朝鮮“北極星”2固體中程導彈系統

陳友龍

在朝鮮紀念金正日誕辰75周年的“光明星節”（每年2月16日）前的2月12日，韓國于當天7時55分（北京時間6時55分）捕捉到朝鮮在平安北道芳峴一帶發射彈道導彈的信號。這枚型號不明的導彈飛行高度550千米、射程為500千米。起初，外界猜測朝鮮發射了“火星”10液體導彈，后來韓軍根據導彈飛行速度判斷，它更可能是“勞動”（“火星”7）液體導彈或者其改進型。第二天，朝鮮官方揭曉了答案，并公開了搭載在新型履帶式自行發射架上的“北極星”2地對地中遠程戰略彈道導彈試射的圖片和視頻。至此，一款被稱為朝鮮版“東風快遞”的戰略武器系統以前所未有的透明度展示在世人面前。

“北極星”2導彈的發展概況

朝鮮勞動新聞稱，“北極星”2地對地導彈是根據朝鮮領導人金正恩的指示，在去年8月“新浦”級（也稱“海豚”級）潛艇成功發射的“北極星”兩級固體潛射導彈的基礎上，增加其射程開發而來的。該導彈技術與2016年3月24日朝鮮“大功率固體火箭發動機地面噴出和級間分離試驗”的成功密不可分。朝鮮官方稱，“北極星”2導彈系統“是從機動發射架到彈道導彈的設計、制作和發射，一切都靠自己的智慧、力量和技術研發的名副其實的主體導彈、主體武器。”該導彈的亮相，也標志著朝鮮的火箭工業不僅“從液體火箭發動機切實轉為大功率固體燃料火箭發動機”，而且已經擺脫單純的樣品仿制或改進的路子，開始了自主創新設計導彈系統的新時代。這意味著朝鮮已經從模仿前蘇聯R-27液體潛射導彈轉向自主開發海陸通用的固體導彈系統。朝鮮曾在2015年5月9日報道其潛艇從水下試射“北極星”1導彈的消息，當年12月21日前后，朝鮮又在新浦港附近再次成功進行了“北極星”1潛射彈道導彈試射。導彈發動機成功點火并垂直升空，從導彈尾焰可以判斷，還是采用液體燃料，具體射程不詳。

在朝鮮突破固體發動機技術后，很快就將該技術用于改進“北極星”1。據美國人向韓國軍方透露，朝鮮于2016年4月5日成功試射了潛射導彈，導彈從水下20米的海中發射，并垂直上升到了200米的空中。4月24日朝中社爆出了朝鮮“戰略潛艇”（即“新浦級”常規彈道導彈潛艇）水下試射安裝了“新研制大功率固體發動機”的“北極星”兩級固體潛射彈道導彈的重磅消息。韓國軍方人士稱朝鮮潛射導彈只飛行了30千米，但是另外的一位軍方人士卻透露朝鮮朝鮮導彈飛行了數分鐘，取得部分成功。此后，在8月24日清晨，朝鮮“新浦”級潛艇從水下成功快速發射“北極星”兩級固體潛射導彈，導彈兩級分離正常且彈頭首次成功落在距離發射地點大約500千米的日本海水域。與“火星”10導彈6月22日的試射相似，朝鮮8月份發射的“北極星”潛射彈道導彈也是以高于正常高度的高角度進行了發射，最大彈道高度達500～600千米左右，這主要是為了避免過度刺激日本而刻意縮短了導彈的射程。美國導彈專家稱，如果以正常角度發射，“北極星”潛射導彈的射程在1 000～1 250千米以上。該導彈與上次試射最大的不同是在彈體尾部增加了8個類似“火星”10導彈的格柵尾翼，從而提高了導彈的可控制性。這一特征也為今年發射的“北極星”2地地導彈所延續，暗示了朝鮮導彈未來的發展方向，在前蘇聯的SS-20中程導彈和“白楊”洲際導彈上都可以找到相似的格柵尾翼。

