朝鲜的洲际导弹

今年初,朝鲜用“光明星”火箭(实际和2012年发射的银河-3火箭相同,为行文方便下称银河-3)把“光明星”-4卫星送入500千米高度的太阳同步轨道。韩美指责这次卫星发射是“伪装的洲际导弹试验”。可是,媒体对此大都只是泛泛而谈,缺少技术层面的讨论,得出的结论缺少可靠的支撑。笔者愿在此从几个角度,说一说银河-3火箭的特点。

发射概况

2016年2月7日的发射与2012末“光明星”-3火箭的任务和弹道基本相同。第一级火箭落区位于韩国以西海域,第二级火箭落区位于距发射点约2500千米的菲律宾以东海域,火箭在起飞9分46秒后将载荷送入轨道。这条弹道经过慎重考虑,避免飞越任何相关国家领土上空。但为了用这条弹道把卫星送入太阳同步轨道,第三级火箭必须在中途进行一次变轨,体现了较高的运载火箭制导水平。为防止残骸被韩国打捞,火箭一子级在分离后自毁,被炸成了270多块残骸溅落到海面。值得注意的是,炸毁用完的火箭子级也是一种有效干扰雷达与拦截器的突防手段。

这是西海卫星发射场改建后的第一次发射。新发射塔不但可以把火箭很好地密封起来,利于温度控制,还可以操作比“银河”-3大得多的火箭。这或许意味着朝鲜有意继续推进太空与火箭计划。由于火箭一级与二级溅落区比2012年公布的溅落区略微靠北一些,故推测这次的卫星比2012年略重。韩美***方人士认为这表明“银河”-3发射是伪装的“洲际导弹测试”。

二、三级火箭的推力

看“银河”-3是否真的是“伪装的洲际导弹”,一个重要的指标就是第二,三级火箭的推力。洲际导弹把战斗部加速到预定速度后,末级关机,与战斗部分离,战斗部沿抛物线上升到弹道顶点后下坠飞向目标。例如,一万千米射程的洲际导弹末级的关机高度约在200千米,战斗部的弹道顶点却可高达1600千米左右。对这种任务,理想的二级发动机要具有较大的推力和较短的工作时间。这类似于投铅球,角度一定时,以最短时间最大力量投出的铅球自然飞得最远。

与之相反,运载火箭的任务要求并不是把载荷如铅球一样扔的尽可能远,而是要以最经济的方式让载荷达到所需速度和高度。一般而言,末级火箭关机的时刻,就是卫星在轨道上运行的开始。因此对发射低地球轨道卫星(200至500千米高度)的火箭来说,火箭升空后,弹道与地面的夹角开始变小,沿着越来越和地面水平线平行的角度把卫星渐渐抬高,加速到所需的高度c速度。所以工作时间长,推力小的发动机是第二,三级火箭的理想选择。这样的发动机关机时,火箭已经到达了较高的高度,利于卫星入轨。此外,小推力还有利于控制入轨精度,并且省去了无动力滑行段。“银河”-3的第二级正采用了这种设计,其总工作时间为200秒,而推力只有约15吨上下。但用于洲际导弹第二级时,由于推进剂消耗速率慢,火箭重量降低慢,会因为重力受到更大的速率损失,投掷能力会大幅缩水。

对于二级火箭的推力和任务类型间的关系,我国第一型运载火箭“长征”-1就是最好的例子。“长征”-1火箭是“东风”-4中程导弹加上第三级固体火箭发动机而来的。由于源自弹道导弹,“长征”-1运载火箭第二级推力达到了32吨,比起飞推力的四分之一还要大。为了优化性能,1997年首飞的“长征”-1D火箭第二级则换装了总推力仅有10吨(但采用更高性能推进剂)的新型并联小发动机,结合其他改进,大幅提高了运力。具体到“银河”-3上,若朝鲜以现有技术把二级火箭推力增大约一倍,用作洲际导弹时,在同样载荷时的射程会增加约1000千米。

