【軍事博評】William:高超音速滑翔器 意想不到的朝鮮武器庫?

2021-10-03 19:31:57 最後更新日期:2021-10-04 17:45:51
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

 27196594 dieses von der nordkoreanischen regierung zur verfuegung gestellte foto zeigt eine nach nordkoreanischen angaben neue hyperschallrakete Tea9月30日朝通社發佈的火星8型道彈 / 載具照片,由於是日出前發射,雖然照片並沒有對錯焦,但因光度不足,很多細節也沒能看清。(朝通社照片)

朝鮮發射高超音速滑翔器?話說幾日前我準備上班時看到這消息都嚇了一跳,因為朝鮮在面對重重制裁時在戰略戰術武器研發上常有突破(當然,連帶的國計民生犧牲就另一回事了),但高超音速武器這類近十年才開始實用化的東西,似乎不應在朝鮮的科技樹上出現。然而,由之後一兩天陸續傳出的消息,也似乎並非完全造假。

4a5c1d東風17型高超音速導彈,射程大約1700公里左右,但所用到的火箭就只有東風15的第一節推進段,導彈全長少於12米。其滑翔器有類似邊條的構形,估計能以10倍超音速的速度進行滑翔。若要更高的速度,就需要更大的火箭把它推上更高的高空,借以取得更大勢能用於滑翔。(解放軍報圖片)

稍後由朝鮮中央通訊社的聲明指出本次試射幾個重點:1. 首次試射讓科學家確定其導航控制與其他技術特點,包括彈頭的滑翔操作性及滑翔特點、2. 測試了(助推段)引擎及首次引進的燃料裝盛容器的穩定性。由這聲明可以看出這次實驗比較像技術應用測試。消息亦指其飛行距離大約只有200公里。

至現在為止,相關訊息仍然稀少,稍為「具體」的官方報道就是朝通社一則宣告,其他情報方面只知韓國軍方當時也似乎預知導彈發射並派出預警機由凌辰開始遠距離監視,而金正恩並沒有出席這次導彈試射儀式。除非金正恩抱恙或身體健康狀況不宜凌晨活動,否則他不出席就很可能和本次試驗的性質有關。

ALBATROS 150322 05下圖為UR-100N-UTTKh火箭搭載高超音速飛行器的結構,左上為СЛА(SLA)-1及СЛА-2,右上為2013年展出的一種高超音速滑翔器模型,三者都是切洛梅伊設計局設計,很可能有傳承關係,而且都是前衛高超音速彈道載具成功服役前30年的研究成果。(網絡圖片)

首先在理解本次測試的性質時,我們必須知道高超音速滑翔載具 (HGV) 本身就是一種可在大氣層外緣作高超音速滑翔的彈頭,基本發射方法不是由環軌道器投擲,就是由助推火箭發射升空並在脫離大氣層後放出彈頭讓其滑翔。可以肯定的是現時還未有人掌握前者,故後者基本上是所有相關國家的發射方法。要掌握其發射技巧,不單要有足夠多的太空活動,還需具備多次載具重返大氣層的諸多數據,以及有較多能長時間運作的高超音速風洞,用以研究及測試高超音速武器在高超音速滑行下的特性,用以不斷修改所需載具的氣動外形與操縱技巧,務求達到最佳效果。然而,朝鮮的太空活動夠不夠多,大家都知道,而風洞這方面,就絕少聽到朝鮮的宣傳,外人對此也相當模糊,對朝鮮這方面的基礎並不清晰。所以朝鮮是否具備發展高超音速武器的修件,可說沒有人能給出實質答案。

當然,就現時所知的消息,若果這次測試的照片及其他消息沒有造假成份,那大概可以找到以下四個特點:

0B685B由左至右,分別為火星12型、14型及火星8型的引擎照片。雖然同為革命318型引擎的單燃燒室版本,但14型的小型引擎距主噴口更遠 (即代表更闊),凸出度也稍大於火星12型,故可判斷火星8型的推進段和12型基本相同,故其可以把載荷推上的高超音限高度必定也差不多。(朝通社視頻擷圖併合)

1. 朝鮮正式停止先前承諾?

