透視朝鮮“舞水端”中程彈道導彈試驗

張相國

2016年6月22日，美韓等國宣稱發(fā)現(xiàn)朝鮮當天早些時候連續(xù)發(fā)射兩枚“舞水端”（“火星-10號”）導彈，此輪試驗中首次完成該型導彈的全彈道飛行測試，但外界對此充滿爭議。

6月22日朝鮮“舞水端”導彈發(fā)射的場面

朝鮮“舞水端”導彈歷次試驗情況

朝鮮雖然早已安排“舞水端”導彈進入現(xiàn)役，但由于國際社會的制裁，其真正的發(fā)射試驗直到2016年才全面開始。

前期試驗情況2016年4月15日，韓國聯(lián)合參謀本部透露，朝鮮于當天凌晨5時30分許從東海岸元山地區(qū)發(fā)射1枚“舞水端”中程導彈，但該導彈從發(fā)射車上升空幾秒后便從雷達視野中消失，研判該導彈在空中發(fā)生爆炸。4月28日早晨5時40分，朝鮮再次在元山地區(qū)發(fā)射1枚“舞水端”導彈，韓國監(jiān)視雷達發(fā)現(xiàn)導彈在發(fā)射后幾秒即開始下落，并最終消失，被認為發(fā)生空中爆炸;事后美方分析認為，此輪發(fā)射包括兩枚導彈，但均發(fā)生空中解體。這被認為是“舞水端”的第二、三次發(fā)射。第四次發(fā)射仍是同一點，韓國聯(lián)合參謀本部稱5月31日清晨朝鮮在江原道元山地區(qū)再次試射1枚“舞水端”，但發(fā)射失敗。韓媒稱在按下按鈕的瞬間，導彈在移動發(fā)射車上爆炸。

本輪試驗情況 本輪試驗是“舞水端”導彈的第五、六次試驗發(fā)射。韓國聯(lián)合參謀本部透露，朝鮮在6月22日5時58分許首先在江原道元山地區(qū)海邊機動發(fā)射車上發(fā)射1枚“舞水端”導彈后，又于8時零5分許使用機動發(fā)射車試射1枚。其中第一枚導彈在飛行大約150千米后空中爆炸解體，而第二枚導彈擊中400千米外海域，略超過“舞水端”導彈3 500-4 400千米估計射程的1/10，這是該型導彈首次試驗取得射程數(shù)據(jù)。

朝中社稱，此次試射模擬彈道火箭的最大射程，采用高角發(fā)射方式。彈道火箭脫離自行發(fā)射架，沿著預定飛行軌道上升至最大頂點高度1413.6千米后，正確落到前方400千米的預定水域。本輪試驗中的第二次試射是朝鮮首次完成“舞水端”導彈的全彈道飛行試驗，也被朝鮮認為是一次成功的試驗。

左圖為蘇聯(lián)SS-21“圓點”導彈尾部的柵格翼，朝鮮KN-02導彈就是仿制其設計;右圖為本輪試驗中發(fā)射升空的“舞水端”導彈，其尾部也采用了柵格翼，但數(shù)量為8個

本輪試驗情況分析

空氣動力穩(wěn)定系統(tǒng)——柵格翼 從此次朝鮮公布的發(fā)射圖片看，最后試驗的這枚“舞水端”導彈根部四周帶有一套對稱配置的8副柵格翼，而此前朝鮮歷次閱兵展出的“舞水端”導彈上都沒有發(fā)現(xiàn)這種設計，這種設計此前只出現(xiàn)在朝鮮仿制蘇聯(lián)SS-21“圓點”導彈的KN-02上，而在全球范圍內(nèi)將柵格翼用于中程彈道導彈尚屬首次。蘇聯(lián)SS-21“圓點”和SS-23“蜘蛛”的尾段外側都固定有8個可折疊柵格翼，借助尾段內(nèi)部安裝的液壓伺服機構操縱柵格翼和發(fā)動機噴管出口處的燃氣舵來控制導彈飛行，估計“舞水端”導彈的可折疊柵格翼通過內(nèi)部的液壓聯(lián)動機構與內(nèi)部的游動發(fā)動機聯(lián)動使用。這種改進被認為是在不到兩個月內(nèi)完成的，只是應急措施，并沒有解決根本問題。

