|
|
Rakiety balistyczne w wersji
UGM-96A Trident I C-4:
|
Program budowy pocisków z serii Trident został wdrożony po to, by zastąpić starsze rakiety Poseidon. W nowe pociski miały zostać uzbrojone ówcześnie istniejące balistyczne okręty podwodne, dlatego nie mogło być mowy o zwiększeniu wymiarów rakiet. Program Trident uwzględniał także skonstruowanie w przyszłości większych jednostek balistycznych, a tym samym możliwość zaprojektowania znaczne większej wersji pocisków, która obecnie jako jedyna znajduje się w czynnej służbie we flocie Stanów Zjednoczonych.
We wrześniu 1971 roku marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych rozpoczęła program ULMS (Undersea Long-range Missile System), w wyniku którego miały powstać nowe pociski balistyczne, mające zastąpić starsze rakiety z serii Poseidon. Główny wykonawca tego projektu, firma Lockheed Missiles and Space Corporation, zaproponował podzielenie programu na dwie osobne fazy. Pierwsza z nich początkowo określana była skrótem EXPO (EXtended-range Poseidon). Obejmowała ona skonstruowanie pocisków, będących rozwinięciem rakiet UGM-73A Poseidon C-3. Nowe pociski miały być podobnych rozmiarów co dotychczas używane przez marynarkę wojenną rakiety, tak by można było je wykorzystywać na istniejących balistycznych okrętach podwodnych. W późniejszym czasie ta faza programu ULMS przekształciła się w projekt UGM-96A Trident I C-4. Druga część programu zakładała, że w dalszym czasie do służby zostaną wprowadzone pociski o większych rozmiarach, znane jako model UGM-133A Trident II D-5. Wraz z nimi marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych miała otrzymać nowe balistyczne okręty podwodne typu Ohio, które miano opracować specjalnie do przenoszenia rakiet z serii Trident II.
W listopadzie 1973 roku firma Lockheed Missiles and Space Corporation rospoczęła zakontraktowane prace nad nowymi pociskami model UGM-96A Trident I C-4. Umowa z marynarką wojenną zakładała nie tylko skonstruowanie samych rakiet, ale także zapewnienie serwisu technicznego i wyposażenia, mającego pomóc w instalacji nowych pocisków na okrętach podwodnych. Dodatkowo kontrakt obejmował opracowanie odpowiednich programów szkoleniowych dla załóg jednostek przenoszących rakiety z serii Trident. Ta kompleksowa umowa, podobnie jak w przypadku pocisków model UGM-73A Poseidon C-3, reprezentowała politykę Departamentu Marynarki Wojennej, która polegała na zamawianiu u jednego dostawcy nie tylko samego uzbrojenia, ale wszystkich systemów z nim związanych.
Usprawnienia w stosunku do pocisków z serii Poseidon skupiały się głównie wokół znacznego zwiększenia zasięgu oraz zachowania przy tym podobnych rozmiarów i wagi oraz równie dużej celności. Takie wymagania automatycznie pociągały za sobą konieczność usprawnienia systemów nawigacyjnych i naprowadzania pocisków, jak również systemu kierowania ogniem. W tym czasie prowadzono już prace nad inercyjnym systemem naprowadzania z aktualizacją astronawigacyjną, który teorytycznie mógł być zainstalowany już na wcześniejszych pociskach z serii Poseidon, lecz ostatecznie w pełni zastosowano go w rakietach Trident. Większy zasięg wiązał się także z tym, że nowe systemy naprowadzania i nawigacyjne zastosowane w rakietach powinny być mniejsze, by zdobyć więcej przestrzeni na paliwo stałe, oraz lżejsze, by zachować tą samą wagę pocisku przy zwiększonej ilości paliwa. Większa ciężkość paliwa wymuszała także wykonanie rakiet z lżejszych niż dotychczas stosowanych materiałów, podobnie jak samych kapsuł z głowicami. Równie ważnym czynnikiem było zachowanie aerodynamicznych kształtów, tak by pociski stawiały jak najmniejszy opór.
