核武器的投射系统是核武器的翅膀，其功能是按照战斗的需要将核武器精确地投送到目标上。按运载工具的不同，核武器投射系统可分为陆基投射系统、海基投射系统和空基投射系统三大类。陆基投射系统主要由地面导弹发射架、地下导弹发射井及可以发射核导弹的车辆组成；海基投射系统则是能够发射核武器的水面舰艇和潜艇；空基投射系统就是可以发射核导弹或投掷核炸弹的战略轰炸机。同时拥有这三类投射系统，就拥有了同时从海陆空发起核攻击的能力，这就是常说的“三位一体”核打击系统。它们最常用的核弹头载具是弹道导弹。弹道导弹能够以6千米/秒以上的速度攻击目标，很难防御。
可以投掷核弹的图-160超声速轰炸机
最初的弹道导弹每一枚只携带单颗威力巨大的弹头，20世纪70年代后，核大国开始研究“多弹头独立重返大气层载具”技术，英文缩写为MIRV。这种技术把多枚核弹头，以及一些干扰反导弹系统的装置一起安装在一个可以调整姿态和轨道的火箭平台上。它飞到敌国上空后，可以在不同的地方分别施放不同的弹头，就像公共汽车上的乘客在不同的站点下车那样，攻击一系列不同的目标，大大增加了一枚导弹能够破坏的目标数目和范围。而且由于瞬间有多个弹头进入，难以全部准确拦截，同时携带的干扰装置则能够迷惑敌方的反导系统，增强突防能力。
现代最先进的弹道导弹都使用这种技术来携带多枚核弹头。比如，俄罗斯的R-36M2（SS-18）洲际弹道导弹就能够使用它携带的10枚80万吨TNT当量的核弹头分别袭击10个不同的目标；美国研制的“和平卫士”洲际弹道导弹也能够携带10枚威力为30万吨TNT当量的核弹头，对目标进行精确的打击，比单颗大威力弹头的破坏能力更强。
“俄亥俄”级核潜艇发射核弹示意图
世界上第一颗人造地球卫星成功发射后，有人提出部署“天基”投射系统，即从卫星和空间站上向敌人投射核武器。理论上，“天基”投射系统能够在太空中随时待命，可以偷偷接近敌方雷达不能监测到的位置再突然袭击，投放大批核弹。不过，核弹卫星一旦因故障坠落，会引发巨大灾难。因此，联合国于1967年拟定的《外层空间条约》明确禁止这种行为。而且，反卫星武器的发展也使得装载核弹的卫星不再安全。所以像苏联“部分轨道轰炸系统”这样的天基投射系统最终还是被裁撤了。
除了对地攻击的核导弹，人们还研究过用大炮发射的核炮弹、攻击航空母舰和核潜艇的核鱼雷、攻击潜艇的反潜核深水弹、可在敌人进攻路线上埋设的核地雷、由飞机发射的空对空核火箭，以及用于攻击地下加固目标的核钻地弹，等等。为了防御对方的弹道导弹，苏联还部署过装有核战斗部的A-35“橡皮套鞋”反导导弹，通过在大气层外引爆核弹来摧毁来袭导弹。但因为核武器可能导致的各种恶劣后果及精确制导技术的发展，很多核装备都逐渐被更精确的常规武器所替代。（迢柳娟 李铁虎）
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