與以往朝鮮彈道導彈使用的輪式TEL三用車不同，此次“北極星”2改用朝鮮國產8對負重輪履帶式底盤，結合底盤長度和導彈長徑比計算，導彈尺寸大小還是控制在潛射版水平，即長約9.5～10米，直徑1.5米。地地導彈采用的發射筒外徑與朝鮮普通士兵身高（1.6～1.7米）相當，完全可以容納彈體外加裝減震器的“北極星”2導彈。此外，可拋尾罩的設計，表明“北極星”2導彈仍然可以裝進“新浦”級潛艇的圍殼內重新換回潛射導彈的角色。韓國情報院14日稱，新導彈的飛行時間為13分鐘，速度達10馬赫，后來又有人認為只有8.5馬赫，如果導彈以正常角度飛行，其射程可超過2 000千米，而不僅只有500千米。2 000千米以上的射程加上潛艇的水下機動，可以大大擴展未來朝鮮潛射導彈的打擊范圍。

“北極星”2導彈的主要技術特征

“北極星”2導彈采用地面冷發射和一二級彈體熱分離技術，導彈彈射出筒后，在距離發射筒約20米的空中點火，這個距離暗示潛射型號最大的發射深度也是20米左右，與美國此前的報道相符。導彈飛行視頻顯示導彈點火時間長約2分鐘，一二級發動機都分別工作了將近60秒。其中第二級固體發動機的燃燒時間與去年3月24日朝鮮“新研制大功率固體發動機”的燃燒時間相吻合。當時這段長約3米的固體發動機工作了57秒。美國專家計算，如果采用鋼制殼體，發動機的空重為800千克，可攜帶約4噸的固體燃料，并提供15～20噸的推力。通過觀察導彈一二級的組裝畫面，可以發現導彈第一級頂部正好在彈體書寫的“北極星”三個朝鮮文的“星”字中間，根據長徑比可以推算出一級長度約為4～5米。結合第一級飛行時間，可以推算出導彈一級的重量和推力大概為二級的兩倍，根據這些數據可以判斷其彈體重量與中國“巨浪”1導彈相當。

新導彈采用了雙錐形彈頭，而不是去年模仿前蘇聯R-27潛射導彈設計的“錐-柱-裙”式再入飛行器，因此彈頭長度縮短了，在減輕彈頭重量的同時，導彈第二級的長度得以增加，燃料的增加，意味著推力的提高，進而增加了導彈的射程。不過本次試射考慮周邊國家的安全，采用高角發射方式進行，并非模擬彈道導彈的最大射程。此次試射確定了地面冷發射系統的可靠性和穩定性、大功率固體燃料發動機在預定高度的啟動特點，重新確認了主動飛行時段彈道導彈的制導及操縱特性、大功率固體燃料發動機的工作特點和多級導彈彈體分離特性。這是朝鮮第三次在試射中成功實現多級固體導彈的熱分離，還初步掌握了固體導彈的制導和控制技術。

與液體火箭發動機相比，固體火箭發動機具有結構簡單，推進劑密度大，推進劑可以儲存在燃燒室中常備待用和操縱方便可靠等優點。這是因為固體導彈燃料不需要額外的燃料槽，也不需要輸送或加壓的管線，在構造上固體導彈發動機比液體導彈發動機要簡單許多，重量也比較輕。不過，固體發動機燃料的量與型態是固定的，要隨意借由調整燃料與氧化劑的量來控制推力非常困難，因此在設計上需要依靠精確的形狀和燃料顆粒來控制燃燒的速度和產生的推力，這需要更高的工業水平。此外，固體火箭發動機沒有管線或者是加壓設備，對于外界的震蕩或者是碰撞的忍耐程度比液態火箭發動機要高。這也是“北極星”2導彈能夠使用履帶式發射車的原因之一。

“北極星”2導彈的發動機噴管屬于收斂-擴散型噴管，由入口段、喉部、出口錐構成，它的作用是將燃燒產物的熱能轉換為高速射流的動能從而產生推力。與液體發動機使用的冷卻噴管不同，固體火箭發動機使用的是燒蝕噴管，噴管工作環境都是高溫高壓，特別是喉襯要耐受2 500～3 000攝氏度高速氣流沖刷，因此噴管入口段和喉襯使用耐高溫的復合材料。外殼與內壁之間為隔熱層，使用膠粘劑對內壁外殼和隔熱層進行粘貼固化。發達國家通常使用碳基復合材料作為噴管的結構和功能材料，入口段與喉襯采用整體式三向或四向碳/碳編織物作為很高熱流條件下的耐燒蝕材料，出口錐及延伸噴管內壁用碳/酚醛復合材料作為較高熱流條件下的耐燒蝕材料，承力結構件使用碳纖維增強復合材料。考慮到朝鮮已經成功仿制前蘇聯SS-21短程固體導彈（朝鮮軍方將之稱為“火星”11導彈，射程超過150千米），這是朝鮮后來固體發動機的技術基礎。參考其技術推測，“北極星”2導彈的噴管屬于多段多層多種材料構成的積木式噴管，喉襯采用金屬（鎢合金）和熱解石墨燒蝕材料，承力構件使用鋼合金，比較笨重，技術還是落后很多。在復合材料方面，朝鮮仍然面臨許多的技術難題，這限制了“北極星”潛射導彈的結構減重和射程的提高。

