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重量远超东风41 朝鲜新“火星炮”有多强?(3)

重量远超东风41 朝鲜新“火星炮”有多强?(3)
2022-03-30 09:06:04 观察者网

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国内外一些分析人士认为,“火星炮-17”使用了17年“火星-15”的发动机,双机并联为导弹一级提供动力。笔者不这么认为,仔细观察就会发现,“火星炮-17”的发动机存在完全不同的涡轮废气排气管结构,且单推力室推力要明显小于“火星-15”的发动机。根据对发射视频的估计(假设视频没有被人为放慢的话),“火星炮-17”的起飞推重比在1.2-1.4之间,即便以最大估计,单推力室推力不会大于35吨。

结合不再显著可见的涡轮泵废气,我们有理由相信,朝鲜使用了一套全新开发的发动机,它采用红烟硝酸-偏二甲肼或者四氧化二氮-偏二甲肼推进剂组合。若不是在视频开头笔者看见了涡轮泵启动的排气,该发动机甚至存在使用分级燃烧循环的可能性。

此外,和17年的“火星-15”一样,全弹既无任何空气舵面,也没有看见RCS系统工作的迹象,亦不存在游动发动机,朝鲜显然已经熟练掌握发动机整机摇摆矢量控制系统。

置于运输与发射容器的UR-100导弹模型,对照右边的结构图,可以理解其一级储箱上部的凹陷形状是为了提高容积利用率

置于运输与发射容器的UR-100导弹模型,对照右边的结构图,可以理解其一级储箱上部的凹陷形状是为了提高容积利用率

2021年9月,朝中社发表新闻称朝鲜进行了“火星-8”高超音速导弹试射,在新闻中特别提到“确认了第一次采用的安瓿化导弹燃料系统的稳定性”。所谓“安瓿化”实际指的是导弹在出厂时就进行液体燃料的加注并封装,在导弹运输、储存和部署时无需重大维护,随时可以点火发射。

这项技术最早由苏联第52试验设计局(切洛梅设计局)第二分部为UR-100导弹开发,其核心技术是使用全充氮、AMG-6合金制成的运输与发射容器,使用焊接的储箱密封和特殊的膜片来隔绝腐蚀性燃料及其蒸汽。这使得导弹可以在充满燃料的状态下等待7至10年(改进型UR-100N UTTH导弹保质期可达33年),在这期间随时可以发射,无需做繁琐的准备工作。

而作为机动发射的“火星炮-17”显然非常需要这一朝鲜已经在中小型导弹上掌握的技术,笔者开始也认为该导弹可能采用了安瓿技术出厂即封装燃料,直到在朝鲜中央电视台的视频中发现了导弹准备区域存在的燃料加注设施。

即便如此,“火星炮-17”仍然有可能和某大国的某型战略导弹一样,在加注燃料后,具备几个月的待命时间,在此期间随时可以发射。过期之后,需要将燃料抽出,导弹报废。

投掷性能估算

“火星炮-17”的粗壮和庞大使得它牢牢占据了世界洲际导弹界“重型”的位置,仅论起飞质量,它超过了美国所有的固体洲际核导弹,也远在中国的东风-31A、41,俄罗斯的白杨-M、亚尔斯等现役陆基机动核导弹之上。

根据齐奥尔科夫斯基公式,当确定了各级导弹的质量比(即各级初始质量和发动机关机分离时的质量的比值,可以大致认为其中的差异在燃烧掉的燃料质量)和比冲后,我们就可以估计出在给定投掷质量下的关机速度,从而得出对应的射程,反之亦然。尽管我们对“火星炮-17”的各级精确的质量比和发动机比冲数据一无所知,但可以根据经验,对照他国导弹不同阶段的发展,做一个粗略的估计。

导弹从朝鲜本土起飞时射程分别为10000、11000和13000千米时,所覆盖的范围(红色区域)

导弹从朝鲜本土起飞时射程分别为10000、11000和13000千米时,所覆盖的范围(红色区域)

关于各级质量比和发动机平均比冲,笔者给出最佳和最差两种估计,再把两者数据取中点做一个一般性估计。最差估计对应着比中国70年代、苏联50年代ICBM更弱一些的技术水平;而最佳估计则对应着最优秀的弹体质量比和肼类燃气发射器循环火箭发动机能到达的极限。

为了给读者以直观的技术对比,我还添加了两型用于对照的洲际导弹:中国于70年代研制的东风五号基本型,它同为两级液体导弹,起飞质量要大很多;美国于80年代研制的固体三级导弹,LGM-118“和平卫士”,它的起飞质量比“火星炮-17”稍轻,但代表着固体导弹的最高水平。笔者计算了三种射程的最省能量弹道的投掷质量,注意这里不考虑末助推级。从朝鲜本土起飞,10000千米对应着覆盖美国西海岸的全部城市,11000千米对应着覆盖美国首都华盛顿,13000千米对应着完全覆盖美国本土。

“火星炮-17”的投掷能力同一些主流洲际弹道导弹对比图源:萌虎鲸

“火星炮-17”的投掷能力同一些主流洲际弹道导弹对比图源:萌虎鲸

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