Kolejnym ważnym czynnikiem, kształtującym projekt rakiet model UGM-96A Trident I C-4, było osiągnięcie jak najniższych kosztów oraz wysokiej niezawodności operacyjnej. Aspekty te, jak przy każdym innym programie, zawsze były stawiane jako jedne z najważniejszych wymogów.
Projekt pocisków z serii Trident zakładał także, że w przyszłości nie będą potrzebne znaczące modyfikacje rakiet, które miałyby być wymuszone poprzez wzrost technologicznego zaawansowania sowieckich systemów anty balistycznych ABM (Anti-Ballistic Missile). Z tego względu program obejmował także opracowanie nowych kapsuł przenoszących głowice jądrowe, które miały być zdolne do manewrowania i omijania nieprzyjacielskich rakiet. Między marcem 1974 roku, a listopadem 1975 roku odbyło się sześć próbnych lotów pocisków, które przenosiły nowe człony dla głowic model Mk 4. Kapsuły te miały zostać zainstalowane na rakietach model UGM-96A Trident I C-4. Testy wykazały, że skonstruowanie kapsuł model Mk 4, tak by były one kompatybilne z rakietami Trident, jest wykonalne.
Pierwszy testowy lot pocisków z serii Trident odbył się w styczniu 1977 roku. Odpalenie rakiety, oznaczonej jako Trident I C4X, nastąpiło z przylądka Canaveral na Florydzie. Ostatnia próba, podobnie jak wszystkie pozostałe przeprowadzona została na przylądku Canaveral i miała miejsce w styczniu 1979 roku. Łącznie dokonano 17 startów testowych, z czego 15 zakończyło się pełnym sukcesem, jeden tylko częściowym, i jeden całkowitym niepowodzeniem. W planach było przeprowadzenie łącznie 18 prób, lecz jedna z nich nie odbyła się z powodu awarii urządzeń naziemnych, obsługujących testowe rakiety Trident I C4X. Kolejny etap prób rozpoczął się w kwietniu 1979 roku, kiedy pocisk oznaczony jako Trident I C4T miał zostać odpalony z okrętu podwodnego USS Francis Scott Key (SSBN 657), należącego do typu Benjamin Franklin. Test ten zakończył się niepowodzeniem na skutek awarii silnika pierwszego stopnia. Kolejnych sześć testów, przeprowadzonych na tej samej jednostce, zakończyło się pełnym sukcesem. Ostatni lot miał miejsce w lipcu 1979 roku.
Pierwotnie planowano, że cały program testowy obejmować będzie łącznie 30 startów z przylądka Canaveral na Florydzie i balistycznego okrętu podwodnego. Kolejne udane próby zaowocowały tym, że w maju 1978 roku, po 12 testach, firma Lockheed Missiles and Space Corporation zaproponowała redukcję planowanej liczby prób z 30 do 25 startów. W listopadzie 1978 roku, po 16 testach ostatecznie zdecydowano się na zaproponowaną zmniejszoną liczbę prób, która miała obejmować 18 wystrzeleń z przylądka Canaveral i 7 odpaleń z balistycznego okrętu podwodnego. Ogólnie bardzo udany program testowy został w styczniu 1980 roku określony przez sekretarza marynarki wojennej James'a Woolsey'a jako najbardziej udane przedsięwzięcie tego typu z dotychczas przeprowadzonych.
Podczas gdy loty testowe kończyły się sukcesami, próby naziemne przynosiły sporo niepowodzeń. Podczas jednego ze statycznych sprawdzeń mocy silników nastąpiły dwie wewnętrzne eksplozje, które zaowocowały rozpoczęciem prac nad ulepszeniem paliwa stałego, wykorzystywanego przez silniki. Podobne problemy przy statycznych próbach mocy wystąpiły z przerywaczami ciągu. Również doszło do wewnętrznej eksplozji, która zmusiła konstruktorów do zmodyfikowania pierwotnie zastosowanego systemu przerywania ciągu.
