美国下一代新型洲际弹道导弹——LGM-35A“哨兵”

LGM-35A哨兵武器系统是美国正在发展的新一代洲际弹道导弹，该武器系统原名陆基战略威慑(GBSD)系统，用于取代当前美国核力量结构中的民兵Ⅲ洲际弹道导弹。自1970年以来，民兵Ⅲ一直是美国核三位一体陆基弹道导弹、潜射弹道导弹和核轰炸机的陆基分支，目前已经是美国武器库中最古老的武器之一。在哨兵(GBSD)计划下，陆基核武器的所有部件包括导弹、指挥控制、发射系统以及其他设施都将进行更新换代，LGM-35A哨兵有望在2024财年进行首次飞行，并在2029年提供初始运营能力。

美国空军目前计划购买666枚新型导弹，其中400枚用于作战部署，另外266枚用于试射或作为备用。空军表示，哨兵(GBSD)将能够满足现在的用户要求，并具备适应性和灵活性，能够进行升级，并服役至2075年。这种导弹的射程将超过民兵Ⅲ，从美国发射，打击范围覆盖俄罗斯、中国、朝鲜和伊朗。

哨兵(GBSD)的研发背景

由于冷战结束后的世界格局，美国目前只依赖民兵Ⅲ一种陆基运载系统，该系统最初是在半个世纪前部署的，使用寿命为十年。尽管需要持续支持核三位一体，替换民兵Ⅲ的计划被一再推迟，以延长老化导弹的使用寿命，直到奥巴马政府在对替代品进行广泛研究后决定开发和部署新的洲际弹道导弹。在美国高级国防官员和军官的判断中，用哨兵(GBSD)取代民兵Ⅲ对于维持可行的陆基战略威慑至关重要，其主要原因如下：

进一步延长民兵Ⅲ寿命既不可行也不具有成本效益

民兵Ⅲ最初是设计用于20世纪70年代的导弹防御环境的，该环境缺乏先进的一体化防空系统(IADS)、网络威胁、电子战(EW)系统、电子武器和其他先进的防御措施。后续经过改进后民兵Ⅲ计划服役到2030年，虽然发射系统中的固体火箭发动机、制导装置和推进火箭系统发动机已经被更换或翻新，但届时这些子系统会继续老化，其他从未更新过的组件也是如此。

面临老化问题的民兵Ⅲ导弹系统

同样，与民兵Ⅲ相关的设施和其它基础设施(其中大部分是在1960年代初期随着民兵I和II的部署而建造或安装的)也存在严重的老化问题，如发射门和关闭门的腐蚀，供暖、通风和空调系统损坏，诊断测试装置和电缆的磨损等。

图表：主要的民兵Ⅲ现代化和延寿计划项目

资料来源：美国战略与预算评估中心

而再次延长民兵Ⅲ的使用寿命，则需要生产翻新或更换老化部件和设备所需的零件，这面临着巨大的困难。民兵Ⅲ在当时开发时的设计兼容性极差，维护人员通常必须用相同的物品更换磨损的部件，以确保正确的形状、配合和功能。但是制造替换零件以及相关的维护设备和测试装置将需要空军重建一个已经萎缩得面目全非的工业基地(民兵Ⅲ武器系统的生产线在几十年前就关闭了，导弹关键部件的许多原始制造商已经关闭或转移到其他业务领域)。因此，仅是维持推进系统所需的大约330个部件的供应，美国空军都没有足够的供应商来源。

图表：预计可作战民兵Ⅲ导弹的储量

图表来源：《维持美国核威慑力量：LRSO和GBSD》美国战略和预算评估中心

即使空军选择激励商业企业制造专用部件，仍然存在巨大的挑战。设计和蓝图必须复用和重新认证，新供应商(和子供应商)必须合格，必须建造新的装配线，必须培训新的技术人员，最终产品必须经过严格测试以确保符合规格。尽管美国空军正在寻找供应商来生产过时的零件，以按计划将民兵Ⅲ维持到2030年，但相关官员预计40%到50%的请求将无法满足。

图表：2016财年至2075财年期间与民兵Ⅲ延寿计划和哨兵(GBSD)解决方案相关的总成本对比

资料来源：美国战略预算评估中心

鉴于这些条件，美国空军官员坚持认为，继续延长民兵Ⅲ的寿命将需要设计、开发和部署新洲际弹道导弹的许多相同成本，但没有融入21世纪的优势技术。空军在2014年AoA报告中得出的结论是，使用寿命延长计划的估计成本将比哨兵(GBSD)的50年生命周期成本高出11亿美元。然后空军全球打击司令部司令TimothyRay将军在2021年5月表示，翻新将比开发新洲际弹道导弹多花费380亿美元。

