注册  |  登录   |   加入收藏  |  设为首页

搜索

朝鲜“火星-12”弹道导弹技术浅析

  2017年5月14日,朝鲜不顾国际社会的强烈反对,试射了1枚代号“火星-12”的新型弹道导弹。该弹曾于今年4月15日纪念金日成诞辰105周年的阅兵式上首次公开展示,立即引起各方的密切关注。分析人士试图评估其规模和能力,以及它对朝鲜弹道导弹项目所起到的作用。在试射结束后,美国《北纬38度》网站于5月19日发表文章,对“火星-12”导弹进行了较为详实的技术分析,并尝试以此为契机解密当前朝鲜所拥有的弹道导弹技术及发展现状。
  起初,外界认为“火星-12”的成功试射似乎对朝鲜发展洲际弹道导弹产生了一些影响,但鉴于信息有限,影响的具体程度仍不清楚。本文通过计算机模拟辅助评估导弹的射程和性能。导弹的技术参数是基于对现有照片和导弹轨迹的仔细检查而得出的,关注点主要集中在发动机的性能方面。根据模拟结果,“火星-12”似乎只是现有“火星-10”或“舞水端”中程弹道导弹(IRBM)的更大的变体,它具有类似的发动机和较轻的结构,只在射程方面略有提高,但在机动性方面存在局限性。尽管新型导弹可能作为研发洲际弹道导弹部分相关技术的试验平台,但该飞行测试并没有为朝鲜洲际弹道导弹项目的重大进展提供任何证据。
  
  概况
  
  据悉,朝鲜在过去的阅兵式上曾多次展示公路机动型洲际弹道导弹,也就是众所周知的KN-08和KN-14。而朝鲜领导人在2017年的新年致辞中宣布,朝鲜已经准备好进行洲际弹道导弹的飞行测试,但迄今没有进行。
  朝鲜已进行飞行测试的最为强大的火箭是“银河3号”(Unha-3),它曾在2012年和2016年成功将小型卫星送入轨道。2006年,朝鲜以“银河3号”为基础进行了一次洲际弹道导弹试射——即“大浦洞-2”的试射,结果以失败告终。“大浦洞-2”尺寸太大,并不适合机动发射。
  “银河3号”的第一级采用了4台“劳动”发动机,但其推力可能无法满足洲际射程的需要。到目前为止,朝鲜已知的性能最好的液体发动机是在“火星-10”或“舞水端”中程弹道导弹飞行测试中使用的发动机。这款发动机与苏联R-27潜射弹道导弹(SLBM)使用的发动机在技术上存在一定关系。
  就其本身而言,由于推力较为有限,但弹体结构和弹头较重,因此至少需要安装2台发动机才能实现预期射程。然而,R-27导弹的发动机是专门为紧凑的潜射弹道导弹设计的,将2台该型发动机整合为同一级火箭助推段无疑是一项非常复杂的工作。
  疑似2台R-27发动机安装在一起的地面测试照片于2016年曝光,但这种组合似乎没有经过飞行测试。一些专家推测,“火星-12”试射中使用的发动机是朝鲜3月份测试的新发动机,但仅凭照片很难证实这一点。
  另外,朝鲜尚未展示一种适用于洲际弹道导弹(ICBM)的带有隔热罩的再入飞行器(RV)。洲际弹道导弹的再入飞行器以比朝鲜已知的中程弹道导弹高得多的速度进入大气层,因此要承受更高的温度和压力,这些环境在地面测试中无法完全模拟。
  
  “火星-12”测试参数
  
  据悉,“火星-12”采用了高弹道方式发射,飞行时间为30分钟,飞行高度超过2000千米。相关数据引发外界猜测,认为该导弹与朝鲜努力研发公路机动型洲际弹道导弹密切相关,而该弹很可能采用了配套的发动机。
根据朝鲜官方媒体发布的测试照片,“火星-12”似乎是一枚单级导弹,由单台大型发动机驱动,连接了4台姿态微调发动机。  在导弹外部,清晰可见一根连续的电缆,从正下方进入底部的发动机舱。这条线路将制导系统与推进剂罐外部的微调发动机连接起来。如果导弹为多级设计,电缆一般会在级间分离的位置附近被截断。
其他照片显示,该导弹由一个运输-起竖-发射装置(TEL)运输,TEL类似于“舞水端”导弹使用的运载发射车。视频显示,“火星-12”导弹不是由TEL发射的,而是从一个可拆卸的发射台上发射的。  
  