仔細觀察“北極星”2導彈的彈體，可以發現導彈的第二級固體燃料段與第一級之間還有大約1米的間隔。這是因為，除了存在級間段外，第二級噴管的燃氣膨脹率大于第一級發動機。當發動機噴流壓力小于外部大氣壓力時（低空），噴流受擠壓與出口處部分噴管內壁分離，使該部分內壁對推力沒有貢獻，因此導彈第一級可用較短的大口徑噴管；當噴流壓力大于外部大氣壓力時（高空），出口處噴流往外擴散而不能作用于噴管內壁，同樣導致損失能量，因此第二級要用更長噴管以減低能量損失。目前發達國家的固體火箭發動機均采用可拋式單級延伸噴管，將整個噴管分成前后兩部分，后半截噴管被稱為延伸段。平時延伸段套在噴管上以縮小固體火箭發動機長度。當發動機工作時，靠伸展一圈被壓縮的彈性桿將延伸段展開以加長噴管提高推力。不過可拋式噴管不是將噴管拋掉，而是在噴管展開后將展開結構拋掉以減輕結構重量。此外先進的固體燃料導彈還使用矢量噴嘴來改變推力方向，以精確控制彈道。由于延伸噴管和矢量噴嘴的技術難度很大，朝鮮選擇了長噴管和燃氣舵的設計以降低技術門檻，這限制了“北極星”潛射導彈射程的提高。燃氣舵具有結構緊湊、被操縱力矩小、響應快、控制效率較高、可實現滾動控制等特點，但是必須采用高強度、耐腐蝕和抗沖刷的材料。從朝鮮測試畫面來看，朝鮮生產出了能夠耐受固體發動機噴流中沖刷力非常強的大量高速三氧化二鋁的新型復合材料燃氣舵。“北極星”2導彈第二級的前封頭裝有推力終止裝置，當接到關機指令后，推力終止孔打開進行反向噴射，燃燒室迅速泄壓，火焰熄滅，推力也就終止了，同時反向噴射提供了頭體分離的推力。

除了重新檢驗固體導彈技術外，“北極星”2導彈還“檢驗了可以攜帶威力更大的核彈頭的操縱戰斗部在分離后中間區段和再入大氣層區段的姿態操縱及制導、反攔截機動特性等”，所謂的“操縱戰斗部”指的就是可全程制導的中程導彈彈頭，導彈飛行軌跡已經不是簡單的拋物線。朝鮮官方也把新型333毫米制導火箭彈稱為“操縱火箭彈”，該彈具有極高的打擊精度，曾在試驗中準確命中200千米外的海上礁石，相關技術完全可以用來改進朝鮮彈道導彈。與“火星”10一樣，為了提高打擊精度，“北極星”2導彈很可能采用了捷聯慣導系統，包括環形激光陀螺儀和加速度計（外加從俄羅斯引進的衛星導航設備），來控制導彈的飛行和導航，其火控計算機能在飛行末端快速修正，從而簡化導彈發射前的風力修正等程序。仔細觀察導彈彈頭可以發現其截錐形底部有4個小型燃氣噴孔，可以調整導彈的飛行姿態。韓國專家認為，韓軍及駐韓美軍現役的“愛國者”防空導彈無法對付這種飛行速度達10馬赫、彈頭落點又難以提前準確預測的新導彈，因為“愛國者”2和3型只能攔截以4～5馬赫速度下降的彈頭。而韓軍計劃年內部署的“薩德”可以8.2馬赫的速度在40～150千米的高度擊落朝鮮導彈，可以防御最快以14馬赫的速度正面來襲的彈道導彈，理論上具有攔截“北極星”2的能力，但是很難保衛韓國全境，也難以攔截沒有朝著星州而來的“北極星”導彈，更不用說可以在韓國背后插上“匕首”的潛射導彈。因此，即使韓國部署“薩德”也無法百分百保證自身安全。