需要能够应对不断变化的战略环境的新能力

即使进一步延长民兵Ⅲ的寿命在技术上可行且具有成本效益，美国高级国防官员仍质疑现有系统能否满足未来几十年的威慑要求。民兵Ⅲ最初是在1960年代设计的，用于在威慑失败时执行特定的作战任务。它能够从美国本土的基地以直线弹道发射多达三个给定重量的弹头，具有足够的射程和准确度来打击苏联的目标，同时只面对适度的反弹道导弹防御。鉴于中国当时的核力量要小得多，美国战略家认为在计算美国威慑态势的要求时，大多数时候未考虑中国的相关案例。因此，将中国的战略目标置于风险之中并不是设计和开发民兵系列洲际导弹的驱动因素。

图表：美国、俄罗斯、中国的战略弹头(左)和美国、俄罗斯、中国的战略发射器(右)

图表来源：新美国安全中心(CNA

但美国今天面临着截然不同的战略环境，全球核平衡正在发生变化，因此美国认为，美国核力量可能需要在危机或冲突中阻止对手使用核武器的目标数量和类型正在发生变化，并且预计未来还将持续变化。同时，美国高级军事领导人强调需要确保洲际弹道导弹部队在面对新出现和未来的威胁时继续有效，包括改进的空中和导弹防御以及新的网络挑战。

尽管美国国防官员强调民兵Ⅲ能够完成其任务，但根据2018年NPR.143回答有关扩展导弹的可能性的问题，预计该系统穿透未来对手防御的难度越来越大。因此，相关高级军事官员明确表示，需要对美国洲际弹道导弹部队进行全面改革，以提高目标灵活性;削弱对手导弹防御系统的改进;并加强防御网络攻击(可能破坏系统响应能力并在危机中降低通信性能)。

新洲际弹道导弹将降低运营成本

现有的民兵Ⅲ系统中，如果飞机上的单个组件发生故障，维护技术人员通常可以直接访问该组件，以便在现场进行维修或更换。但是当民兵Ⅲ的主要子系统(例如火箭发动机或导弹制导装置)发生故障时，通常无法就地修复。取而代之的是，整个子系统必须从导弹发射井中取出，运回主要作战基地，然后运到仓库进行维修。为了从导弹发射井中拆除大型子系统，导弹维护人员必须首先推回覆盖发射井顶部的110吨发射关闭门，然后将尽可能多的子系统相互堆叠起来才能到达发射井中需要维修的子系统，之后必须以相反的顺序执行这些相同的步骤，以安装替换子系统并使导弹恢复警戒状态。除了相关的人工成本外，这个繁琐的过程还需要额外的安全措施，因为发射器关闭门已经打开。即使在最佳情况下，整个过程也可能需要几天甚至更长的时间。

飞行员在老化的民兵Ⅲ导弹上安装新电缆

而哨兵(GBSD)的模块化设计将允许进行例行维护，而无需打开发射器关闭门或从发射井中取出导弹的主要部分，这将使维护过程更具成本效益并且更安全。此外，增强型诊断和预测分析系统的结合将改善供应整合，同时并减少故障和部件更换之间的时间。与许多其他计划相比，空军还将控制系统的知识产权，包括基础源代码，这将进一步降低运营、维护和人员相关的费用。

哨兵(GBSD)的研发思路

目前美国的洲际弹道导弹能力是一个由多达400枚导弹、450个发射井和相关基础设施组成的复杂系统。哨兵(GBSD)系统是对当前能力的完全重组。其模块化的开放系统设计降低了运营和维护成本，并提供了巨大的系统灵活性，以随着威胁形势的不断发展而保持适应性。哨兵(GBSD)还将为操作员、维护者和防御者提供更适合作战人员的设计。

