是一种带有惯性制导的两级固体燃料中程弹道导弹，旨在将三个弹头（再入体）运送到距离发射场最远 2,500 海里的目标。这种导弹可以从浮出水面或水下的潜艇发射。

  最初的北极星导弹，北极星 A1 或 Mk 1，被开发为尽快部署，直到可以生产出更先进的版本。从这个基础模型衍生出随后的北极星导弹 Mk 2和 Mk 3，以及波塞冬导弹。北极星导弹 Mk 1 于 1965 年退役，Mk 2 于 1974 年退役，Mk 3 于 1981 年逐步退出美国海军服役。

  在继续介绍北极星 A3 导弹的细节之前，让我们先了解一下北极星舰队弹道导弹 （FBM） 武器系统的整体操作。

  北极星舰队弹道导弹 （FBM） 武器系统不仅仅扩展到北极星 A3 导弹。它包括多个基本子系统：

  舰船系统为舰队弹道导弹武器系统提供支持服务，并为北极星 A3 导弹提供稳定的发射平台，这两者都对成功发射至关重要。

  导弹测试和准备设备（MTRE）进行了Polaris A3导弹的飞行前准备和检查，进行了系统和导弹测试，并监控了导弹周围的环境条件。

  ：火控系统（FCS）的最大的作用是准备向指定目标发射的16枚Polaris A3导弹，并提供对武器系统的集中控制。

  ：导弹发射系统容纳和保护 16 枚北极星 A3 导弹，并在发射过程中执行弹射。

  下表显示了按携带北极星 A-3 导弹的潜艇的标记编号和类别划分的战术系统名称。该表经过简化，未列出系统修改编号。

  616、627 和 640 级潜艇最终全部改装成带有波塞冬 C-88 导弹的 Mk 3 火控系统。

  该导弹由第一级火箭发动机组件、级间段、第二级火箭发动机组件、设备段、机头整流罩和再入子系统组成。

  由加利福尼亚州萨克拉门托的 Aerojet General Corp. 开发的 A-3 北极星导弹的第一级在动力飞行的初始阶段加速了导弹。

  该级由一个圆柱形火箭发动机组件组成，这中间还包括发动机本身、一个点火器和四个可旋转的喷嘴。该组件配备了喷嘴控制和导弹转向所需的电气和液压系统。

  A-3 北极星导弹的第一级火箭发动机使用了一种称为 ANP-2969 的单碱型固体推进剂，这是一种硝基增塑聚氨酯混合物。这种化合物包括高氯酸铵和铝，针对强烈的能量释放进行了优化。推进剂以六角星形配置铸造到电机铁芯中，以有效提高燃烧速率。

  点燃后，推进剂产生高达 6,000 °F 的极端温度，并显着增加压力水平。这种高强度的燃烧迫使洛克希德公司用渗银钨加固发动机的喷嘴，以承受苛刻的热应力和机械应力。

  然而，这种修改增加了喷嘴的重量，使导弹的射程减少了 90 海里，并且需要将液压系统的功率增加一倍，以抵消由此产生的发动机扭矩并保持精确的导弹控制。

  聚氧乙二醇 （PEG） / 三羟甲基丙烷 （TMP） / TDI 交联聚氨酯

  第一级的推力矢量控制 （TVC） 系统包括四个可旋转的喷嘴，最初是为 A2 模型的第二级开发的，用于在飞行的初始阶段管理导弹的俯仰、偏航和滚动。这些喷嘴由液压驱动，并连接到执行器，执行器响应来自导弹机载电子设备包的控制信号。

  喷嘴的独特设计具有一个成一定角度的旋转轴，允许在其中立位置做纯轴向推力。旋转时，喷嘴可以使射流相对于电机中心线偏转，从而以最小的轴向推力损失实现有效的矢量控制。

  两个相反的喷嘴沿同一方向的策略旋转产生侧向力，或沿相反方向产生滚转控制扭矩，从而促进整个飞行过程中的精确方向和稳定能力调整。

  北极星 A3 导弹的级间部分是第一级和第二级火箭发动机之间的连接点。这种圆柱形外壳由镁钍合金 （HK31A-H24） 制成，钍含量不到 3%，旨在保护和支撑关键的导弹部件。这中间还包括第一级点火和分离装置、液压电池组、第二级推力矢量控制管理系统和联锁 I。

  级间部分的设计蒙皮厚度为 0.406 厘米（0.160 英寸），直径为 137.2 厘米（54 英寸），高度约为 85.1 厘米（33.5 英寸），不包括铝制连接环。

  它具有两个访问端口，允许维护和检查所有内部元件。安装在前圆周上的引爆索有助于在第一级燃尽后将第一级和级间与导弹分离，确保飞行序列的平稳过渡。

  由犹他州巴克斯的 Hercules Powder Company 制造的北极星 A3 导弹的第二级将导弹从第一级分离点推进到将再入子系统定位到其指定弹道轨迹所需的速度。

  该级由一个圆柱形火箭发动机组件组成，该组件由发动机本身、一个点火器和四个固定喷嘴组成。

  发动机室是一个玻璃纤维、细丝缠绕的外壳，里面密密麻麻地装满了固体推进剂，以确保有效的燃烧和推力。该组件还配备了电气系统和氟利昂注入装置，用于导弹的导航和控制。这些部件调整了喷嘴推力，并沿着计划的路线准确地引导导弹。