金正恩曾於2018年4月承諾不核試和試射洲際彈道導彈,至2020年指美國對朝談判沒有大進展,宣布不再單方面信守承諾,然而此後仍然沒有進行核試或洲際彈道導彈試射,將近兩年仍只是試射短程彈及不在承諾範圍內的巡航導彈,以乎仍未想放棄誠諾。

今次經過照片分析,專家們發現火星8型彈道導彈的第一節火箭其實來自金星12型—一種最大射程剛超過洲際導彈門檻的導彈,只是這不是一節完整的中程導彈而已,且真正飛行射程只有200公里左右,朝鮮的公告似乎也只視這東西是一個試驗滑翔彈頭的載具。但要留意火星12型導彈的引擎是革命318火箭引擎(仿RD-250火箭引擎),這可是朝鮮四種遠程及洲際彈道導彈的共同動力來源,而且這種引擎這些年來只得到大約6次成功的空中實驗,今次可說是第七次。也是三年半以來第一次。

 ALBAT革命318型火箭引擎仍然是朝鮮飛彈部隊最重要的引擎,但因為2018年金正恩的承諾,成功在空中測試仍少於兩位數,其實仍阻礙正式量產的計劃,令朝鮮的戰略攻擊能力仍未能再進一步。圖為去年公開的火星16型洲際彈道導彈,最新的評估顯示其動用了3組革命318型引擎 (共六個噴嘴),個頭甚至只比最大型陸上洲際彈道導彈R-36系列矮6米而已,投擲能力可能達3-4噸。(照片來自連結1連結2)

若是作為載具測試,朝鮮可還是有幾種足夠推力而射程夠短的彈道導彈可以用,但偏要選擇金星12型的第一節,似乎還有弦外之音,即相當於向美國發話,就算不放棄承諾,朝鮮也有辦法讓遠程導彈進一步得到實驗數據及完善化

 0B685A由於基本確定助推段和火星12型相當,大小自然可以進一步互相比較,若計算誤差的課,火星型和火星12型的高度幾乎也一樣,若能進行完全發射而滑翔彈頭又能正常運作,基於火星12本身已是大型導彈,估計射程可能不少於3000公里。(朝通社視頻擷圖併合)

2. 試射算成功嗎?

有很多人會質疑這次試驗是否成功,因為彈頭是一個不小的滑翔體,整機可能超過4公尺,都已接近KN-23的分離式彈頭的長度,理論上滑翔時升力會更大,但韓國的雷達只捕捉到其飛行了200公里左右,最高的飛行高度也只有60公里,然而,作為滑翔體,理應是給火箭推離大氣層,然後呈原彈頭發行一段時間然後利用勢能下降到開始在大氣邊緣滑翔,此時得到的滑翔速度最高。

但若只在60公里高度就脫離火箭滑翔,高度和速度其實都不足,能滑翔的距離當然大減,但只有200公里距離及3倍 (韓聯社指是據報告,但沒有講報告來源,外國報道亦似乎未有採用) 超音速,也確實太慢太短了。所以不排除也是中途故障失控墜毀。

39955 456f7b84朝通社新聞稿發表圖片的高度對比圖,可見一些識別及用作光學測距用的白色線條。若沒有PS成分的話,全機基本上是一三角錐體但近機底處有一定弧形,也有增加升力及控制的小翼,和1980年代美國試驗機動彈頭時的波音方案及同期蘇聯的SLV系列方案有一定相似性。(朝通社照片及Secret Projects討論區照片)