模块化

与民兵Ⅲ导弹相比，哨兵(GBSD)将采用模块化设计和开放式架构，允许更换老化和过时的部件。据美国空军称，这种模块化方法将降低生命周期成本，并为武器系统整个生命周期的改进提供灵活性。开放系统架构允许空军控制系统的知识产权，包括系统的源代码。这使得除了合同获得者诺斯罗普·格鲁曼公司之外的多个供应商可以竞争并完成系统的未来升级和改进。随着技术的发展，相关的升级可能变得很重要，并且可以提高导弹系统的安全性和可靠性。升级可能包括更好的制导系统或新型反制措施，可能使导弹能够穿透对手的弹道导弹防御系统。因此，模块化可以为武器系统的维护带来好处，因为它允许美国空军通过升级和更换更小的系统或模块来修改和可能改进导弹的初始设计，而无需重新设计整个武器系统。与替换民兵Ⅲ中老化部件的延寿计划相比，这可能是支持导弹预期50年生命周期的一种更具成本效益的方式。此外，空军将来不必向原始供应商付费以开放软件来将新部件添加到系统架构中。

哨兵系统的结构与原民兵Ⅲ所占空间对比

提高安全性

美国空军注意到，对于民兵，目前对弹头或导弹制导计算机进行的大部分维护都需要打开发射器关闭门(导弹正上方的检修门)。这通过增加未经授权的观察或访问的可能性而引入了安全漏洞。为了解决这个问题，在民兵Ⅲ维护操作期间，美国空军向机组人员分配了额外的安全部队，以帮助保护弹头。借助哨兵(GBSD)的模块化设计，大部分维护工作都可以在发射器关闭门关闭的情况下进行。美国空军表示，与当前的民兵Ⅲ相比，这将减轻维护期间的安全风险。

民兵Ⅲ的导弹发射井结构，在维护时需要打开发射器关闭门

潜在的人力节省

与美国空军中的其他单位相比，空军现有的三个民兵Ⅲ基地需要更多的安全部队人员。GSBD的模块化使得大多数维护工作都可以在发射器关闭门关闭的情况下完成，这也可以减少基地所需的安全部队人员数量。除了减少所需的安全部队外，美国空军预计新武器系统的维护需求将大大减少。最后，虽然该系统的最终布局尚未公布，但有迹象表明可能发射控制中心(LCC)会变得更少。目前要求三个导弹基地各有15个LCC，总共45个LCC。每个LCC都由两名导弹作战机组人员连续操作。如果哨兵(GBSD)需要的LCC减少，则相应的导弹操作员也将减少。

美国空军第90维修大队的人员在导弹综合体内进行维护

改进的投掷重量

民兵Ⅲ发动机使用重型钢制外壳来容纳导弹推进剂。这些外壳增加了导弹的重量并影响其飞行范围和有效载荷能力。为新型导弹设计的助推器将使用复合材料，使哨兵(GBSD)比民兵Ⅲ轻得多，这将增加导弹的投掷重量。美国空军声称，更大的投掷重量将使新型导弹能够携带不同的有效载荷，并为未来的任务提供更多的灵活性。随着未来对手发展弹道导弹防御系统，增加的投掷重量可能使空军能够制定使导弹突破防御的相关对抗措施。

诺斯罗普·格鲁曼公司为第一级固体火箭发动机执行外壳缠绕工艺，应用复合材料形成发动机外壳

美国空军计划部署哨兵(GBSD)，每枚导弹配备一个弹头。然而，由于导弹的投掷重量更大，未来美国空军可能会部署两到三枚弹头，以应对国际安全环境的变化。此外，一些人认为，如果空军在每枚导弹上部署多个弹头，可能只需要部署更少数量的导弹来满足目标需求。目前，美国在中西部上游的大片地区散布单弹头导弹，这既降低了每枚导弹的价值，又使对手攻击整个部队的能力复杂化。较少数量的多弹头导弹可以改变这种计算方式，但也可能为洲际弹道导弹部队提供成本更低的替代方案。

哨兵(GBSD)的技术细节

由于涉及到战略威慑能力，哨兵(GBSD)项目保密性较高，诺斯罗普·格鲁曼公司和美国空军都没有透露太多该型导弹的细节与指标。不过根据目前已有的相关信息，依然可以推测出哨兵(GBSD)的部分技术细节。

哨兵(GBSD)计划的基本特征

在诺格放出的设想图中，这款新的弹体采用全直径无间级段构型，此外根据项目分包商任务分配可知，哨兵(GBSD)使用的是三级固体燃料火箭发动机，最大射程与民兵三相仿，达到了13000公里，采用惯性制导+GPS制导体制，能携带6-12枚的W87热核分导弹头，每枚弹头拥有30万吨TNT当量的爆炸威力，命中精度(CEP)<120米。