Oficjalnie pociski model UGM-96A Trident I C-4 weszły do służby w marynarce wojennej Stanów Zjednoczonych w październiku 1979 roku, kiedy okręt USS Francis Scott Key (SSBN 657) wyszedł na patrol bojowy z tymi rakietami na pokładzie. Pociski z serii Trident I otrzymało w późniejszym czasie osiem pierwszych jednostek typu Ohio, które zaprojektowano z myślą o przenoszeniu większych rakiet z serii Trident II. Jednak w momencie gdy te okręty wchodziły do służby, model UGM-133A Trident II D-5 nie był jeszcze gotowy. W Stanach Zjednoczonych, już po podpisaniu w 1993 roku układu o redukcji arsenałów strategicznych START II (Strategic Arms Reduction Talks), ratyfikowanego w 1996 roku, podjęto decyzję, co ważne bez związku z tym układem, o redukcji liczby balistycznych okrętów podwodnych z dotychczas posiadanych 18 jednostek typu Ohio do 14 okrętów. Przy czym założono, że cały typoszereg ma być wyposażony w pociski z serii Trident II. Decyzja ta została podjęta przez administrację ówczesnego prezydenta Bill'a Clinton'a we wrześniu 1994 roku, na podstawie dokonanego przeglądu strategicznej polityki nuklearnej NPR (Nuclear Posture Review). W stosunku do czterech najstarszych okrętów typu Ohio zdecydowano się na ich przerobienie z jednostek balistycznych (SSBN) na okręty z rakietami manewrującymi (SSGN). Pozostałe cztery jednostki, które były wyposażone w pociski model UGM-96A Trident I C-4, odesłane zostały do doków na przeprowadzenie konwersji potrzebnej do obsługi rakiet model UGM-133A Trident II D-5. Ostatnia z tych jednostek o nazwie USS Nevada (SSBN 733) rozpoczęła swoją przebudowę w 2006 roku. Tym samym pociski model UGM-96A Trident I C-4 zostały całkowicie wycofane ze służby w marynarce wojennej Stanów Zjednoczonych.
Rakiety model UGM-96A Trident I C-4 były trzystopniowymi pociskami na paliwo stałe. Była to nowość, gdyż wcześniej wszystkie okręty podwodne wyposażone były w pociski dwustopniowe. Pod względem rozmiarów rakiety pierwszej serii Trident w zasadzie niczym nie różniły się od pocisków model UGM-73A Poseidon C-3. Ich długość wynosiła 10,39 metra, natomiast średnica 1,88 metra. Takie gabaryty podyktowane były tym, że silosy na ówczesnych jednostkach balistycznych nie były w stanie pomieścić większych rakiet. Waga równa była 32850 kilogramów, co oznaczało niewielki wzrost w stosunku do rakiet z serii Poseidon. Jeden z najważniejszych postulatów, mianowicie zwiększenie zasięgu, spełniony został w sposób bardzo zadawalający. Pociski model UGM-96A Trident I C-4 mogły lecieć na odległość aż 4100 mil morskich, czyli 7400 kilometrów. Jest to wzrost w stosunku do serii Poseidon o prawie 2000 kilometrów.
