларов. 2 октября 1981 года президент Рейган призвал к модернизации стратегических сил. Министерство обороны поручило ВМС финансировать всю разработку ракеты Trident II D5 с IOC в декабре 1989 года. Все усилия в области исследований и разработок должны быть направлены на "новую разработку, передовые технологии, высокоточную систему Trident II D5". В декабре 1982 года заместитель министра обороны Фрэнк Карлуччи посоветовал министру обороны Каспару Вайнбергеру предусмотреть финансирование новой комбинации головной части и боеголовки для Trident II. Головная часть, предназначенная для возвращения в атмосферу, получила обозначение Mk 5 и должна была иметь большую мощность, чем Mk 4. Контракт на разработку Trident II был заключен в октябре 1983 года. 28 декабря 1983 года заместитель министра обороны разрешил ВМС приступить к полномасштабной инженерной разработке Trident II D5. Первая серия из 19 наземных запусков Trident II состоялась с комплекса 46 на мысе Канаверал с 15 января 1987 года по 27 января 1989 года. Первая попытка запуска с подводной лодки была предпринята подводной лодкой "Теннесси". Достижение IOC для стратегического объекта вооружения Тихоокеанского региона (SWFPAC) было завершено по графику в 2001 году, что позволило развернуть подводные лодки с баллистическими ракетами Trident II в Тихом океане. В 1980 году Соединенное Королевство приняло ракету Trident I C 4 в рамках своей ядерной программы Trident.

The Trident II was designed with greater range and payload capacity than its predecessor (Trident C 4). In 1972, the US Navy projected an initial operating capability (IOC) date of 1984. The US Navy shifted the IOC date to 1982. On 18 October 1973, a Trident program review was administered. On 14 March 1974, the US Deputy Secretary of Defense disseminated two requirements for the Trident program. The first was an accuracy improvement for the Trident C 4. The second requirement asked for an alternative to the C 4, or a new Trident II missile with a larger first stage motor than the C 4. The U. S. Navy conducted studies to determine whether the more expensive Trident II could be constructed similarly to the US Air Force's MX ICBM, primarily to decrease budget costs. It was established that the Trident II would be in diameter and 44 feet (13 m) in length in order to match the performance of the existing MX ICBM. Modifications to the guidance system, electronics hardening, and external protective coatings were incorporated into the design. While this satisfied the Navy's study requirements, it did not accommodate the US Air Force payload requirements. Propulsion stages were proposed to be used between the first stage and second stage motors, effectively making the Trident II a longer three stage missile than the C 4. Studies were delayed in 1978 when Congress only approved $5 million of the suggested $15 million for the Navy and Air Force program studies. By December 1978, the Navy's and the Air Force's own studies agreed with each other that a similar missile structure would not achieve desired savings. It was determined that the Navy and Air Force would maintain and be responsible for their own unique weapon systems. The US Navy continued with its own design of the Trident II. In March 1980, US Secretary of Defense Harold Brown proposed an increased level of funding for the submarine launched ballistic missile modernization, emphasizing increased accuracy. The House Armed Services Committee (HASC) recommended no funding, while the Senate Armed Services Committee (SASC) recommended full funding of $97 million. The SASC asked for a plan incorporating "the fullest possible competition . [and] should consider competing among contractors for each major component, including the integrated missile." $65 million was awarded for the submarine launched ballistic missile modernization. On 2 October 1981, President Reagan called for the modernization of the strategic forces. The Defense Department directed the Navy to fund all development of the Trident II D5 missile with a December 1989 IOC. All research and development efforts would be directed toward "a new development, advanced technology, high accuracy Trident II D5 system." In December 1982, Deputy SECDEF Frank Carlucci advised the Secretary of Defense Caspar Weinberger to include funding for a new reentry vehicle–warhead combination for Trident II. The reentry vehicle was to be designated as the Mk 5, which was to have a greater yield than the Mk 4. The development contract for Trident II was issued in October 1983. On 28 December 1983, the deputy SECDEF authorized the Navy to proceed with full scale engineering development of the Trident II D5. An initial series of 19 land based Trident II launches took place from Cape Canaveral Launch Complex 46 from 15 January 1987 to 27 January 1989. The first submarine launch was attempted by Tennessee, IOC for Strategic Weapons Facility Pacific (SWFPAC) was completed on schedule in 2001, allowing Trident II SSBN to be deployed in the Pacific theater. In 1980, the United Kingdom adopted the Trident I C 4 missile as part of its Trident nuclear program.