新彈體和動力系統(tǒng)——發(fā)動機 此次試驗完成了全過程飛行。朝鮮電視臺在2016年4月早些時候曾展示了大型液體發(fā)動機試驗的情況，從影像看可以發(fā)現(xiàn)其使用了一對并聯(lián)的伊沙耶夫4D10發(fā)動機，該發(fā)動機源于R-27導彈，這種成對配置可以使之成為洲際導彈級的動力平臺。而此次并聯(lián)說明其早已完成單臺伊沙耶夫4D10發(fā)動機的地面試驗，但是由于國際制裁，朝鮮此前始終無法完成該發(fā)動機的飛行試驗。此次試驗成功表明朝鮮完成了該發(fā)動機在實際飛行工況下的全程工作，具有重大意義。

再入飛行穩(wěn)定性和熱防護——高彈道方案 本輪試驗后，日本首先報告稱，第二枚試射導彈達到了超過1000千米的高度，朝鮮隨后宣布了非常精確的高度為1413.6千米，這比此類導彈正常彈道高度要高得多，有分析認為，要達到這一高度需要“舞水端”導彈推進系統(tǒng)的全部功率，從觀測的彈道看，這幾乎是一個完全垂直的上升彈道。高彈道試驗的基本原理是，采用高拋試驗彈道飛行的導彈在真空段內(nèi)的飛行軌跡長度和實際飛行接近。按照彈道最高高度為最大射程的1/3的規(guī)則來看，1400千米的射高意味著該導彈具備4200千米以上的最大射程。這種高彈道試驗在軍事方面并沒有實際用途，作為試驗飛行其用途顯然沒有導彈按照正常彈道飛行有用。這種方式檢驗了發(fā)動機全程工作能力，但很難驗證制導系統(tǒng)的性能。不過這種彈道提供了高速再入環(huán)境，這正是朝鮮彈道導彈技術發(fā)展的瓶頸。2016年3月，朝鮮曾公開了其彈頭燒蝕試驗情況，以此證明朝鮮具備可靠的洲際導彈彈頭投送能力。從目前情況看，朝鮮其它老式導彈再入大氣層速度都不及“舞水端”導彈的一半，此次試驗后，朝鮮會第一次知道導彈彈頭在以每小時10 000英里的速度再入大氣層時會發(fā)生什么，但是采用非正常的較小角度再入會比實際作戰(zhàn)飛行的再入時間更短，熱載荷更大，減速率更小。這讓朝鮮仍無法判斷導彈彈頭在實際作戰(zhàn)飛行中是否能生存下來。

靶場選擇——400千米射程 此次朝鮮采用高彈道試驗方案后導彈射程只有400千米，起初外界據(jù)“舞水端”最小500千米射程來推斷此次試驗失敗，但后來朝鮮宣布試驗成功。那么朝鮮為什么只打出了400千米距離呢？如果我們看地圖就會發(fā)現(xiàn)，如果不飛越其它國家，從元山向外海1 000千米的區(qū)域幾乎都沒有能夠測試導彈發(fā)射的區(qū)域通道，而如果飛越其它國家，最可能就是日本，朝鮮顯然不希望冒險。彈道導彈試驗往往由于試驗場地限制等因素采用高彈道或低彈道。但朝鮮為什么要向東海方向試驗，而沒有向以往衛(wèi)星發(fā)射那樣利用更為廣闊的西海方向呢？從西海衛(wèi)星發(fā)射場發(fā)射導彈向南可以延伸到菲律賓，朝鮮的衛(wèi)星發(fā)射曾使用這一地點和這一彈道方向，而且衛(wèi)星發(fā)射場還可以為“舞水端”提供飛行測試，“舞水端”完全能機動到這里進行發(fā)射。朝鮮技術人員肯定也希望利用永久發(fā)射場的大功率跟蹤雷達和其它設施來為“舞水端”試驗提供保障，但西海發(fā)射場只用于朝鮮名義上的民用衛(wèi)星發(fā)射，朝鮮可能不希望將其與軍用發(fā)射混在一起為西方提供口實。