Przebieg lotu pocisków z serii Trident w fazie startowej przebiegał nieco inaczej niż w przypadku poprzednich rakiet balistycznych używanych przez marynarkę wojenną Stanów Zjednoczonych. Z silosów pociski wyrzucane były przez sprężone powietrze. Wyrzutnie nie były zalewane wodą, gdyż po otwarciu pokrywy chroniła je specjalna osłona, która pękała w momencie wypychania rakiety na zewnątrz. Gdy znalazła się nad powierzchnią wody odpalany był silnik pierwszego stopnia. Pracował on do momentu, w którym skończyło się paliwo stałe. Następnie pierwszy człon był odłączany i pracę rozpoczynał silnik drugiego stopnia. On także pracował do momentu wyczerpania paliwa. Z tego względu pociski model UGM-96A Trident I C-4 nie były wyposażone w przerywacze ciągu, a ich nakierowywanie na odpowiednią trajektorię lotu odbywało się podczas pracy silników. Metoda ta określona została skrótem GEMS (Generalized Energy Management Steering). Gdy drugi człon rakiety odłączał się, pozostawała jedynie sekcja wyposażeniowa i kołpak, kryjący w sobie głowice oraz silnik trzeciego stopnia. Praca tego motoru kończyła pierwszą fazę lotu, w której pojazd PBV (Post Boost Vehicle) wyniesiony został na ziemską orbitę. W tym momencie lot odbywał się podobnie jak w przypadku rakiet z serii Poseidon. W fazie przelotowej pojazdu PBV do akcji wkraczał system odpowiadający za manewrowanie PBCS (Post Boost Control System), kolokwialnie określany jako "bus". System PBCS złożony był z dwóch niezależnych od siebie generatorów gazu na paliwo stałe, wykorzystujących dysze typu TVC (Thrust Vector Control), pozwalających kontrolować wektory gazów wylotowych. Umożliwiało to kierowanie członem wyposażeniowym i głowicami typu MIRV (Multiple Independently target Reentry Vehicle), które były wyrzucane kolejno w odpowiednim momencie. Ta faza lotu była ciągle korygowana przez inercyjno-astronawigacyjny system naprowadzania. Gdy kołpak z głowicami i sekcja wyposażeniowa zbaczały z kursu, system naprowadzania z pwrotem nakierowywał na odpowiednią trajektorię. Po odłączeniu jednej głowicy, system PBCS manewrował do kolejnego wyznaczonego punktu, w którym uwolniony miał być kolejny ładunek. Faza końcowa to lot samej kapsuły z ładunkiem bojowym.
System kontroli lotu ściśle współpracował z inercyjnym systemem naprowadzania z aktualizacją astronawigacyjną. Otrzymywał on od niego informacje, które następnie przetwarzał i wydawał odpowiednie polecenia dyszom typu TVC, jak również generatorom gazowym systemu PBCS. Polecenia te były nieustannie korygowane przez urządzenie żyroskopowe. Ta procedura kierowania pociskiem została zmodyfikowana w rozwojowej wersji rakiet model UGM-133A Trident II D-5.
Silnik pierwszego stopnia dostarczony został przez firmę Thiokol Chemical Company, będącą własnością firmy ATK (Alliant Techsystems). Ta sama firma ATK kupiła także firmę Hercules Aerospace Company, która dostarczyła silnik drugiego stopnia. Motor ostatniego członu pocisków model UGM-96A Trident I C-4 zaprojektowany został przez Chemical Systems Division, wchodzącą w skład firmy UTC (United Technologies Corporation). Wszystkie silniki pocisków pierwszej serii Trident używały paliwa stałego. Miejsca na nie było znacznie więcej niż w przypadku pocisków z serii Poseidon, mimo że oba typy rakiet były podobnych rozmiarów. Ten znaczny wzrost przestrzeni dla paliwa stałego osiągnięto poprzez miniaturyzację wszelkich systemów elektronicznych. Tym samym, między innymi z tego powodu, udało się wydatnie zwiększyć zasięg pocisków, co było jednym z głównych celów konstruktorów. Kolejnym czynnikiem, który pomógł w osiągnięciu tego celu, było zastosowanie lekkich kewlarowych osłon dla silników. Ich mała waga rekompensowała wzrost ciężkości większej ilości paliwa. Paliwo to oznaczane było skrótem XLDB-70 (cross-Link Double-Base 70 percent) i zostało opracowane przez firmy Thiokol Chemical Company oraz Hercules Aerospace Company. Składało się ono z poliuretanu, aluminium i chloranu amonu (utleniacz). Związki te połączone były między sobą przez adypinian poliglikolu, nitrocelulozę, nitroglicerynę i heksadiizocyjanian. Paliwo to znane jest także jako PGA/NG (PGA: Polyglycol Adipate - adypinian poliglikolu). Każdy silnik wyposażony był w jedną obrotową dyszę typu TVC. System kontrolujący kierunkiem gazów wylotowych TVC polegał na tym, że dysza poruszana była przez systemy hydrauliczne oraz generatory na gaz.