当然,弹道导弹的第二级推力也并非越大越好,因为大推力意味着更大的发动机燃烧室或更长更宽的喷管,这又反过来增加了火箭的死重。因此,针对不同火箭,二级发动机与一级发动机的推力比总有一个最佳值。但考虑资金、时间成本后,往往会做出妥协。根据我国公开的资料,在论证重型液体洲际导弹二级发动机时,就曾有过两种方案,一种是真空推力73吨的一级发动机“上搬”,第二种是带大喷管的55吨推力高空发动机。第二种方案较先进,重量也轻。但考虑到经费和时间等因素,采用了第一种方案。

银河-3第三级的选择上,我们也看到了为发射卫星做的优化。根据2012年末朝鲜火箭控制中心屏幕的画面,“银河”-3第三级工作时间260秒,总推力约3吨。这样小的推力不但利于卫星入轨,还方便控制第三级的变轨,但不适合洲际导弹。推进剂与级间分离

根据以往“银河”-3的飞行数据和火箭***像分析,可得出“银河”-3火箭的第一级与第二级采用红烟硝酸和煤油作为推进剂与燃料。这种组合的能量较低,但有着很好的户外操作能力,因此被广泛作为***用推进剂。大名鼎鼎的“飞毛腿”近程弹道导弹就采用这种推进剂组合,据此指责朝鲜的火箭实为导弹也的确有一定道理。但另外一方面,“飞毛腿”科技水平的发动机是第三世界国家火箭工业普遍的起点。就算平壤真心想把“银河”-3火箭用于民用,也没有技术能力搞偏重于民用的低温推进剂火箭。退一步说,即便银河-3采用液氧这种低温氧化剂,也难以摆脱“导弹测试”的指责:毕竟,50、60年代的苏美洲际导弹和战术导弹中,亦有不少采用液氧做氧化剂。

在一二级火箭的级间分离上,“银河”-3采用了很复杂的双平面分离技术。这种技术需要一个***的级间段,在火箭分离时,级间段底端爆炸螺栓工作,一级反推火箭工作,包括级间段的二级火箭与一级火箭分离,同时级间段上的加速火箭使第二级加速,二级火箭开机后,级间段顶端爆炸螺栓工作,二级火箭把带着加速火箭的级间段作为死重抛掉,级间分离完成。这即便在“冷”分离技术中也属于最复杂的一种。这种方式能很好的保证第二级的飞行平稳,但过于复杂。只有很少的火箭,比如近地轨道运载能力120吨的“土星”5号的一二级采用这种技术分离,对于一种起飞推力只有120吨的火箭来说,不但没有必要,还增加复杂性。其他运载火箭即便选择冷分离技术也大都用面分离。

对洲际导弹来说,除了面冷分离外,大可采用简单粗暴的“热分离”。即第二级火箭点火后,级间连接件才解脱,二级火箭的尾焰把第一级火箭吹离。这种分离方式扰动较大,但简单可靠,且重力损失较小,是液体弹道导弹常见的设计。朝鲜通过1998年发射三级“大浦洞-1”就掌握了此技术。从这点说,“银河”-3采用如此复杂的技术有些匪夷所思,或许是为了验证其级间段分离的可靠性。但无论如何,这种分离技术不适合洲际导弹。

朝鲜有远程导弹吗?

基于上述差异,世界上有源于洲际导弹的运载火箭,但鲜有把运载火箭直接用做洲际导弹的。从“银河”-3火箭二,三级推力和级间分离技术看,银河一3的确是为卫星发射而研制的运载火箭,并不适合导弹任务。

如果硬要用银河-3进行洲际导弹发射,在假设朝鲜掌握弹头再入技术的前提下,也能把一个约700千克(含约500千克的核装置)的战斗部投掷到美国西岸,或如韩国***所言,把一个250千克的载荷投掷到一万两千千米外(韩方要么认为朝鲜已经可以把核装置小型化到200千克以内,要么是在炒作朝核威胁)。只是这样的火箭不但推进技术落后,还没把这些技术的潜能全发挥出来,实属“半吊子”。如果第三级采用四氧化二氮氧化剂的话,则只能用于地井发射,生存力低下。