“北極星”2導彈的彈體尾部增加了8個格柵尾翼，這是一種空間多升力面系統，一般作為導彈尾翼。格柵翼一般呈網格狀，格壁可以做得很薄，以減少結構重量和材料成本。不同于傳統的控制翼面平行于氣流方向，格柵尾翼的翼面垂直于氣流方向。格柵翼的優點之一是升力比平面翼大，格數越多，升力越大。而且格柵翼受到的鉸鏈力矩較小，只要小功率的伺服機構就可以轉動。格柵尾翼的俯仰控制效率和滾轉控制效率比平面尾翼高得多，可以在高超聲速和大迎角狀態下提供更好的可操作性。此外，因為它們的形狀和小弦長，格柵翼還便于折疊，折疊后所占的空間更小。它們可以沿徑向向前收起，發射后再直接由空氣阻力打開。這種折疊使武器更加緊湊和更容易儲存或運輸。

“先軍號”坦克底盤改造而來的新型履帶式發射車

“北極星”2地對地導彈使用的發射車應該是在朝鮮目前最先進的“先軍”915號坦克底盤基礎上增加兩對負重輪加長而來，這點從其首上裝甲設計可以看出來。而且考慮到底盤和導彈系統的重量，也只有“先軍”號坦克底盤能夠乘載這種全重超過40噸的導彈系統。該車相當于是在去掉炮塔的坦克底盤上，加裝了從“火星”10導彈使用的白俄羅斯MAZ-547 TEL三用車移植過來的駕駛室和導彈發射控制系統，車首加大了駕駛艙的容積，增設兩塊玻璃風擋，視野更開闊，兩邊加高。增加兩對負重輪和延長車尾后，底盤長度大概增加了2米，達到9米左右，這會影響坦克的轉向性能，在山區公路的機動性能下降。

“先軍”號坦克其實就是以前傳說的M-2002坦克，該坦克在2009年才投入量產。坦克采用6對負重輪，駕駛員中置布局，這點與T-72相似，而之前朝鮮坦克都是駕駛員位于車體前部左側。另外一種2010年首次曝光的6對負重輪、楔形裝甲、駕駛員位于車體左側的新坦克，曾被誤傳為“暴風虎”坦克，其實是朝鮮在2003年生產的主體92年式“天馬”215和2004年生產的主體93年式“天馬”216。兩者外形幾乎一樣，后者與“天馬”215最大的不同是炮塔兩側的煙幕彈發射器由單排四聯裝改為兩組雙聯裝設計，炮塔頂部的部分區域外掛履帶增強防護。另外發動機艙蓋外形也有所不同“，天馬”216的發動機馬力可能更大。由于T-62的底盤設計得太緊湊，行動和懸掛的余量太少，改進到“天馬”214坦克時已經接近了T-62坦克底盤的極限。前蘇聯的T-62M在服役中其負重輪、負重輪平衡肘、主動輪都出現了過早磨損的現象。為了研制更強大的坦克，朝鮮吸收了T-72坦克的技術，研制出了“天馬”215和“天馬”216坦克，不過駕駛員位置仍與T-62一樣仍然位于車體左前方。按照朝鮮人民軍武器裝備館的介紹，這些坦克的戰斗全重都沒超過40噸，其實質是T-62坦克的深度改進，發動機最多也僅為800多馬力，承載力不如“先軍”坦克，難以繼續改進搭載重型導彈系統。

與朝鮮在2010年公開的“天馬”216坦克相比，“先軍”915型坦克的炮塔和火控裝備（比如采用了新型激光測距儀，配備有自動火控系統和計算機顯示屏等）更優秀，防護力和射擊精確度都得到較大提高。根據朝鮮人民軍武器裝備館展示的資料，“先軍”915型坦克總重44噸，車身寬3.502米，全高2.416米，尺寸與噸位都高于“天馬”系列坦克，而更接近T-72/T-90坦克。“先軍”915型裝備有125毫米滑膛炮，火炮加裝了身管熱護套，以減輕炮管在強光烈日下的彎曲，坦克最大公路速度可達70千米/小時，這意味著該坦克裝備了1 000馬力以上的柴油發動機，能夠滿足搭載彈道導彈后的機動性要求。

