朝鲜发动机试验画面对外传达了哪些信息?

17-03-21

Permalink 07:05:58, 分类: 洪哥谈兵

朝鲜发动机试验画面对外传达了哪些信息?

本文将要与大家一同探讨的是以下几个问题:

此次点火测试的具体地点在哪里?

此次点火测试的发动机有何特点?

发动机地面点火测试完成,意味着什么?

朝鲜是否已经构建出了自己的弹道导弹体系?

是否已经开始掌握洲际弹道导弹技术?

1.地点
之前,朝鲜在发展火星-10中程弹道导弹的时候,已经开始有了成体系的航天工业。因此,各种硬件条件相对来说还是比较齐备的。上图为火星-10号导弹的发动机正在液体火箭发动机试车台上进行热试车。
可以较为清晰地看到发动机正常工作时产生的马赫环。注意常温液体燃料组合燃烧起来后的独特颜色。
另外,有些好友或许想要从卫星照片上查看试车台附近的情况,小火箭一会儿会给出详细坐标。
此次,朝鲜进行的大功率液体火箭发动机地面试车的地点则选择了位于平安北道铁山郡东昌里的“西海卫星发射场”。

包括发射架和发动机试车台的西海卫星发射基地的具体坐标为:

北纬39.660°N;东经 124.705°E

该基地距离我国的丹东市是比较近的。(到丹东市的直线距离为48.41公里)

2.特点与意义
此次试车是新型大功率液体火箭发动机的首次较长时间的试车台点火。该测试的成功意味着该型液体火箭发动机的涡轮泵系统、推力控制系统、推力大小、发动机工作的稳定性等性能得到了比较综合考验。为进一步的列装打下了坚实的基础。图片来源:朝中社。

另外,为什么液体火箭发动机的测试非得以这样的姿势架在一个台子上呢?

原因主要有两个:

一是液体火箭发动机工作时会产生强大的推力,同时释放巨大的能量。因此需要有足够坚固的试车台来固定发动机,同时该试车台还应当能够及时排出燃烧产物,且拥有足够可靠的冷却系统。

二是要保证液体火箭发动机的垂直安放,以便测试推力。液体火箭发动机固定在试车台上,其推进剂泵的入口与推进剂箱的底部相连接。发动机试车时,推力测定系统需要把推进剂重量也计算在内。

另外要注意的就是上图中测试的发动机采用了多达4台游动发动机。

游动发动机对于洲际弹道导弹来说,有着比较重要的意义:

首先,洲际弹道导弹的重量和转动惯量较大,主动段工作时间较长,传统的燃气舵已经难以胜任,因此,需要控制能力更强的游动发动机来对导弹的姿态进行控制。上图为美国宇宙神弹道导弹。从这个角度来看,正好能清楚地看到宇宙神洲际弹道导弹的游动发动机。注意游动发动机此时正在奋力工作以稳定导弹的姿态。

这是宇宙神洲际弹道导弹上面的LR-101液氧煤油游动发动机。整台发动机重24.494千克,算上框架,最大长度仅50.81厘米。

其次,游动发动机能够尽量提高洲际弹道导弹的关机点参数的精度,从而保证导弹的命中精度。

关机点速度是影响导弹精度的重要参数。小火箭按照某国惯用发射位置和某高价值打击目标来计算,对于中远程弹道导弹来说,其关机点速度通常为5810米/秒,如果关机点速度差了0.1米/秒,那么导弹的落点误差就会有213.07米。

对于洲际弹道导弹来说,其关机点速度通常为7350米/秒,如果关机点速度差了0.1米/秒,那么导弹的落点误差可达694.95米。

因此,以推力较大的主发动机提供所需速度,以推力较小的游动发动机来精准控制关机点速度,成为了洲际弹道导弹常用的制导控制方式。

可以说,此次地面点火试验基本上是在为今后的洲际弹道导弹奠定动力基础。

3.体系

朝鲜有没有自己的弹道导弹命名体系?