不過由聲明內容及金正恩沒出席的情況看來,朝鮮軍方似乎是將本次試射視為技術驗證試射,而非一次真正的全射程全速度驗證。而且實驗的可能只是初步並只在實驗室或通過電腦模擬測試的新技術,例如導航系統、滑翔體的氣動特性及在原有射程中後段的特點(高超音速武器最起碼都有1500至2000公里的射程,而至末段滑翔速度會大幅降低至只有4倍超音速左右),再加上這只是技術的初步驗證測試,沒必要違反領袖的承諾,所以才將射程壓縮至不足300公里已可

 Japans ATLA Developing Hypersonic Anti Ship Missile在追趕大潮的情況下,日本都開始研發高超音速載具,而且以更先進的吸氣式高超音速引擎驅動,準備於2029年開始測試,順利的話2030年代中期左右就可整合進新的反艦戰術導彈上,以朝鮮的國防觀點來看,「世仇」有類似裝備,他們也不能不有所因應。(日本防衛省圖片)

3. 這是對付韓國的利器?

這絕不是針對韓國的武器:現在已知對韓打擊鏈基本上可由KN-23至25三種短程彈道武器完成,而對朝鮮現時經濟及生產能力而言,中程導彈及巡航導彈以上更是昂貴的存在,而且打擊準程度很難保證,須使用核彈道才成,而利用核武器打擊「同胞」同樣不是朝鮮的選項。單就這種高超音速武器的射程而言,基本上就當成「無法攔截」的中程彈道導彈用。而且由於其滑翔器體積遠比之前導彈的彈頭艙大,其實更適合搭載大型核彈頭。很明顯,這是用來威懾東亞境內的美軍基地,甚至包括日本在內,而且若然朝鮮的高超音超音速滑翔彈頭研發成功,能突防THAAD反導系統的機會亦大增。

Japans ATLA Devel蘇聯戰略火箭軍切洛梅伊設計局的UR-100型彈道導彈,導彈完成後就可裝入容器交付。注滿墮性氣體的導彈容器會被整個放進發射井中並加注燃料,然後存放超過10年。留意的是,此時蘇聯也已引進噴塗在燃料箱內壁的塗層,可阻確具腐蝕性燃料對火箭內壁及喉管的侵蝕(照片來自連結1英文維基百科)

4. 近期對朝鮮戰略威懾能力具有更正面作用的技術?

根據網絡軍事雜誌The Drive:WAR ZONE翻譯朝鮮官方民告並指出,朝鮮官方今次還特意宣傳一種稱為「裝盛容器」(ampoule) 的新技術來。若回到60年代中期的蘇聯導彈部隊,這技術其實代表導彈出廠時,即會裝入容器中並注滿燃料及氧化劑(  偏二甲肼 / 四氧化二氮),然後直接運送給部隊,容器會注滿墮性氣體,減少機件氧化,導彈可放十多二十年而沒有故障,只需定期換燃料即可;不過因為其強調進行容器裝盛的是燃料系統,那就可能涉及另一件事,即……他們可能已掌握如何將燃料裝進火箭內後,將燃料阻隔並防止其接觸燃料箱壁,這是因為偏二甲胼系燃料具備腐蝕性,長期儲存在燃料箱會對金屬內壁造成腐蝕。其主要解決方法是製作內壁時噴塗一種薄膜,讓以上的腐蝕性燃料能隔絕於燃料箱內壁。這樣做除了可加長導彈存放時間,也有個好處,就是發射前不用注入燃料,準備時間可以加速很多,最快20分鐘內就可發射,這對於美軍的預警時間來講,是個重大考驗。

綜觀現有資料,這次可能只算火星8型高超音速載具的投放測試,大約和其他國家第一次同類試驗相當,只要「能脫離助推火箭、滑得到」即可,能飛多遠或怎樣控制,恐怕就是日後不知要多少年的同類型測試的任務了。不過這次測試及其所使用的火箭引擎,其實還是給予美國現屆政府清晰訊息—「是時候來和領袖坐下來談談了」。

發佈於 軍事博評
By 2021-10-03

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