Trzeci stopień rakiet był dość nietypowy. Składał się z sekcji wyposażeniowej, mieszczącej wszelkie systemy pokładowe. Dalej zainstalowane były głowice bojowe, które rozmieszczone były wokół silnika trzeciego stopnia. Tym samym pojazd PBV był właściwie integralną częścią trzeciego stopnia. Po skończeniu się paliwa stałego, silnik wysuwał się z wnętrza PBV. Rozmieszczenie ładunków bojowych wokół motoru trzeciego stopnia wykluczyło zastosowanie aerodynamicznego kołpaku, takiego jak w rakietach serii Poseidon. Było to spowodowane tym, że na skutek takiego, a nie innego zainstalowania kapsuł z ładunkami bojowymi, kołpak nie mógł mieć kształtu stożka, gdyż nie zmieściłyby się głowice, a jego zakończenie musiało przybrać formę łagodnego łuku. Gdyby jednak zdecydowano się na ostrzejsze zakończenie, wówczas rakiety pierwszej serii Trident nie zmieściłyby się do silosów ówczesnych okrętów podwodnych, wyposażonych w rakiety model UGM-73A Poseidon C-3. Z tego samego powodu silnik trzeciego stopnia znalazł się w miejscu zarezerwowanym w rakietach serii Poseidon tylko na głowice bojowe. W innym wypadku pociski UGM-96A Trident I C-4 byłyby zbyt długie, by odpalać je z wyrzutni ówczesnych jednostek balistycznych. Końcówka w postaci łagodnego łuku stawiała duży opór podczas lotu, co było przeszkodą w osiągnięciu jednego z podstawowych celów, mianowicie zwiększenia zasięgu. Konstruktorzy rozwiązali ten problem, instalując wysuwane ostrze aerodynamiczne (teleskopowe), które podczas lotu rozcinało powietrze, przez co o wiele mniejsza i słabsza jego fala uderzała w łagodne zakończenie kołpaku. System ten spowodował, że pociski model UGM-96A Trident I C-4 stawiały opór o 50 procent mniejszy, niż przy locie bez aerodynamicznego ostrza.
Ważną cechą teleskopowego ostrza jest to, że nie potrzebuje ono specjalnego, kontrolującego podsystemu wewnątrz rakiety, co stanowi o prostocie tego pomysłu. Szpikulec wysuwa się automatycznie, zaraz po rozpoczęciu pracy przez silnik pierwszego stopnia. Wysuwanie ostrza aerodynamicznego kontrolowane jest przez mały generator na paliwo stałe, którego zapłon reaguje na przyspieszenie pocisku.
Wydatne zwiększenie zasięgu powiązane było także z ograniczeniem całej, ogólnej wagi pocisków pierwszej serii Trident. Z tego względu, do ich konstrukcji zdecydowano się użyć budulców kompozytowych w postaci materiałów grafitowo-epoksydowych. Dawało to zmniejszenie ogólnej wagi rakiet o około 40 procent w porównaniu z taką samą konstrukcją wykonaną z aluminium.