LGM-35A“哨兵”将配备W87-1热核导弹弹头，相比民兵Ⅲ集成的W78弹头，美国国家核安全局正在开发的W87-1旨在提供更高的安全性和安保性，爆炸当量300千吨，比1945年投在长崎的“胖子”炸弹威力和破坏力强15倍。LGM-35A“哨兵”使用Mk21A再入飞行器将W87-1热核导弹弹头携带到太空，飞行器由洛克希德·马丁公司负责开发。据报道，洛克希德·马丁公司正在开发两架Mk21A原型机，第一架原型机于2022年7月首次试射(失败，火箭在发射11秒后爆炸)，第二架原型机计划于2023年第二季度进行测试。

民兵Ⅲ目前使用的W87热核分导弹头部分性能示意图

哨兵(GBSD)陆基洲际弹道导弹虽然在射程和命中精度上，与当前的民兵Ⅲ陆基洲际弹道导弹基本一致，但考虑到它能携带的分导式核弹头数量，比只能最多携带3枚分导式核弹头的民兵Ⅲ陆基洲际弹道导弹要多出不少，并且由于其发动机使用了新的复合材料壳体使得发动机重量减轻，投掷重量提高，可以携带更多打击载荷或者电子设备，因此，其整体实际作战能力肯定要比民兵Ⅲ陆基洲际弹道导弹强出一个层次。但是即便如此，哨兵(GBSD)由于目前的固定发射井的发射方式，相较于可以机动发射的俄罗斯“亚尔斯”RS-24洲际弹道导弹，在战时生存性方面可能依然不具备优势。

哨兵(GBSD)的研发进展

哨兵(GBSD)系统是空军第一个获得电子程序代号的主要采办项目。这种被政府定义为“大型项目”的革命性方法利用数字工程、敏捷软件和开放系统架构来对虚拟设计进行建模和验证，从而降低风险并减少部署系统和新技术所需的时间。

项目计划时间表

AOA阶段

美国空军于2011年初开始对其陆基威慑进行能力评估，2012年开始为洲际弹道导弹部队开始新的替代分析。2013年初，美国空军核武器中心发布了BAA公告，进一步分析创造了五条可能的途径，包括继续使用不变革、继续使用并纳入增量变化、设计一个新系统进行取代、机动方案、隧道方案等五种。2014年AoA分析结果决定了下一代洲际导弹的全面翻新取代和井基发射方案，并保留机动变体。但在后来的发展过程中，只保留了井基固定发射一条发展路线。

TMRR阶段

美国空军于2016年8月23日正式获得国防采办系统的“里程碑A”批准，自此哨兵(GBSD)项目进入技术成熟和降低风险阶段(TMRR)提案期。波音公司、诺斯罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司三家参与TMRR阶段的竞争。2017年8月23日，美国空军宣布诺斯罗普·格鲁曼公司和波音公司继续进入哨兵(GBSD)项目的TMRR阶段，洛克希德·马丁公司落选。

EMD阶段

美国空军于2019年7月16日进行EMD阶段招标。期间由于波音公司退出竞标，诺斯罗普·格鲁曼公司成为唯一竞标方。2020年9月4日，哨兵(GBSD)项目获得国防采办系统的“里程碑B”批准，2020年9月8日，美国空军将价值1330万美元的哨兵(GBSD)工程和制造开发合同(EMD)授予诺斯罗普·格鲁曼公司。EMD合同预计将持续到2029年2月，合同包括武器系统设计、鉴定、测试和评估以及核认证。

作为工程和制造开发(EMD)工作的一部分，诺斯罗普·格鲁曼公司的主要任务如下：

诺斯罗普·格鲁曼哨兵(GBSD)团队包括数百家涉及哨兵(GBSD)的国防、建筑和工程行业的中小型公司。经统计，该计划将在美国雇佣10000多名直接参与这项重要的国家安全计划的人。

最新进展

2021年8月，诺斯罗普·格鲁曼公司成功完成了哨兵(GBSD)第一级固体火箭发动机的首次隔热层与外壳缠绕处理。诺斯罗普·格鲁曼公司围绕石膏工具心轴进行隔热层缠绕。隔热层保护发动机外壳免受发动机内部燃烧推进剂引起的极端温度。隔热层之后是外壳缠绕工艺，它在隔热层周围应用复合材料以形成电机的外壳。该第一级发动机后续会进行测试来检验相关设备和制造工艺以及压力测试，确保结构设计的完整性。此外诺斯罗普·格鲁曼公司已经开始对第二级发动机进行类似的隔热层和外壳缠绕处理，项目团队继续按照美国空军哨兵(GBSD)的时间表进行。