Дизайн

Trident II – это ракета с тремя ступенями, каждая из которых содержит твердотопливный ракетный двигатель. Первый двигатель изготовлен компанией Northrop Grumman. Первая ступень включает в себя твердотопливный двигатель, компоненты для обеспечения зажигания первой ступени и систему управления вектором тяги (TVC). Первая ступень, по сравнению с Trident C 4, немного больше, что обеспечивает увеличенную дальность и большую полезную нагрузку. Помимо более крупного двигателя, D 5 использует более современный и легкий связующий компонент топлива (полиэтиленгликоль), чем C 4. Это топливо более известно как NEPE 75. (NEPE – нитратный эфир пластифицированного полиэфира, цифра 75 указывает на то, что топливо содержит 75% твердых веществ.) Этот аэродинамический обтекатель эффективно снижает сопротивление на 50%. Корпус третьей ступени также усилен углеродным волокном и кевларом. Хотя Lockheed Martin является основным подрядчиком, в разработке Trident II участвует ряд корпораций. Например, в октябре 2020 года Boeing получила контракт на техническое обслуживание, восстановление и предоставление технических услуг для навигационной подсистемы Trident II, а Northrop Grumman – на инженерную поддержку и интеграцию Trident II и соответствующих подводных лодок на объектах и верфях от Саннивейла, Калифорния, и Бангора, Вашингтон, до Кингс-Бей, Джорджия, и Кейп-Канаверал, Флорида, и других местах. Компания Systems Planning & Analysis Inc. также получила контракт на технические услуги Trident II, поддержку программ, оценки, специальные исследования и системную инженерию. После подачи команды на запуск активируется система парогенератора, воспламеняющая газогенератор, выхлоп которого подается в охлаждающую воду, вызывая расширение газа внутри пусковой трубы и выталкивая ракету вверх и из подводной лодки. После выхода первой ступени из пусковой трубы двигатель второй ступени воспламеняется и работает около 65 секунд. Затем сбрасывается носовой обтекатель, отделяясь от ракеты. После освобождения носового обтекателя воспламеняется подсистема TVC третьей ступени, а взрывчатые вещества отделяют двигатель второй ступени. Затем воспламеняется двигатель третьей ступени, толкающий оборудование на оставшееся расстояние (около 40 секунд) полета. Когда двигатель третьей ступени достигает целевой области, воспламеняется система управления после запуска (PBCS), и двигатель третьей ступени выбрасывается. Астро-инерциальная система наведения использует позиционирование звезд для точной настройки инерциальной системы наведения после запуска. Поскольку точность ракеты зависит от того, что система наведения знает точное положение ракеты в любой момент полета, тот факт, что звезды являются фиксированной точкой отсчета для расчета этого положения, делает это потенциально очень эффективным способом повышения точности. В системе "Трайдент" этого достигли с помощью одной камеры, предназначенной для обнаружения только одной звезды в ожидаемом положении. Если она не была точно выровнена, это указывало на то, что инерциальная система не была точно нацелена, и вносилась коррекция. Затем оборудование с MIRV направляет возвращаемые боевые блоки (RV) к Земле. Затем полезная нагрузка высвобождается с платформы MIRV. Чтобы предотвратить влияние корректирующей тяги PBCS на RV при высвобождении, оборудование инициирует маневр уклонения от струи (PAM). Если на RV будет воздействовать тяга сопла PBCS, ближайшее сопло отключается до тех пор, пока RV не отойдет от MIRV. PAM используется только в том случае, если струя сопла будет мешать области вблизи RV. PAM – это специализированная конструктивная особенность, добавленная в Trident II для повышения точности. Ранее в системе использовались боеголовки Mk 4 RV со 100-килотонной боеголовкой W76 0, но начиная с сентября 2008 года W76 0 были модернизированы до W76 1. Этот процесс был завершен к декабрю 2018 года. Модернизация с W76 0 на W76 1 включала установку на боеголовки нового RV (Mk 4A), замену компонентов с ограниченным сроком службы и оснащение боеголовки новой системой подрыва, взведения и запуска MC4700. Система MC4700 AF&F (прозванная "супер-фузом") значительно повышает вероятность поражения боеголовки укрепленных целей, таких как шахты или бункеры. W76 2 также оснащен RV Mk 4A и взрывателем MC4700. В бюджетном запросе Национального управления ядерной безопасности на 2021 год агентство запросило 53 миллиона долларов США для начала разработки новой боеголовки W93 для использования на Trident II и 32 миллиона долларов США для начала разработки нового RV Mk 7. В случае одобрения W93 станет первой новой ядерной системой, получившей типовое обозначение после окончания холодной войны. Неясно, заменит ли W93 W76 1, W88 или обе боеголовки. В использовании в Великобритании ракеты Trident II оснащены боеголовкой под названием Holbrook. Правительство Великобритании настаивает на том, что боеголовка является британской разработкой, но аналитики считают, что она в значительной степени основана на конструкции W76 из США. В 2011 году сообщалось, что британские боеголовки получат новые возвращаемые аппараты Mk 4A и некоторые или все другие модернизации, которые американские боеголовки W76 получают в рамках программы продления срока службы W76 1. Некоторые сообщения указывали на то, что британские боеголовки получат ту же систему подрыва, взведения и запуска (AF&F), что и американские W76 1. В соответствии с соглашением 1958 года США предоставляют Великобритании чертежи своих конструкций боеголовок, но проектирование, производство и обслуживание британских боеголовок являются исключительно ответственностью Великобритании. AWE в настоящее время разрабатывает новую боеголовку для замены существующей Holbrook, внедрение которой ожидается в 2030-х годах.