Podobnie jak w części nosowej, gdzie znajdowały się głowice, silnik trzeciego stopnia pocisków Trident przechodził przez środek sekcji wyposażeniowej. Wokół motoru rozmieszczone były wszelkiego rodzaju systemy, które kontrolowały przebieg lotu i naprowadzały głowice bojowe nad wyznaczone cele. W pociskach model UGM-96A Trident I C-4 zastosowany został satelitarno-inercyjny system naprowadzania ładunków typu MIRV model Mk 5, którego celność dochodziła do 450 metrów, według innych źródeł do 380 metrów. System ten był zwyczajnym systemem inercyjnym, który do dokładniejszych obliczeń wykorzystywał dane pochadzące z satelitów wojskowych.
Maksymalnie rakiety z serii Trident I mogły zabrać 14 kapsuł model Mk 4, z których każda wyposażona była w głowicę termojądrową model W-76 o mocy 100 kiloton. Jednak instalowanie tak dużej ilości ładunków znacznie redukowało zasięg 7400 kilometrów, który był osiągany w wypadku przenoszenia jedynie ośmiu głowic model W-76. W 2001 roku zdecydowano się zredukować liczbę ładunków typu MIRV w rakietach z serii Trident I jedynie do sześciu sztuk.
Kapsuły model Mk 4 miały pewną wadę, która miała spory negatywny wpływ na celność. Podczas wchodzenia do atmosfery końcówka nosowa rozgrzewała się do zbyt dużych temperatur, co powodowało wychylanie się kapsuły i jej zbaczanie z kursu. Problem ten spowodowany był materiałem, z którego wykonana została część nosowa. Był do grafit, obłożony węglikiem boru. Mankament ten naprawiony został w pociskach model UGM-133A Trident II D-5, które otrzymały zmodyfikowaną kapsułą model Mk 5.
Niewątpliwą zaletą pocisków serii Trident I było posiadanie głowic typu MIRV, które mogły być naprowadzane na różne cele, niezależnie od siebie. Dzięki nim jedna balistyczna jednostka podwodna mogła dokonać przerażających zniszczeń, gdyż wyposażona była nie w jedną, ale w 24 rakiety, jeżeli chodzi o typ Ohio, z których każda przenosiła do 14 ładunków. Co prawda skrytość działania okrętów podwodnych i duża odległość od wybrzeży Związku Radzieckiego dawała dość duże bezpieczeństwo dla przenoszonych pocisków, to już po wystrzeleniu i dotarciu nad cel możliwość likwidacji zagrożenia przez wroga znacznie wzrastała. By utrudnić zestrzelenie głowic jądrowych, kapsuły je przenoszące wyposażone zostały w system umożliwiający manewrowanie, którego zadaniem było zmylenie radzieckich systemów anty balistycznych ABM.
Rakiety model UGM-96A Trident I C-4 pozwoliły Stanom Zjednoczonym zachować wysoki poziom potencjału nuklearnego, który nie byłby dosyć wystarczający przy posiadaniu jedynie pocisków z serii Poseidon. Dzięki nim możliwa stała się skuteczniejsza odpowiedź na pierwsze uderzenie, pochodzące ze Związku Radzieckiego. Jednak stosunkowa słaba moc głowic termojądrowych, wynosząca 100 kiloton, co prawda większa niż w rakietach z serii Poseidon z ładunkami o mocy 50 kiloton, nadal powodowała powstawanie luki i niedostatku, jeżeli chodzi o głowice potężniejsze, mogące niszczyć umocnione zabudowania wojskowe, związane z silosami dla rakiet interkontynentalnych. Luka ta w pełni wypełniona została w momencie, gdy marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych otrzymała pociski model UGM-133A Trident II D-5. Ogromnym plusem rakiet z serii Trident I był duży zasięg 7400 kilometrów. Pozwalał on balistycznym okrętom podwodnym na operowanie z dala od radzieckiego wybrzeża, co wydłużało drogę do pokonania dla myśliwskich jednostek podwodnych Związku Radzieckiego. Wraz z naturalną skrytością działania, dawało to poczucie dużego bezpieczeństwa.
|