試驗方案設計——間隔時間短 此次試驗采用一輪兩枚的發(fā)射方案，兩次發(fā)射間隔非常短，這在一般試驗設計上是不合理的，因為第一次發(fā)射發(fā)現(xiàn)的問題基本上在第二次發(fā)射時沒有時間糾正排除，這需要對導彈成功發(fā)射具有極高的自信心。因此唯一的合理解釋就是，朝鮮在前面4次發(fā)射中發(fā)現(xiàn)了問題，但在排除和糾正問題上制定了兩套方案，并安排此次試驗的兩枚導彈分別使用兩套略有差異的方案，在第一次試驗中使用風險較大的方案，而第二次使用的是風險較小的方案。需注意的是，本輪發(fā)射中的第一枚導彈在飛行150千米后才發(fā)生解體，這相對于此前的幾次發(fā)射可以說有巨大進步，此前發(fā)射幾乎就是在發(fā)射后幾秒即爆炸。而150千米飛行表明其至少飛行了4分鐘，而這種不同的技術解決方案，很可能一是為解決導彈早期飛行不穩(wěn)定的問題，增加了與游動發(fā)動機聯(lián)動的柵格翼，二是為解決燃料艙增大造成的液面不穩(wěn)的問題，采用了燃料艙自適應壓力系統(tǒng)，而本輪試驗的兩枚導彈采用的不同技術方案，很可能是燃料艙自適應壓力系統(tǒng)的不同壓力方案，這才造成了第一枚4分鐘爆炸而第二枚正常頭體分離的情況。

朝鮮閱兵中的“舞水端”導彈

“舞水端”導彈的發(fā)展及基本性能

朝鮮“舞水端”導彈的發(fā)展 “舞水端”導彈被外界發(fā)現(xiàn)是在2003年，當時美國在2003年和2004年對朝鮮導彈靶場的衛(wèi)星照片長期分析后，發(fā)現(xiàn)了一種全新導彈和多部更長的地面機動發(fā)射車，美國據(jù)此推斷這是一種射程更大的新型中程導彈，將之命名為“舞水端”，編號為BM-25。這一名稱是美國根據(jù)朝鮮“舞水端里”導彈發(fā)射場而命名的。外界普遍認為，“舞水端”導彈是朝鮮從1992年5月開始以蘇聯(lián)SS-N-6潛射彈道導彈為基礎研制的。SS-N-6的生產(chǎn)始于上個世紀60年代中期，并在80年代末退役。該型導彈的一些設計人員據(jù)稱在冷戰(zhàn)后不久就進入朝鮮，而且不完全記錄顯示某些多余的導彈部件也隨后進入了朝鮮。外界認為，“舞水端”導彈在發(fā)展過程中與伊朗開展過密切合作，有消息稱朝鮮2005年12月可能向伊朗輸出了該型導彈，最終由伊朗代替朝鮮進行了一次飛行試驗。通過試驗數(shù)據(jù)共享，朝鮮對其進行了改進，該導彈是未在朝鮮境內(nèi)進行試驗的情況下完成了導彈研制，因此直到2016年4月開始的密集發(fā)射試驗前，朝鮮沒有真正進行過飛行試驗。該導彈被認為在2007年開始實戰(zhàn)部署，并在2010年10月10日閱兵式上首次以車載形式正式公開。美國情報機構認為，朝鮮在平安南道陽德郡和咸鏡北道虛川郡上南里兩處導彈基地部署了10多枚“舞水端”導彈，并認為朝鮮目前擁有共計20至30枚“舞水端”導彈。

朝鮮“舞水端”導彈基本性能 外界通過對閱兵照片和衛(wèi)星影像分析認為，“舞水端”為液體燃料導彈，彈長約12米，彈徑約為1.5米，比“勞動”略粗。“舞水端”導彈彈頭長2.3米，柱部直徑0.75米，下裙底部直徑1.05米，由于長度比“勞動”彈頭短而直徑又大，因此主觀感覺要比“勞動”彈頭鈍。這種設計更利于彈頭的熱防護，使再入大氣層時的空氣摩擦熱量不會集中在端頭而造成局部過分的熱燒蝕。但這種設計必須依賴耐燒蝕的新材料，單依靠巧妙的設計是無法真正解決再入熱防護問題的，因此“舞水端”導彈的彈頭再入問題是該導彈裝載核彈頭的難點?！拔杷恕睂棸l(fā)射質(zhì)量為19-26噸。若攜帶1 000千克的彈頭，射程可達3 200千米;若實現(xiàn)彈頭小型化到500千克時，射程可達4 400千米。這樣打擊范圍可以覆蓋韓國和日本全境，甚至可覆蓋位于關島的美軍基地。與以往朝鮮的彈道導彈相比，“舞水端”最具進步意義的是采用了6軸的運載，發(fā)射一體車，生存力大大提高，是一款實戰(zhàn)型武器。