由于“先軍”915型坦克仍然采用3人炮塔，因此車體高度略高于T-72，與T-62坦克車體高度相當。與T-72M1坦克相似，“先軍號”坦克炮塔系鑄造結構，呈半球形，位于車體中部上方，采用鑄造結構可以提高炮塔側面防護力。鑄造炮塔內部留出了裝填復合材料夾層的地方。炮塔四角還布置了4個疑似為激光告警器的柱狀物。炮塔后部焊接了一個箱型尾艙，可以看到橫風傳感器和天線，尾艙外還焊接了網格狀護欄可以存放雜物，這可以間接提高對破甲彈的防護。除了復合裝甲外，為增強防護力“，先軍號”坦克炮塔還外掛了類似“接觸”5反應裝甲的楔形附加反應裝甲模塊。該坦克底盤采用6對負重輪和3個托帶輪，負重輪造型與T-62一樣，這是朝鮮版T-72與俄羅斯原版的不同之處。今年1月28日，朝鮮媒體還公開近衛柳京守第105坦克師第一坦克裝甲步兵團駕駛該坦克參加冬季渡河訓練的畫面，部分坦克在直升機掩護下直接開進冰河潛渡過河，顯示坦克具有優良的性能。

“北極星”2的導彈發射車似乎在一輛車上就集成了液壓、供配電、瞄準、溫度調控、指揮控制等設備。發射車在位于朝鮮平安北道龜城空軍基地以北9千米的一個小機場發射導彈，地形相對平坦，不過氣溫仍較低。導彈發射筒外形設計類似俄羅斯“白楊”導彈發射筒，具有導彈外接式檢測的電氣電路裝置，還帶有加溫空調管，可在低溫下發射導彈，發射筒底部的自適應底座設計意味著該車具有無依托發射能力。無依托發射技術是陸基彈道導彈實現快速機動發射的重要途徑之一，可以極大地提高導彈發射的隨機性、機動性和隱蔽性，提升武器系統的生存能力。此前的朝鮮液體導彈采用公路機動依托預設陣地的發射形式，其缺點是預設陣地都設置在距離公路很近的地點，很容易被敵方事先偵察到，在戰時遭到破壞。二是導彈發射車只能依托公路機動，也較容易受到敵方的打擊。而“北極星”2導彈的履帶式發射車不需要依賴公路機動，發射場也不需要預先準備，發射車在機動過程中可隨時停車發射。不過，朝鮮還需要解決導彈系統的定位、定向和方位瞄準等問題。韓媒稱該導彈的發射準備時間僅為5～10分鐘，而液體的“勞動”導彈僅燃料加注就得30分鐘，早期型號的發射準備時間甚至超過1小時，容易被發現和打擊。“北極星”2導彈有可能會用來取代“勞動”導彈。

結語

朝鮮官方宣稱“北極星”2導彈系統開發的成功，“將使朝鮮人民軍可以在水下和地面的任何空間最準確、最迅速地執行戰略任務”，暗示該導彈也可以很容易搭載在潛艇上從水下發射。未來不排除朝鮮開發直徑更大、重量更大、射程更遠的固體遠程導彈。在導彈力量飛速發展的同時，朝鮮的核武庫也在擴大。據韓國《中央日報》消息，截至2016年，朝鮮的武器級濃縮鈾持有量和钚持有量分別為758千克和54千克，可制造的核彈頭最少為46枚，最多為60枚。此前美國分析家推測，朝鮮2020年前能制造約100枚核彈頭。俄羅斯《國防》雜志主編伊戈爾·科羅琴科對此評論稱，朝鮮的導彈計劃發展迅速，該國非常接近成為真正的導彈與核強國，美國必須通過對話來緩和局勢。而新型的履帶式發射車未來還可能演變為比“閃電”5防空導彈（此前被稱為KN-06防空導彈，仿制俄制S-300導彈系統而來）威力更強的防空導彈的運載車，從而提高朝鮮軍隊的機動防空甚至反導能力。