朝鲜弹道导弹装备研发概况(中)
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借鉴“舞水端”和KN-08的新技术研制北极星-1潜射导弹
朝鲜核导的发展方针十分明确,即通过建立完全机动部署的“两位一体”核威慑力量,实现生存能力的最大化。这一点和中国在上世纪70年代末80年代初发展东风-22液体燃料机动部署远程弹道导弹(后被东风-31取代)和巨浪-1固体燃料潜射弹道导弹时的想法有相似之处。
显然,建造弹道导弹核潜艇对朝鲜来说不仅技术上难于登天,也没有多少实际意义——朝鲜潜射弹道导弹的目标显然是日本列岛,威慑美国本土的任务则由完善后的火星-13担负,不需要潜艇有极强的续航力。但通过新浦级试验潜艇的建造和使用,朝鲜未来建造类似前苏联629型(北约代号高尔夫级)这样可携带2-4枚导弹的常规动力弹道导弹潜艇并非不可能。
朝鲜尚未公布北极星-1(KN-11)的具体性能,但根据美国情报部门对大量卫星图片比对得出,该导弹为两级固体导弹,弹长6.8m,弹径1.1m,弹头质量1.18t,射程2000km,采用朝鲜自行研制的新浦级潜艇进行发射。
作为前苏联海军建造数量最多的667型弹道导弹核潜艇(北约代号“扬基级”)的主战装备,R-27系列导弹服役期间发射多达161枚,成功率达93%,其技术确实较为成熟。但这种成熟很可能只在有着丰富的液体燃料导弹海上储存使用经验的苏/俄海军才成立,毕竟可储存燃料潜射弹道导弹技术是其不折不扣的“独门绝技”。
目前,媒体披露了9次KN-11潜射导弹的试验情况,包括地面弹射、水下平台和潜艇弹射。2016年4月和7月,KN-11导弹分别在飞行30km和10km高度后发生爆炸;8月,该导弹采用高弹道,飞行约500km后落入海中,首次成功验证了全弹道飞行过程。此外,美韩专家通过几次发射图片推断,目前KN-11导弹出水后点火的技术已经比较稳定。
https://www.zhihu.com/video/1086224024379584512朝鲜资源有限,攻克固体火箭发动机和冷发射技术固然困难,解决液体推进剂的海上储存和水下点火热发射技术也不见得容易到哪儿去。因此从“北极星-1”2015年5月首次公开试射时就采用冷发射+水上点火技术就能看出,朝鲜的技术选择是很明确的。至于仍然采用液体火箭发动机的原因很简单:那时朝鲜同等级别的固体火箭发动机还没有开始试验,安装发动机就是为了检验出水后点火能否成功,也不用飞多远。
在北极星-1潜射导弹基础上研制的北极星-2陆基固体导弹
2017年2月12日,在平安北道芳岘一带的军事基地向半岛东部海域成功进行了北极星-2导弹首次飞行试验。该导弹飞行约500km后落入日本海,飞行高度约500km,飞行时长253s。随后朝鲜又进行了北极星-2导弹4次发射试验,仅失败1次。
北极星-2是在北极星-1潜射弹道导弹的基础上改进而来的陆基固体导弹。北极星-2导弹长度8.8m,弹径1.4m,其中第一级长度4.25m,第二级长度2.5m,弹头2.05m,射程约为2000km,发射重量与我国“巨浪”1导弹相当。北极星-2导弹采用的是“风暴虎”主战坦克改进的履带式底盘车辆进行冷发射,外观设计上借鉴了俄罗斯SS-14导弹的15U59发射车设计。发射筒长12.5m,筒径1.6m。
朝鲜发布的视频首次公开从导弹点火后到一二级分离、头体分离的主动段飞行画面。这个时间段长约2分钟,显示一二级发动机都工作了将近60秒。 其中第二级固体发动机的燃烧时间与去年3月24日朝鲜“新研制大功率固体发动机”的燃烧时间相吻合。当时试验现场的电脑显示屏显示这段长约3米的固体发动机工作了57秒。根据美国专家计算,如果采用钢制壳体,发动机的空重为800千克,可以携带约4吨的固体燃料,并可以提供15~20吨的推力。视频中还能看到导弹一二级的组装画面,导弹第一级顶部正好在弹体书写的“北极星”三个朝鲜文的“星”字中间,根据长径比可以推算出一级长度约为4~5米,结合第一级飞行时间,可以推算出导弹一级的重量和推力大概为二级的两倍。
由于朝鲜目前中远程导弹多数采用坑道隐蔽、开出坑道即可发射的部署方式,北极星-2导弹是目前朝鲜已经曝光的弹道导弹中,具备一定的机动性,且最接近实战能力的型号。