以平壤现有的技术,完全可以加大第二级推力,并为第三级换装一个更大推力的固体火箭发动机,采用更简单的级间分离技术,制成一型比“银河”-3长度大幅缩短,投掷能力有较大提高的“飞毛腿科技”洲际导弹。这样的导弹不但可以在地井部署,也可平时在坑道待命,战时在户外场地起竖、加注和发射。

平壤为何没有这么做呢?除了满足于现在的“银河”-3性能@个不太可能的剧本外,笔者猜测还有以下可能:比如,洲际导弹版的“银河”-3还未研制完成。或者经过权衡后,认为发射这样的火箭会过渡刺激美国,不符合自身利益,因此“银河”-3项目只是为了表现技术实力,平壤并无发展“专职”洲际导弹的打算。或者,平壤认为用现有“飞毛腿技术”无论怎么优化,做出来的洲际导弹生存能力和性能都过低。因此一边用“银河”-3验证,巩固多级火箭技术,一边把精力集中在火星-13/KN-08小型机动式远程导弹或其他新项目上。

说起“火星”-13,仍有意见认为,“火星”-13采用源自苏联R-27潜射导弹的高性能四氧化二氮/偏二甲肼主发动机。这是不了解塔台温度控制条件和偏二甲肼特性导致的。通过公开新闻报道可知,我国酒泉卫星发射中心曾耗资500万,为塔台建造了密封平台。严寒户外温度为-27℃时,长征2火箭被包裹在全封闭保温层内,有专门的空调往里吹热风,可保持火箭温度在-7℃以上。酷暑中,通过降温设备,可使四氧化二氮在加注前降低到5℃,加注完毕准备发射时温度即便上升到15℃也可满足操作要求。四氧化二氮的冰点和沸点为-11℃和21℃,也就是说,安全的四氧化二氮火箭操作温度离冰点与沸点分别差了大约4-6℃。各国塔台、地井与潜射的四氧化二氮火箭的温度控制也大约在这一区间。而火星-13是一款弹体的机动式可户外发射的导弹,没有复杂的环境保护罩,也没有条件为其配备一款移动的防寒保暖发射塔。

既然这样,为什么在50、60年代有过采用低温的液氧推进剂的战术导弹和洲际导弹呢?首先,四氧化二氮对温度可谓“两头怕”,而对液氧操作而言,加注人员不会担心液氧会降温到冰点,只怕其达到-183℃的沸点而挥发。除了保温措施外,即便液氧挥发量过大,也可以进行“补液”。即把挥发的气态氧通过阀门放出,同时一直补加液氧弥补挥发量。气态氧的释放对外界无害,只增加了地面操作的复杂性,并且在没有补液的情况下不能长时间保持待发状态,因此早被各国***方淘汰。但四氧化二氮气体具有神经毒性,难以进行补液。否则敌人还没被打到,阵地周边已经遭殃,对日常训练也极为不利。因此从世界范围内看,也没有可在露天非发射场环境发射的四氧化二氮火箭。就算朝鲜工程师为提高“火星”-13的投掷能力“不走寻常路”,他们也将选择液氧,而不是四氧化二氮做氧化剂。能量适中,但更利于户外操作的推进剂组合则是红烟硝酸和偏二甲肼。笔者对此专门有过讨论,这里不再详述。

转载请注明出处学文网 » 朝鲜的洲际导弹

学习

心理课恐惧与贪婪之间

阅读(24)

国外有位经济学家曾经在投资者中做过一个有趣的调研,他给出了赚钱的两个方案:方案A是100%赚3000元;方案B是80%可能赚4000元,20%可能不赚钱。之后,这位经济学家又给出两个亏损的方案;方案C是100%损失3000元;方案D是80%可能损失4000元,20%可能损失为0。

学习

造梦工厂Alessi

阅读(22)

在北京Alessi专卖店提供的最新目录上,你会看到价值810元人民币的AnnaG开瓶器、820元的菲利普·斯塔克柠檬榨汁机、790元一个的猫食盆、1280元的烧水壶。昂贵的价格和精致的设计让人的内心充满了挣扎。被复制了的艺术品Alessi的第三代“掌