答案是肯定的。类似中国的“东风”系列、美国的“民兵”系列、印度的“大地”和“烈火”系列,朝鲜对自己的弹道导弹也有着成系列的、由名称+编号组成的命名体系。朝鲜给其近程、中远程导弹赋予的名称为“火星”。

基于飞毛腿Scud B型的导弹,在朝鲜国内的弹道导弹序列中,其正式名称为火星-5。该弹射程为330公里,为典型的近程弹道导弹。朝鲜从上世纪70年代末至80年代初开始系统地研制弹道导弹,目前在各地部署了25处导弹基地。其中,距首尔168公里的上元洞基地和距首尔191公里的玉坪基地发射的近程导弹导弹可以快速命中首尔。韩国的拦截弹很难有足够的反应时间。

基于飞毛腿Scud C型弹道导弹发展而来的型号,在朝鲜国内的弹道导弹序列中,其正式名称为火星-6。

火星-6弹道导弹的进一步改进型,就是大家熟知的“劳动”-1型弹道导弹(有些地方,称作芦洞导弹,因为朝鲜的字母化拼写为Rodong,而韩国的拼写为Nodong)。这是朝鲜对发展中程弹道导弹技术的一次大胆尝试。在朝鲜国内的弹道导弹序列中,其正式名称为火星-7。

这是本被外界称作舞水端弹道导弹,朝鲜国内的正式名称为火星-10的中程弹道导弹。

这是被外界称作KN-08,而朝鲜国内的正式名称为火星-13的远程弹道导弹。

朝鲜的火星-10(舞水端)中程弹道导弹基本沿用了R-27的诸多优秀设计。(除了火星-10尾部多了一些栅格翼之外,可以笼统地说,火星-10是延长了3米的R-27。不过栅格翼这个的确有趣)

根据计算的火星-10中程弹道导弹的弹道。经验证,其射程至少为2772.8427公里,其弹道高点为545.2196公里。可携带1吨以上的核弹头。如果将弹头重量减小,射程将有所增加,增至3000公里以上。

根据计算的火星-10导弹的速度曲线。可以看到,火星-10(舞水端)导弹的最大速度为4.522公里/秒,出现在导弹弹头刚刚再入大气不久的时刻。

4.向洲际弹道导弹迈进

朝鲜多款导弹的覆盖范围示意图。(导弹名称和射程,沿用国内常用叫法。)舞水端导弹的定位在于中程弹道导弹。而其游动发动机、共底贮箱、潜入发动机、栅格翼等设计足以使其为今后的潜射导弹提供有力的技术支持,也能够为射程更远的多级弹道导弹提供有关液体燃料发动机、高空游动发动机工作等方面的宝贵经验。

可以看出,从舞水端发射基地到关岛为3400公里,到阿拉斯加州最大的城市安克雷奇为5600公里,到西雅图为7900公里,到洛杉矶为9100公里,到芝加哥为10000公里,到华盛顿特区为10700公里。

由此可见,要想对美国本土形成有足够说服力的威慑,还需要射程更远的洲际弹道导弹才行。

那么,有没有迹象显示朝鲜在努力发展和完善洲际弹道导弹技术呢?

有的。其一在于之前一直在努力探索的弹头防热技术。其二就是前两天的那次大功率液体火箭发动机的地面试车。

不得不提的是,朝鲜做弹头防热试验的精神的确可嘉!蛮拼的!上图是一枚弹头的头锥部分被直接固定在了一台飞毛腿导弹的发动机的正下方。然后,导弹发动机在试车台上点火,用尾焰直接冲刷头锥!朝鲜对再入弹头的设计和测试,是动真格的了。

可以看到,头锥的防热做得已经很不错了:变形较小,没有烧毁,可堪使用。

那么,最近的这次发动机地面试车也能够表面朝鲜在发展洲际弹道导弹么?

是的。

根据朝中社发布的液体火箭发动机试车的情况。

仔细看推力曲线的横坐标的话,可以发现,其试车时间长达150秒。

那么,150秒是什么概念呢?小火箭给出之前计算的某洲际弹道导弹(运载火箭)的总体设计概念中的参数:

由此可见,发动机的工作时间是决定洲际弹道导弹成功与否的另一个关键要素。而150秒的工作时间恰好是典型的洲际弹道导弹的第二级发动机的工作时间。

爱乐洪哥

莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马,谁怕?一蓑烟雨任平生。 料峭春风吹酒醒,微冷,山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处,归去,也无风雨也无晴。

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