韩军及驻韩美军现役的“爱国者”防空导弹无法对付这种飞行速度达10马赫弹头落点又难以提前准确预测的新导弹,因为 “爱国者” 2和3型只能拦截以4 ~ 5马赫速度下降的弹头。 而韩军部署的“萨德”可以8.2马赫的速度在40~ 150千米的高度击落朝鲜导弹,可以防御最快以14马赫的速度正面来袭的弹道导弹 ,理论上具有拦截“北极星” 2的能力,但是很难保卫韩国全境,也难以拦截没有朝着星州而来的 “北极星”导弹,更不用说可以在 韩国背后插上“匕首”的潜射导弹。
采用新型大推力液体发动机研制的火星-12中远程导弹
火星-12弹道导弹以发烟硝酸和偏二甲肼为燃料。这种可贮存的常温有毒燃料是朝鲜液体火箭发动机的成熟燃料。2017年4月,朝鲜在大规模阅兵式上首次展示了火星-12这种大型车载式远程导弹,当时外界对此导弹真实性表示怀疑。但在4月29日,朝鲜在平安南道北仓一带进行了火星-12导弹的首次发射,导弹于发射后数秒内在空中爆炸,发射失败,飞行高度71km。随后,朝鲜先后进行了火星-12导弹3次飞行试验,全部取得成功。火星-12导弹在2017年4月朝鲜大规模阅兵式上首次展出,有外界分析认为,火星-12导弹采用了新型液体大推力发动机,最大射程为4800km。
“火星”12导弹(下图)首次亮相时曾被误认为是“火星”13(KN-08,上图)导弹的改进型。这是因为从外形上看,“火星”12的弹头设计与“火星”13导弹一模一样,相似的气动外形设计很容易让人感觉这是一枚去掉第三级的“火星”13。但仔细观察可以发现,“火星”12的电缆槽和加强肋并非像“火星”13那样一直延伸至弹体尾部,而是在离发动机底部喷口约1.7米处终止了,这意味着新导弹采用的不是像R-27潜射导弹或“火星"10/13那样的潜入式发动机设计,而是和“火星”5/6/7一样发动机舱与推进剂贮箱分开。发动机安装在外形类似苏联SS-5导弹的筒裙体尾段内部,外部没有任何弹翼,尾段壳体上也开有便于使用操作的舱口。
据德国火箭数据库公布的火星-12相关资料和图片,结合国外公开报道初步分析判断:火星-12弹长16.5m,弹径1.5m,弹头质量约1.7t,采用“一台RD-250主发动机+四台游动发动机”的结构布局的单级液体导弹,采用发烟硝酸和偏二甲肼推进剂。可能采用2017年3月18日进行试车试验的新型大推力液体发动机,推力可达到80t。
这次发射,导弹弹头承受了比“火星”10弹头再入大气层时更为恶劣的气动力和气动加热环境,这意味着朝鲜可能能够对4 000~5 000千米外的目标进行打击。需要强调的是,由于导弹采用"裸弹热发射"模式,为防止导弹发射失败炸毁发射车,朝鲜战略军每次试射前,都是安排发射车将导弹起竖到发射场坪就位后就撤离了,如果这种模式应用于实战的话,那意味着朝军战斗转换时间过长,影响生存力。不过,"火星"-12 等导弹发射车内设有控制室,只要往弹道计算机里输入目标坐标,在远处就可遥控发射。
根据火星-12首次发射试验的飞行距离787km,飞行高度2111.5km推算,经弹道设计优化,该型导弹的最大射程为4800km;若弹头质量按1.2t初判,射程最大可达5634km;若弹头质量按2t初判,射程最大可达4407km。此外,从火星-12的发射视频上可以看出,该型导弹起飞过程较快,加速性能好,初步判断推重比较大,有较强的投掷能力,具备加装二级形成射程更远的火星-14的能力。
火星”12导弹使朝鲜真正具备了对关岛美军基地实施导弹袭击的能力。以前由于这里距朝鲜直线距离高达数千千米,朝鲜很难开展有效的还击行动。而“火星”12的出现,意味着朝鲜也有了还手之力。而韩军正在构建的韩国型导弹防御体系(KAMD)的拦截高度为40千米之内,来袭导弹速度超过7马赫时便无法拦截。“萨德”反导系统虽然可拦截速度在14马赫以内的导弹,但是也无法拦截速度更快的“火星”12导弹。
不过在8月29日朝鲜发射“火星”12 之前,美国侦察设备事先发现了导弹发射车,意味着这种液体导弹还有很多弱点,比如准备时间较长、可靠性不高、机动速度较慢、需要依托预先准备的发射阵地发射、容易被对方提前发现等。而且朝鲜每次刚发射导弹,韩国就迅速发射“玄武”2作为回应,暗示韩国有能力迅速打击朝鲜导弹发射场。朝鲜也深知“火星”12液体导弹的弱点,正在开发机动能力更强的“北极星”3两级固体中远程弹道导弹,一旦成功,可以大大提高朝鲜导弹的生存能力。
https://www.zhihu.com/video/1086228215625916416火星12只能够打到美军关岛基地,还不足以对本土构成实质性威胁。然而在火星12导弹基础上加装二级研制出的火星14就是真正意义上的洲际导弹了。下期我们聊聊朝鲜的洲际导弹火星14以及升级版本火星15。