学习

自主式体育活动

阅读(18)

体育活动在各个幼儿园中每天都会开展,体育活动的重要性也是毋庸置疑的,在《3—6岁儿童学习与发展指南》中对于体育活动的开展是这样建议的:“保证幼儿的户外活动时间,提高幼儿适应季节变化的能力。幼儿每天的户外活动时间一般不少于两小时,其

学习

文献纪录片的价值体现

阅读(36)

一、浅谈纪录片当电影电视越来越多的参与到人们的日常生活中来时,人们愈发的忽略了电影诞生初期的创作形式――纪录片。这种以真实生活为创作素材,以真人真事为表现对象,并对其进行艺术的加工与展现,以展现真实为本质,并用真实引发人们思考

学习

芝士通心粉|从传统到未来

阅读(21)

如果非要在美国美食中找一款“跨文化”菜品的话,那就非“芝士通心粉”莫属了。通心粉作为意大利面的一种,起源自意大利,老少皆宜,不论是预包装的,还是现做的,都备受喜爱。如今,通心粉的触角正在伸向创意美食家,成为一道“现代美食”。1937年,卡夫

学习

融资约束指数构建与评价

阅读(35)

本文为您介绍融资约束指数构建与评价,内容包括融资约束的度量指标,衡量融资约束的指数。本文采用二元Logistic回归模型法,选取制造业上市公司2009―2013年的财务数据,构建了反映制造业上市公司外部融资约束程度的融资约束指数。该指数的判

学习

公权利对抗公权力

阅读(19)

本书是我国著名法学家郭道晖教授在80高龄时独撰的一部专著,是著者自上世纪90年代迄今对此主题历年研究成果的系统化和深化。郭道晖教授原创性地提出的“社会权力”的新理论,这是基于市场经济的建立和发展,“国家一社会”一体化的格局被打破

学习

阿城半拉城铜火铳的来历

阅读(18)

火药是我国古代劳动人民的伟大发明之一。“火药的应用,也在欧洲人之前。”在我国发现的铜火铳,是世界上使用最早的一种金属管状火器。一九七年七月在阿城区半拉城出土的铜火铳,为这方面的研究工作提供了新的物证。阿城半拉城子铜火铳系青铜

学习

基础测绘在国民经济和社会发展中的作用

阅读(36)

基础测绘具有悠久的历史,可以从我国三千多年前开始追溯。我国社会经济科技都在快速发展中,基础测绘在国民经济和社会发展中已经占据着重要位置,基础测绘技术也取得了明显进步。本文就将根据我国社会使用基础测绘作为研究对象,探索国民经济和

学习

玉米的2000种用途

阅读(17)

中国加入WTO后,首当其冲受到挑战的是我国的农业。如何加速我国农业产业化的发展进程,借鉴先进国家大型贸工农一体化企业发展的成功经验,培育和发展一批具有国际竞争力的龙头企业,是我国“十五”时期一项紧迫的战略任务。日前,国家经贸委组织

学习

练好内功 高效学习

阅读(24)

一、能力不足阻碍学习从接手这个班,王×的数学成绩就没合格过。为此,她妈妈找过我很多次。她妈妈说,王×一、二年级时数学成绩都能九十分以上,到中年级也能考个八十来分,为什么一到五年级,就这么差呢?其实,王×是典型的学习能力差的孩子。上课时

学习

甲骨文与金文的特点分析

阅读(38)

文字的发展是一个逐渐发展成熟的过程。汉字的起源可以追溯到距今六千年左右的仰韶文化,也就是刻在彩陶上的类似文字的早期刻画。甲骨文、金文作为早期的成系统的文字,有着共同的特点,即象形程度高、异体字多、具有装饰性笔画。但二者内部特

学习

“双耳旁(阝)”与耳朵有关吗?