  导弹轨迹模拟
  
  为了评估“火星-12”的性能,分析人士对其轨迹进行了计算机模拟。参数是根据可用照片和“舞水端”导弹的基线参数估算的。导弹的直径与“舞水端”导弹直径相似,大约为1.5米。但它的长度较长,底座轻微向外展开。包括弹头在内,其长度约为15.7米。助推器长度大约是12.4米,假设主发动机为1台R-27导弹所采用的发动机,同时增加了2台微调发动机,这可能导致推力的小幅增加。
  对于推进剂,假设四氧化二氮(N2O4)作为氧化剂和偏二甲基肼(UDMH)作为燃料,会产生特定脉冲(燃料效率的一种量度)的对应值。这与R-27导弹中使用的推进剂组合相同。导弹的长度允许对推进剂容积和推进剂质量进行估算(参见表1)。
2016年6月的“舞水端”导弹高空飞行模拟表明,此次飞行可能运用的是空的再入飞行器——在隔热罩填充150千克配重。专家认为“火星-12”也是如此。计算轨道的模型与先前分析过的“舞水端”导弹的模型一样。  
利用这些参数,专家模拟了超过700千米长的高弹道。导弹从龟城发射,初始航向是70°,模拟包括地球自转的影响,飞行过程中达到的最大高度为2000千米,整个飞行时间接近30分钟,与报告值相似。  
  为了获得这种性能,该助推器的结构质量必须降低到助推器总质量的7%。加长推进剂罐往往会降低这一数值,但数值的降低意味着推进剂罐的结构会非常轻。例如,R-27的等效数字更接近于10%。
  使用TEL来运输“火星-12”表明它是一种可移动的武器,但考虑到这些参数,人们可以预期导弹的弹体非常脆弱,不适合运输和事先加注推进剂。这意味着导弹必须被垂直放置在发射台之后点火,这大大增加了发射准备时间。
  假定的四氧化二氮也需要在非常有限的温度范围才可以安全存储和使用,这将进一步限制了导弹(作为移动系统)的可用性。
  红烟硝酸(IFRNA)可以作为一种替代氧化剂,因为它更容易安全处理,但这将导致较低的特定脉冲。因此就“火星-12”所飞行的轨道而言,IFRNA是无法提供足够推力的。
  测试中的高弹道对弹道导弹来说是非典型的,然而,“舞水端”在2016年的单次成功飞行中,飞行轨道与其类似,飞行距离为400千米,高度超过1000千米。“火星-12”飞得更高更远,因此,如果以最小能量弹道飞行,扩大射程范围,那么它将覆盖比“舞水端”导弹更远的距离。
  在有效载荷为650千克的情况下(相当于R-27的有效载荷,包括隔热罩,但可能比朝鲜核弹头轻),其模拟的最大射程超过3700千米(在70°的方向上,包括地球自转)。如果朝鲜拥有足够准确的制导技术,理论上可以让“火星-12”到达约3400千米外的关岛,这是“舞水端”导弹达不到的。
  在高弹道的模拟中,再入时的速度达到了5.4千米/秒。这仅略高于模拟最小能量弹道情况下所达到的最高值5.2千米/秒。因此,为再入飞行器测试新的隔热罩不太可能作为选择高弹道的解释。这种选择最可能的原因是导弹不能在最小能量轨道上飞行,且不会侵犯该区其他国家的领空,例如日本。然而,其速度远远高于“舞水端”导弹达到的峰值速度,并且更接近于洲际弹道导弹的速度。
  
  结论 
  
  基于照片研判与计算机模拟,“火星-12”似乎是“舞水端”导弹的更长更轻版本。然而,其主发动机的性能与现有型号相比并未出现太大提升。
可以肯定的是,该导弹确实比“舞水端”导弹性能更好,射程足以覆盖关岛,但其轻巧的结构以及燃料/氧化剂组合意味着该弹并不适合机动发射。此外,尽管该弹已尽可能减轻结构重量,但与发动机的推力相比仍然过大,这意味着其射程的提升空间已挖掘殆尽。  尽管新导弹可能作为洲际弹道导弹一些技术的试验平台,但5月14日的“火星-12”飞行试验并没有任何证据显示朝鲜洲际弹道导弹项目取得了重大进展。(编译/金学敏马颖杜广智)
 
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
杂志分类