試驗多次失敗原因分析

彈體改進不成功“舞水端”主體設計源于蘇聯(lián)SS-N-6，總體設計和部件配置應該不存在問題，但是火箭發(fā)動機在地面正常工作不意味著在飛行中就一定正常，例如導彈的加速可能在推進管路中造成燃料壓力不穩(wěn)定，在飛行強載荷作用下發(fā)動機結構可能崩潰。從各國導彈發(fā)展實際看，無論地面試驗多么充分，在新系統(tǒng)第一次飛行測試中總會出現(xiàn)這樣那樣的問題?！拔杷恕北萐S-N-6導彈9.7米的彈長要長出2～3米多，超過了12米，這雖然為提高導彈射程提供了可能，但是發(fā)射過程中，隨著燃料的逐步減少，液體燃料液面可能由于發(fā)動機震動而產(chǎn)生強烈震蕩，最終造成導彈飛行失穩(wěn)，甚至燃料箱解體，SS-N-6導彈是通過燃料箱自增壓或燃料箱內(nèi)壁嵌槽來解決這一問題的，由于“舞水端”燃料箱加長，其內(nèi)部壓力也需要相應增加，而壓力在震蕩情況下的變化參數(shù)，通過計算是很難模擬的，這需要實際發(fā)射或模擬飛行環(huán)境取得，而這正是朝鮮缺少的。

控制系統(tǒng)設計缺陷 “舞水端”采用了尾部柵格翼設計，表明在早期飛行試驗中發(fā)生了起飛段初期飛行失穩(wěn)的情況。從朝鮮前期發(fā)射試驗基本在發(fā)射數(shù)秒即發(fā)生故障的情況看，很可能由于前面提到的燃料液面震蕩造成導彈失穩(wěn)，而SS-N-6設計中特有的游動發(fā)動機由于推力或反應問題，無法克服失穩(wěn)問題，而造成導彈飛行失控，最終不得不啟動自毀裝置自爆，這也是韓軍雷達只觀測到數(shù)秒飛行信號的原因。利用KN-02發(fā)展掌握的尾部柵格翼技術，與“舞水端”原來的游動發(fā)動機相配合，增大了“舞水端”在發(fā)射助推飛行階段的飛行控制能力，但這一設計是通過前期不斷失敗改進而來的。

本輪試驗前“舞水端”導彈起豎的場面

整體可靠性低 “舞水端”很可能用了SS-N-6的許多關鍵部件，這些部件與朝鮮自行設計生產(chǎn)的導彈部件共同裝配，加之朝鮮機械制造由于外界長期限制導致工藝水平有限，因此導彈整體的匹配性和加工精度不可能太高。這可能導致箱體部件配合不緊密，加注口密封不嚴等問題，一旦加注高度腐蝕性燃料就可能暴露出問題，最終導致器件的腐蝕和內(nèi)部壓力不足或者液壓系統(tǒng)傳動遲緩，使火箭發(fā)動機控制能力降低，最終導致系統(tǒng)故障自毀。

部件老化嚴重 “舞水端”上引進的蘇聯(lián)部件至少已生產(chǎn)40多年，俄羅斯的原材料和技術冗余備分也都是按照自己的標準和規(guī)范設計的，與朝鮮新近生產(chǎn)的部件相差加大，而朝鮮自己制造的部件從2007年服役至今也近十年?！拔杷恕焙芸赡芙?jīng)常參加高等級戰(zhàn)備，因此其系統(tǒng)磨損和物資消耗程度較高，可能導致部件老化，特別是內(nèi)部器件封閉和間隙彌合使用的橡膠墊等易損部件壽命消耗大，都可能導致發(fā)射故障。