阅读(14)

[摘要]本文溯本求源,纠正诸如“双耳旁(阝)”之类误称与讹传,对提高汉字教学水平,正确理解和传承中华文化,具有重要的文化意义。[关键词]汉字部首规律溯源质疑:“阝”与耳朵有关吗“阝”是汉字常用的一个部首,日常生活中我们把它称作“双包耳”或

学习

从爱情观的角度赏析《巴黎圣母院》

阅读(158)

本文为您介绍从爱情观的角度赏析《巴黎圣母院》,内容包括巴黎圣母院精彩语录及赏析,巴黎圣母院片段摘抄赏析300字。《巴黎圣母院》讲述了一个女人同四个男人的故事,故事感人至深,发人深思。但是大部分人只是注重剧中人物的美与丑,然而感人

学习

朝鲜若掌握核武器有多可怕

阅读(20)

朝鲜于2月12日进行第三次核试验后,大部分中国人从自身利益考量,不支持朝鲜发展核武,但仍有不少人心中的“死结”难解:为什么这个世界上有些国家可以拥有足以毁灭地球的核武,而另一些国家只是进行了一次核试验都要被“指手划脚”?这公平吗?公平

学习

《朝鲜名侦探》打造韩国版福尔摩斯

阅读(47)

本文为您介绍《朝鲜名侦探》打造韩国版福尔摩斯,内容包括韩国版福尔摩斯探案集,福尔摩斯侦探全集多少字。韩国影坛今年前3个月的票房统计日前出炉,本土片《朝鲜名侦探》在数十部本国和外国影片中突围而出,以接近两亿人民币的票房收入领跑

学习

浅谈朝鲜族假面舞

阅读(30)

朝鲜族假面舞有着极为悠长的历史。流传到今天舞蹈学界们用不同的角度,不同的方向进行了分类。李炳玉从地域角度划分为:黄海道p汉城京畿道p岭南地方。郑炳浩三分法:乡春型p都市型p流浪艺人型。本人已按照分布的地狱及特点,分为:北方型p中部型

学习

告诉你不知道的朝鲜族民歌

阅读(34)

朝鲜族“民歌”是朝鲜族人民朴素心声和情绪的结晶体,是深层次体现朝鲜民族的生活、感情、风俗、宗教的音乐。朝鲜族祖先们在集体劳动中为了统一力量和减轻疲劳,根据劳动的节奏喊口令:“嘿!”或“艾嘿”等,这种口令是“劳动谣”的原始和基础

学习

朝鲜族民谣歌后――卞英花

阅读(25)

本文为您介绍朝鲜族民谣歌后――卞英花,内容包括朝鲜民歌卞英花,卞英花延边朝鲜族经典民歌。一个用10多年时间一直坚守民歌阵地的女孩,用一种具有原始色彩的、饱含对生活的热爱和激情歌唱着。当朝鲜族民歌《阿里郎》从一位年轻姑娘的喉咙

学习

朝鲜:80后接班?

阅读(27)

金正云,25岁或26岁,据报道正抬脚踏入继承父亲职位的程序朝鲜新的接班人3月8日初见端倪,目前被广泛猜测的是的三儿子金正云。金正云很少在媒体露面,关于他的身世,外界了解也很少,到现在为止,唯一被公布的照片还是他11岁时的。作为一个朝鲜未来可

学习

走进延边朝鲜族

阅读(16)

本文为您介绍走进延边朝鲜族,内容包括延边朝鲜族歌曲全集,走进80年代延边自治州朝鲜族人家。从辽宁省新宾满族自治县出发,走通化、过长白、到江源、进抚松,穿越整个长白山脉,到延边朝鲜族自治州。全国200万朝鲜族群众,居住在延边的就有80多

学习

朝鲜“央视一姐”李春姬的“战斗之声”

阅读(2890)

她拥有目前全球播音界少有的铿锵有力,声情并茂,落地有声。一般观众根本想不到她慈祥的外表下藏着惊涛骇浪般的声音。东边朝鲜一声巨响,给世界人民送来了诧异和恐慌。虽已时隔半月,世界人民已经认定那只是颗2万吨当量的嘴炮。不过另一个让世