扬基：从一片舵看，朝鲜固体火箭还是图样（too young）

近几个月来，在其官方通讯社近乎千篇一律的报道和韩国军方永远“一切尽在掌握”的表态中，朝鲜人民军各类导弹乃至远程火箭弹的试验已经让人有些“麻木”。但3月24日，朝鲜官方在相关报道中首次公开其大功率固体火箭发动机地面喷出和级分离试验画面，对于关心东北亚安全局势的读者来说，仍有诸多信息可供探讨。

除了极少数仿制从叙利亚得到的俄制“圆点”短程弹道导弹的火星-8型（美韩等国称之为KN-02）之外，人民军战略火箭军所有现役和已知在研的弹道导弹全部采用液体燃料推进，包括最先进的火星-11型（美韩等国称之为“舞水端”）和火星-13型（美韩等国称之为KN-08）中远程弹道导弹。

除了极少数火星-8型之外，人民军战略火箭军所有弹道导弹全部采用液体燃料推进

尽管朝鲜在这一领域已有多年的技术积累，实现了其液体弹从短程到准洲际全员机动部署，甚至有能力将相关技术出口给巴基斯坦和伊朗换取外汇，但机动液体弹发射前准备时间仍然偏长。根据韩国情报部门的说法，朝鲜已经拥有弹体可预先储存推进剂技术（可能源自俄制R-27潜射弹道导弹），但在美军越来越强的时间敏感性目标打击能力面前，朝鲜现有的液体弹道导弹力量总数仍然偏少，在战时很难达到足够高的发射成功率。

所以24日朝鲜大直径固体火箭发动机的曝光，可谓恰逢其时。根据金正恩的外形尺寸估计，该型火箭发动机的直径大约在1.3-1.5米之间，和其火星-10型（美韩等国称之为“芦洞”）中程弹道导弹接近，但长度仅在4-5米之间，并不像是工作时间要求较长的导弹第一级发动机。

按照朝方报道，此次还进行了级分离试验。从图片中可见试验的火箭发动机在发射前也确实还带有级间段，从网格状排燃气设计可以看出采用的是热分离技术。级间分离技术本身在“银河”系列运载火箭的试验中已经发展得较为成熟，没什么好说的，但带有级间段进一步说明此次试验的发动机可能是用于新型导弹的第二级甚至是第三级发动机。

带有级间段进一步说明此次试验的发动机可能是用于新型导弹的第二级甚至是第三级发动机

再看完成试验后的发动机喷管部分。可以清晰看到使用了四片燃气舵进行控制（当然在以考核发动机本身工况的首次地面试验中，它们也不需要去“控制”），这种设计多用于早期液体燃料火箭防冻剂，以及各类战术导弹使用的小型固体火箭发动机。虽然燃气舵重量较轻，原理简单可靠，但由于其升力不足，并不适用于中远程弹道导弹。

不过世界上能够掌握大推力固体发动机摆动喷管技术的国家确实没有几个，比如前面提到朝鲜的两位徒弟——巴基斯坦和伊朗发展的固体燃料推进弹道导弹“哈塔夫6”“泥石2”，其第一级就仍然采用燃气舵。估计其较低的舵效也是它们不得不安装现代中远程弹道导弹很少见的大面积弹翼的原因。

说起来，尽管两国在早期液体燃料导弹的发展中有着浓郁的高丽风情，但它们的固体燃料弹道导弹技术，追根溯源都是来自中国提供给巴基斯坦的M-11型短程弹道导弹。尽管M-11型0.88米的弹径远不是发展中程弹道导弹的理想基础，但是在第三世界国家的弹道导弹领域，“放大放大再放大”实在太常见了，其燃气舵技术也被一并学了个干净。

中国的M-11自用型在国庆60周年阅兵上

继续说回朝鲜的新型固体火箭发动机。从发动机的直径和燃气舵设计来看，看来朝鲜教的徒弟总算还有点良心，及时把从别的师傅那儿学到的知识反哺了一下。不过燃气舵技术尽管看上去简单，但是想在固体火箭发动机上玩，需要的本事可一点都不少。

这是因为和液体发动机相比，固体发动机的燃烧室压力（装药结构特点）和喷管面积比（存在烧蚀）都随着发动机工作而不断变化，这就使得流经燃气舵的流场参数完全不均匀，一秒一个样，而且为了提高性能，固体推进剂里面经常掺不少金属粉末一块儿烧，喷出去的射流也是固体液体气体都有，烧蚀情况比液体发动机那是复杂到不知哪里去了。

从图片中来看，朝鲜造的燃气舵烧蚀比例也远远不止30%

外形设计还算好抄，基本上看图说话就能把平面形状、剖面造型、安装位置和转轴位置学个七七八八，然而最要命的舵面材料选择和加工工艺才是决定燃气舵效能的根本因素。如果搞不定高性能的钨渗铜材料或者稍微低档一点的钨钼合金材料，靠液体发动机的石墨材料舵基本上点一次火就烧蚀得不剩多少了。

根据固体发动机研制的一般规律，给多级火箭的第一级这类工作时间较长的发动机做配套的燃气舵，烧蚀比例需要在10%以下，这样能保证在停止工作时仍有较好的控制效率；如果工作时间较短，可以酌情控制在20-30%，这样材料的要求低些。

朝鲜的新型固体火箭发动机勉强可以归为工作较短的类型，但从图片中来看，燃气舵烧蚀比例也远远不止30%，而且四片燃气舵的烧蚀形状都呈现出不均匀的特点，显示其合金晶体工艺制造能力很差（甚至有可能没有应用合金材料）。当然，对于以测试发动机本身性能为主的这次试验来说，能够控制好“爆燃”而不是当场“爆炸”已经值得金正恩发出“了不起啊，真令人心情舒畅”的赞叹。

伊朗“流星-3”导弹的燃气舵，外形设计上是照抄飞毛腿系列的

量产的“泥石”，燃气舵的外形明显合理了很多

如果这种火箭发动机未来发展成功，完全可以像伊朗和巴基斯坦那样发展出两级固体推进弹道导弹，用于替代较老的火星-10，依托朝鲜多山利于隐蔽的自然环境部署，对日本和驻日美军基地也有更大的威胁。如果能够在发动机比冲值、关机时间等方面做进一步改进，甚至可能被用作洲际弹道导弹的第三级以提高导弹的射程（当然这还要看朝鲜核弹头小型化的水平）。

一次发动机试验显然不会让近几个月来频繁“亮剑”的朝鲜人民军战略火箭军满足。根据各方消息，人民军在未来几个月内极有可能组织火星-11型甚至是火星-13型中远程弹道导弹的首次发射试验。这些“杀手锏”武器的频繁亮相，对于朝鲜人民军乃至整个朝鲜的军心士气确实有很强的提升作用。

然而即使他们的试验条件再怎么靠“土法上马”去节约经费（例如用火箭发动机高温尾流模拟弹头再入气动加热——其实完全不科学），这种较往年大幅提升试验密度的做法对朝鲜永远严峻的经济形势必然会造成更大的影响。如果联合国对其封锁制裁确实变得越来越严格，金正恩“以超强硬对强硬”的策略究竟还能持续多久？

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