揚基:從一片舵看,朝鮮固體火箭還是圖樣(too young)

近幾個月來，在其官方通訊社近乎千篇一律的報導和韓國軍方永遠「一切盡在掌握」的表態中，朝鮮人民軍各類飛彈乃至遠程火箭彈的試驗已經讓人有些「麻木」。但3月24日，朝鮮官方在相關報導中首次公開其大功率固體火箭發動機地面噴出和級分離試驗畫面，對於關心東北亞安全局勢的讀者來說，仍有諸多信息可供探討。

除了極少數仿製從敘利亞得到的俄制「圓點」短程彈道飛彈的火星-8型（美韓等國稱之為KN-02）之外，人民軍戰略火箭軍所有現役和已知在研的彈道飛彈全部採用液體燃料推進，包括最先進的火星-11型（美韓等國稱之為「舞水端」）和火星-13型（美韓等國稱之為KN-08）中遠程彈道飛彈。

除了極少數火星-8型之外，人民軍戰略火箭軍所有彈道飛彈全部採用液體燃料推進

儘管朝鮮在這一領域已有多年的技術積累，實現了其液體彈從短程到準洲際全員機動部署，甚至有能力將相關技術出口給巴基斯坦和伊朗換取外匯，但機動液體彈發射前準備時間仍然偏長。根據韓國情報部門的說法，朝鮮已經擁有彈體可預先儲存推進劑技術（可能源自俄制R-27潛射彈道飛彈），但在美軍越來越強的時間敏感性目標打擊能力面前，朝鮮現有的液體彈道飛彈力量總數仍然偏少，在戰時很難達到足夠高的發射成功率。

所以24日朝鮮大直徑固體火箭發動機的曝光，可謂恰逢其時。根據金正恩的外形尺寸估計，該型火箭發動機的直徑大約在1.3-1.5米之間，和其火星-10型（美韓等國稱之為「蘆洞」）中程彈道飛彈接近，但長度僅在4-5米之間，並不像是工作時間要求較長的飛彈第一級發動機。

按照朝方報導，此次還進行了級分離試驗。從圖片中可見試驗的火箭發動機在發射前也確實還帶有級間段，從網格狀排燃氣設計可以看出採用的是熱分離技術。級間分離技術本身在「銀河」系列運載火箭的試驗中已經發展得較為成熟，沒什麼好說的，但帶有級間段進一步說明此次試驗的發動機可能是用於新型飛彈的第二級甚至是第三級發動機。

帶有級間段進一步說明此次試驗的發動機可能是用於新型飛彈的第二級甚至是第三級發動機

再看完成試驗後的發動機噴管部分。可以清晰看到使用了四片燃氣舵進行控制（當然在以考核發動機本身工況的首次地面試驗中，它們也不需要去「控制」），這種設計多用於早期液體燃料火箭防凍劑，以及各類戰術飛彈使用的小型固體火箭發動機。雖然燃氣舵重量較輕，原理簡單可靠，但由於其升力不足，並不適用於中遠程彈道飛彈。

不過世界上能夠掌握大推力固體發動機擺動噴管技術的國家確實沒有幾個，比如前面提到朝鮮的兩位徒弟——巴基斯坦和伊朗發展的固體燃料推進彈道飛彈「哈塔夫6」「泥石2」，其第一級就仍然採用燃氣舵。估計其較低的舵效也是它們不得不安裝現代中遠程彈道飛彈很少見的大面積彈翼的原因。

說起來，儘管兩國在早期液體燃料飛彈的發展中有著濃鬱的高麗風情，但它們的固體燃料彈道飛彈技術，追根溯源都是來自中國提供給巴基斯坦的M-11型短程彈道飛彈。儘管M-11型0.88米的彈徑遠不是發展中程彈道飛彈的理想基礎，但是在第三世界國家的彈道飛彈領域，「放大放大再放大」實在太常見了，其燃氣舵技術也被一併學了個乾淨。

中國的M-11自用型在國慶60周年閱兵上

繼續說回朝鮮的新型固體火箭發動機。從發動機的直徑和燃氣舵設計來看，看來朝鮮教的徒弟總算還有點良心，及時把從別的師傅那兒學到的知識反哺了一下。不過燃氣舵技術儘管看上去簡單，但是想在固體火箭發動機上玩，需要的本事可一點都不少。

這是因為和液體發動機相比，固體發動機的燃燒室壓力（裝藥結構特點）和噴管面積比（存在燒蝕）都隨著發動機工作而不斷變化，這就使得流經燃氣舵的流場參數完全不均勻，一秒一個樣，而且為了提高性能，固體推進劑裡面經常摻不少金屬粉末一塊兒燒，噴出去的射流也是固體液體氣體都有，燒蝕情況比液體發動機那是複雜到不知哪裡去了。

從圖片中來看，朝鮮造的燃氣舵燒蝕比例也遠遠不止30%

外形設計還算好抄，基本上看圖說話就能把平面形狀、剖面造型、安裝位置和轉軸位置學個七七八八，然而最要命的舵面材料選擇和加工工藝才是決定燃氣舵效能的根本因素。如果搞不定高性能的鎢滲銅材料或者稍微低檔一點的鎢鉬合金材料，靠液體發動機的石墨材料舵基本上點一次火就燒蝕得不剩多少了。

根據固體發動機研製的一般規律，給多級火箭的第一級這類工作時間較長的發動機做配套的燃氣舵，燒蝕比例需要在10%以下，這樣能保證在停止工作時仍有較好的控制效率；如果工作時間較短，可以酌情控制在20-30%，這樣材料的要求低些。

朝鮮的新型固體火箭發動機勉強可以歸為工作較短的類型，但從圖片中來看，燃氣舵燒蝕比例也遠遠不止30%，而且四片燃氣舵的燒蝕形狀都呈現出不均勻的特點，顯示其合金晶體工藝製造能力很差（甚至有可能沒有應用合金材料）。當然，對於以測試發動機本身性能為主的這次試驗來說，能夠控制好「爆燃」而不是當場「爆炸」已經值得金正恩發出「了不起啊，真令人心情舒暢」的讚嘆。

伊朗「流星-3」飛彈的燃氣舵，外形設計上是照抄飛毛腿系列的

量產的「泥石」，燃氣舵的外形明顯合理了很多

如果這種火箭發動機未來發展成功，完全可以像伊朗和巴基斯坦那樣發展出兩級固體推進彈道飛彈，用於替代較老的火星-10，依託朝鮮多山利於隱蔽的自然環境部署，對日本和駐日美軍基地也有更大的威脅。如果能夠在發動機比衝值、關機時間等方面做進一步改進，甚至可能被用作洲際彈道飛彈的第三級以提高飛彈的射程（當然這還要看朝鮮核彈頭小型化的水平）。

一次發動機試驗顯然不會讓近幾個月來頻繁「亮劍」的朝鮮人民軍戰略火箭軍滿足。根據各方消息，人民軍在未來幾個月內極有可能組織火星-11型甚至是火星-13型中遠程彈道飛彈的首次發射試驗。這些「殺手鐧」武器的頻繁亮相，對於朝鮮人民軍乃至整個朝鮮的軍心士氣確實有很強的提升作用。

然而即使他們的試驗條件再怎麼靠「土法上馬」去節約經費（例如用火箭發動機高溫尾流模擬彈頭再入氣動加熱——其實完全不科學），這種較往年大幅提升試驗密度的做法對朝鮮永遠嚴峻的經濟形勢必然會造成更大的影響。如果聯合國對其封鎖制裁確實變得越來越嚴格，金正恩「以超強硬對強硬」的策略究竟還能持續多久？

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