诺斯罗普·格鲁曼公司正在进行第一级固体火箭发动机的隔热层缠绕工艺

2022年7月，美国将用于哨兵(GBSD)洲际弹道导弹和W87-1核弹头Mk21A再入飞行器的Minotaur II+火箭进行了首次测试，但没有成功。该测试在范登堡太空部队基地(VSFB)进行，火箭在发射11秒后爆炸。爆炸发生后，距离发射台非常近，碎片立即落入该区域。VSFB官员报告说没有人员受伤，但表示爆炸确实在北部基地引起了火灾。目前，爆炸原因尚不清楚，但VSFB宣布已开始调查。

这次发射计划是支持空军新型Mk21A再入飞行器开发的第一次测试，使用Minotaur II+亚轨道发射系统发射。目前，美国空军正处于Minotaur II+开发的第三阶段——发射和飞行测试。到2022年7月7日，Minotaur II+已经进行了多次试射，最后一次是唯一一次失败的发射。

哨兵(GBSD)的未来发展趋势及相关风险

哨兵(GBSD)高超声速变体的可能性

早在2016年7月美国空军正式发布GBSD项目招标书时，洛克希德·马丁公司就宣称其竞标方案将采用模块化设计，以便未来能够携带机动式高超声速滑翔弹头。鉴于中俄都在发展具有高超声速助推滑翔飞行器的重型弹道导弹，洛克希德·马丁认为美军也应该依托哨兵(GBSD)项目研制部署这类武器。

2020年8月12日，美媒《航空周刊》(Aviation Week)报道称美国空军核武器中心寻求对洲际弹道导弹进行潜在升级的想法(RFI)，包括“能够支持高超声速滑翔至洲际弹道导弹射程的热保护系统。”不过后续美国空军负责战略威慑和核整合的副参谋长理查德·克拉克中将表示哨兵(GBSD)将不会作为高超声速变体在21世纪20年代末投入使用。然而，他指出，哨兵(GBSD)的开放架构主干使其能够采用新兴技术。他没有具体评论是否正在考虑高超声速滑翔飞行器。

因此可以推测，虽然哨兵(GBSD)现阶段的开发中并未直接考虑高超声速变体，但是其具备在未来升级为高超声速型号的能力。

美国国会的考虑

目前美国部分国会议员质疑资助和部署新洲际弹道导弹的必要性，一些人建议空军再次考虑是否可以延长民兵Ⅲ的寿命。他们与政府以外的分析师一起认为，哨兵(GBSD)的延迟可以缓解美国陆基、海基和空投核武器同时进行资本重组所造成的财务压力。国会预算办公室(CBO)估计，哨兵(GBSD)、哥伦比亚级潜艇和B-1轰炸机这三个主要项目在未来十年可能耗资2340亿美元。政府以外的一些分析家和一些前国防官员也建议美国减少或消除其洲际弹道导弹，因为它们容易受到攻击，可能使它们在危机中不稳定。另一方面，支持新导弹计划的人指出，自冷战结束以来进行的每一次核态势评估都支持核三位一体，奥巴马总统在2010年的NPR中指出，保留三位一体的所有三个部分将最好地保持战略以合理的成本保持稳定性，同时对冲潜在的技术问题或漏洞。

美国国防部的考虑

面对国会质疑，美国国防部高层领导人在2021年6月表示，该项目的未来将取决于对军方核态势的审查。目前五角大楼在国防部2022年财政预算请求中要求再增加拨款11亿美元全面地资助哨兵(GBSD)计划，而民兵Ⅲ更换计划的首次试飞在2023年进行。美国防部长劳埃德·奥斯汀在众议院军事委员会的听证会上面临多个关于哨兵(GBSD)的费用以及此时是否需要的问题。奥斯汀表示，该计划的长期“估值”将成为五角大楼下一次核态势评估的一部分。包括空军和美国战略司令部领导人在内的军方官员表示，需要实现空、陆、海三位一体洲际弹道导弹的现代化，可用的时间已经不多了。2021年6月23日，参谋长联席会议主席、陆军上将马克·米勒与奥斯汀一起作证词时表示，他不建议从核现代化中拿走任何钱。可以看到，美国国防部对于哨兵(GBSD)计划总体呈积极态度，并且在争取提高陆基战略威慑在美国核三位一体中的地位。(来源：北京蓝德信息科技有限公司 研究员 张杰)

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