The Trident II is a three stage rocket, each stage containing a solid fuel rocket motor. The first motor is made by Northrop Grumman. This first stage incorporates a solid propellant motor, parts to ensure first stage ignition, and a thrust vector control (TVC) system. The first stage section, compared to the Trident C 4, is slightly larger, allowing increased range and a larger payload. In addition to a larger motor, the D 5 uses an advanced and lighter fuel binder (polyethylene glycol) than the C 4. This fuel is more commonly known as NEPE 75. (NEPE stands for nitrate ester plasticized polyether, the 75 represents that the fuel contains 75% solids.) This aerospike effectively decreases drag by 50%. The third stage hull is also reinforced by carbon fiber and kevlar. While Lockheed Martin is the prime contractor, a variety of corporations work on the Trident II. For example, in October 2020, Boeing was contracted for maintenance, rebuilding and technical services for the Trident II navigation subsystem, and Northrop Grumman was contracted for engineering support and integration for the Trident II and relevant submarines at sites and shipyards from Sunnyvale, California, and Bangor, Washington, to Kings Bay, Georgia, and Cape Canaveral, Florida, among other locales. and Systems Planning & Analysis Inc. was contracted for Trident II technical services, program support, assessments, special studies, and systems engineering. Once the launch command is given, a steam generator system is activated, igniting a gas generator whose exhaust is fed into cooling water, causing expanding gas within the launch tube to force the missile upward, and out of the submarine. Once the first stage is cleared, the second stage motor ignites and burns for approximately 65 seconds. The nose fairing is then jettisoned, separating from the missile. When the nose fairing is clear of the missile, the third stage TVC subsystem ignites, and ordnance separates the second stage motor. The third stage motor then ignites, pushing the equipment section the remaining distance (approx. 40 seconds) of the flight. When the third stage motor reaches the targeted area, the Post Boost Control System (PBCS) ignites, and the third stage motor is ejected. The astro inertial guidance uses star positioning to fine tune the accuracy of the inertial guidance system after launch. As the accuracy of a missile is dependent upon the guidance system knowing the exact position of the missile at any given moment during its flight, the fact that stars are a fixed reference point from which to calculate that position makes this a potentially very effective means of improving accuracy. In the Trident system, this was achieved by a single camera that was designed to spot just one star in its expected position. If it was not quite aligned to where it should be, it would indicate that the inertial system was not precisely on target and a correction would be made. The equipment section, with the MIRV, then aims the reentry vehicles (RV) towards the earth. The payload is then released from the MIRV platform. To prevent the PBCS correctional thrust from interfering with the RV when released, the equipment section initiates the Plume Avoidance Maneuver (PAM). If the RV will be disrupted by the PBCS nozzle's thrust, the nearest nozzle will shut off until the RV is away from the MIRV. The PAM is used only when a nozzle's plume will disrupt the area near an RV. The PAM is a specialized design feature added to the Trident II to increase accuracy. The system previously carried the Mk 4 RV with a 100kt W76 0 warhead, but beginning in September 2008 W76 0s were converted to W76 1s. This process was completed by December 2018. Conversion from the W76 0 to W76 1 involved fitting the warheads with a new RV (the Mk 4A), replacing age limited components and fitting the warhead with a new MC4700 arming, fusing and firing (AF&F) system. The MC4700 AF&F system (dubbed the "super fuze") significantly improves warhead kill probabilities against hardened targets such as silos or bunkers. The W76 2 is also fitted with the Mk 4A RV and MC4700 fuze. In the National Nuclear Security Administration's 2021 budget request, the agency requested US$53m to begin development of a new W93 warhead for use on Trident II and US$32 million to begin development of a new Mk 7 RV. If approved, the W93 will be the first new nuclear weapon system to receive a type designation since the end of the Cold War. It is unclear if the W93 will replace the W76 1, the W88 or both warheads. In UK usage Trident II missiles are equipped with a warhead called Holbrook The UK government insists the warhead is a British design, but analysts believe that it is largely based on the US W76 design. In 2011 it was reported that British warheads would receive the new Mk 4A reentry vehicles and some or all of the other upgrades that US W76 warheads were receiving in their W76 1 Life Extension Program. Some reports suggested that British warheads would receive the same arming, fusing and firing system (AF&F) as the US W76 1. Under a 1958 agreement, the US supplies the UK with blueprints of its own warhead designs but the design, manufacture and maintenance of UK warheads are purely a UK responsibility. AWE is currently developing a new warhead to replace the existing Holbrook warhead with deployment expected in the 2030s.

Операторы

Королевский флот использует свои ракеты из общего пула совместно с атлантической эскадрой атомных подводных лодок с баллистическими ракетами класса "Огайо" ВМС США, расположенной в Кингс-Бей, штат Джорджия. Ракеты в этом пуле перемешаны, и для загрузки на подводные лодки обеих стран они отбираются случайным образом.