缺乏試驗數(shù)據(jù)積累 導彈及火箭系統(tǒng)在初期使用中都會經(jīng)歷故障高發(fā)的過程。例如，美國航空航天局的第一次衛(wèi)星發(fā)射也失敗了，后續(xù)經(jīng)過多次火箭發(fā)射才逐漸穩(wěn)定。而朝鮮的火箭系統(tǒng)在首次發(fā)射前幾乎從未正常運行過：第一枚“勞動”導彈就像現(xiàn)在“舞水端”一樣在發(fā)射臺上直接爆炸，“大浦洞”1和2、“銀河”火箭，以及最近試驗的KN-11潛射彈道導彈，在第一次發(fā)射中幾乎全部失敗，都是經(jīng)過逐步的數(shù)據(jù)積累和故障排除才趨于穩(wěn)定。“舞水端”沒進行大量飛行試驗，飛行數(shù)據(jù)缺乏。最近的集中試驗使這些故障暴露了出來。

朝鮮堅持“舞水端”試驗的原因

作為朝鮮威懾的中堅，朝鮮亟需證明其可靠性 外界認為，“舞水端”4 400千米的最大射程對朝鮮而言沒有明確需求，朝鮮導彈只要有1 800千米的射程就足以從中朝邊境地區(qū)打擊日本全境，繼續(xù)增加射程沒有戰(zhàn)略意義，而關島、夏威夷與朝鮮的距離又遠超過3 000千米。假如“舞水端”的最大射程減小為1 800千米，朝鮮就可以在SS-N-6的基礎上將戰(zhàn)斗部重量增加約700千克，從而顯著提高單枚導彈的威力。即使維持戰(zhàn)斗部重量不變，也可以縮小導彈體積，從而提高其機動能力。但是應該看到，朝鮮“勞動”導彈無法覆蓋沖繩和關島、夏威夷，在KN-08導彈部署之前，關島、夏威夷在朝鮮的戰(zhàn)略目標中有特殊地位，作為KN-08之外唯一能打到美國本土的戰(zhàn)略武器，“舞水端”成為中堅力量，朝鮮亟需證明其可靠性。

作為唯一再入驗證方式，朝鮮亟需獲得彈頭再入數(shù)據(jù)彈頭再入技術通常是各國中遠程導彈發(fā)展的技術瓶頸，各國基本都是通過多次中遠程導彈試驗來檢驗各自的防燒蝕再入方案，但是由于朝鮮受到國際限制，無法檢驗其再入技術，為此曾開發(fā)了地面燒蝕試驗設施。但是外界認為地面燒蝕試驗無法代替飛行試驗，而此次“舞水端”采用高彈道近乎垂直地再入大氣層，其再入速度遠超過其標準彈道的再入速度，使其更加接近像KN-08這樣的洲際導彈的再入環(huán)境，為射程更遠的導彈提供技術支持。

作為遠程導彈技術的基礎，朝鮮亟需驗證大型發(fā)動機能力 由于朝鮮現(xiàn)有的洲際彈道導彈KN-08和KN-14與“舞水端”一樣使用相同的蘇聯(lián)發(fā)動機技術，只是為使射程達到美國本土而多級串聯(lián)或并聯(lián)使用這些發(fā)動機，但是還沒有飛行試驗成功過。無論“舞水端”最終命運如何，KN-08和KN-14的可靠性將因為“舞水端”的不斷試驗而提高?！拔杷恕钡暮芏嗉夹g都出現(xiàn)在了“銀河”運載火箭和“火星13號”導彈上。

作為射程冗余遠程武器，可為朝鮮提供應急突防方案 “舞水端”4 400千米的射程遠遠超過覆蓋日本的能力，外界認為朝鮮所以保留這種射程冗余的導彈，主要是提供一種可靠的應急突防方案，以應對美日韓彈道導彈防御部署。外界對朝鮮中央電視臺23日晚公開的照片進行分析后發(fā)現(xiàn)，照片中顯示導彈軌跡的顯示屏上寫著“12：32”的數(shù)字。這說明導彈從發(fā)射到落海共耗時12分32秒。按導彈上升最高高度1 413.6千米計算，其每秒飛行距離約為3 759.6米，相當于11.3倍音速。這遠遠超過了現(xiàn)有美日韓在亞太地區(qū)部署的導彈防御系統(tǒng)的防御能力，而戰(zhàn)時朝鮮可能利用這種射程冗余，采用與此次近似的高彈道發(fā)射導彈，打擊2000千米以內(nèi)的日韓及駐日韓美軍目標。