  北极星 A3 导弹的第二级使用了一种称为 EJC 的复合改性双基 （CMDB） 推进剂配方。

  EJC 的成分包括一种名为 HMX 的高能炸药，以及高氯酸铵、硝酸纤维素、和铝的混合物。选择这些组件是因为它们的能量特性和稳定能力，可提供 280 秒的比冲。

  Hercules 将推进剂铸造到一个开槽的圆柱形中央空腔中，中心有一个八点星形配置，舞台尾端有一个独特的“雪花”或“圣诞树装饰”横截面，以确保更均匀的燃烧。

  北极星 A3 导弹的第二级采用了创新的推力矢量控制 （TVC） 系统，该系统利用流体喷射技术进行转向。

  该系统与传统的可移动喷嘴设计不同，采用加压氟利昂直接注入四个固定喷嘴的排气流中。该机构重量轻，对火焰气温变化不太敏感，在性能和可靠性方面具有显着优势。

  该系统的工作原理是通过安装在喷嘴外表面的计量阀将氟利昂 114 注入每个喷嘴的出口锥中。这种喷射产生了一种减震模式，使主排气流偏转，从而改变了导弹的俯仰、偏航或滚转控制的轨迹。

  对于方向调整，将氟利昂注入两个选定的喷嘴中，而辊子调整需要同时注入所有四个喷嘴。由此产生的倾斜冲击波有效地操纵了推力矢量，从而能够精确控制导弹的方向和飞行路径。

  此外，流体管理系统经过专门设计，可确保在飞行过程中最佳利用氟利昂，包括丢弃多余的液体以减轻重量并保持平衡。

  北极星 A3 导弹的设备部分是导弹飞行两个阶段所需的各种系统的中心枢纽。这个圆柱形外壳由镁钍合金制成，位于第二级发动机的前方，直接连接到再入子系统和机头整流罩。

  它容纳并保护了关键的导弹部件，包括飞行控制电子设备、速率陀螺仪包、电子电池、配电包、制导电子设备、制导万向节组件和联锁 II。

  此外，该部分还包括主脐带式容器、第二级火箭发动机的点火器、机头整流罩和再入子系统的分离装置以及点火逆变器。所有这些组件都能够最终靠引导子系统检修门轻松访问。

  北极星 A3 配备了 Mk 2 制导系统，该系统负责导弹在动力飞行阶段的精确导航和控制。

  该系统由麻省理工学院的仪器实验室开发，利用惯性制导技术来引导导弹的轨迹并管理再入体的分离和弹出。

  在飞行的动力部分，Mk 2 制导系统计算并向再入体提供特定速度，确保它遵循弹道轨迹，无需进一步引导即可直接将其引导至预定目标。

  制导系统内的专用数字计算机实现了这种能力，该计算机根据导弹的连续性能数据和预设的轨迹信息执行实时计算。然后将生成的控制信号调度到各种导弹子系统，以根据自身的需求调整飞行参数。

  万向节组件由三个主要部分所组成：外万向节、中万向节和内万向节，内万向节装有稳定平台。在这个稳定的平台上安装了敏感的运动感应和加速度检测装置，确保导弹的轨迹与预定目标精确对齐。

  安装在这个稳定平台上的是三个惯性速率积分陀螺仪 （IRIG）。这些直径各为 2.5 英寸，是带有球形转子和磁悬浮的改进铍陀螺仪。

  这些 IRIG 检测到导弹绕其计算轴的任何运动，并将这些运动转换为电信号。制导计算机使用这一些信号在飞行过程中进行实时调整。

  此外，该平台还支持两个直径为 1.6 英寸的脉冲积分摆动加速度计 （PIPA） 和一个直径为 1.6 英寸的摆动积分陀螺仪加速度计 （PIGA），每个加速度计都负责提供详细的加速度数据。

  电子元件组件包括用于万向节伺服回路和加速度计的电子元件、电源、臂前抑制器模块和处理和执行飞行命令的制导计算机。

  制导计算机利用来自加速度计的速度数据为导弹生成俯仰和偏航转向命令。这些命令在飞行过程中调整了导弹的姿态。此外，计算机还计算了“要获得的速度”，从而确定了武装前和切断条件的精确矩，这对于弹头布防与发动机关闭的时间至关重要。

  在技术上，制导计算机采用了硅平面晶体管，并引入了一种新的组件封装方法：焊接灯芯木。这包括模块内的焊丝互连和模块之间的绕线连接，与传统印刷电路板相比，这种方法显着减小了计算机系统的尺寸。

  存储器架构包括两个模块，每个模块包含 6 个寄存器，总共 12 个字的存储器。这种设置由内存驱动模块、八个逻辑模块、一个时钟模块和一个输入/输出模块补充。

  再入子系统包括三个 Mk 2 再入体以及分离和弹射设备，它们安装在设备部分的基础结构上，并由机头整流罩封闭。

  为了优化对抗反弹道导弹 （ABM） 防御系统的生存能力，弹头按顺序弹出，相隔大约 1 秒和 1 海里。这种战略间隔旨在防止单次反导攻击同时摧毁多个弹头，并最大限度地减少附近爆炸的爆炸效应的干扰。

  Mk2 再入体配备了热核 W58 弹头，具有由铍制成的椭圆形机头形状和铝制结构上的尼龙酚醛烧蚀隔热罩。每个再入体长 54 英寸（137 厘米），喇叭形底座的最大直径为 23.5 英寸（59.7 厘米），重 309 磅（140 公斤）。

  除了保护功能外，机头整流罩还设计有连接环和抛弃火箭。连接环有助于在处理和转移操作期间垂直吊装组装好的导弹。在第一阶段分离之后，在再入子系统弹射之前，抛弃火箭迅速有效地将机头整流罩从导弹的轨道上移除。

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