朝鲜“北极星”2固体中程导弹系统

在朝鲜纪念金正日诞辰75周年的“光明星节”（每年2月16日）前的2月12日，韩国于当天7时55分（北京时间6时55分）捕捉到朝鲜在平安北道芳岘一带发射弹道导弹的信号。这枚型号不明的导弹飞行高度550千米、射程为500千米。起初，外界猜测朝鲜发射了“火星”10液体导弹，后来韩军根据导弹飞行速度判断，它更可能是“劳动”（“火星”7）液体导弹或者其改进型。第二天，朝鲜官方揭晓了答案，并公开了搭载在新型履带式自行发射架上的“北极星”2地对地中远程战略弹道导弹试射的图片和视频。至此，一款被称为朝鲜版“东风快递”的战略武器系统以前所未有的透明度展示在世人面前。

“北極星”2导弹的发展概况

朝鲜劳动新闻称，“北极星”2地对地导弹是根据朝鲜领导人金正恩的指示，在去年8月“新浦”级（也称“海豚”级）潜艇成功发射的“北极星”两级固体潜射导弹的基础上，增加其射程开发而来的。该导弹技术与2016年3月24日朝鲜“大功率固体火箭发动机地面喷出和级间分离试验”的成功密不可分。朝鲜官方称，“北极星”2导弹系统“是从机动发射架到弹道导弹的设计、制作和发射，一切都靠自己的智慧、力量和技术研发的名副其实的主体导弹、主体武器。”该导弹的亮相，也标志着朝鲜的火箭工业不仅“从液体火箭发动机切实转为大功率固体燃料火箭发动机”，而且已经摆脱单纯的样品仿制或改进的路子，开始了自主创新设计导弹系统的新时代。这意味着朝鲜已经从模仿前苏联R-27液体潜射导弹转向自主开发海陆通用的固体导弹系统。朝鲜曾在2015年5月9日报道其潜艇从水下试射“北极星”1导弹的消息，当年12月21日前后，朝鲜又在新浦港附近再次成功进行了“北极星”1潜射弹道导弹试射。导弹发动机成功点火并垂直升空，从导弹尾焰可以判断，还是采用液体燃料，具体射程不详。

在朝鲜突破固体发动机技术后，很快就将该技术用于改进“北极星”1。据美国人向韩国军方透露，朝鲜于2016年4月5日成功试射了潜射导弹，导弹从水下20米的海中发射，并垂直上升到了200米的空中。4月24日朝中社爆出了朝鲜“战略潜艇”（即“新浦级”常规弹道导弹潜艇）水下试射安装了“新研制大功率固体发动机”的“北极星”两级固体潜射弹道导弹的重磅消息。韩国军方人士称朝鲜潜射导弹只飞行了30千米，但是另外的一位军方人士却透露朝鲜朝鲜导弹飞行了数分钟，取得部分成功。此后，在8月24日清晨，朝鲜“新浦”级潜艇从水下成功快速发射“北极星”两级固体潜射导弹，导弹两级分离正常且弹头首次成功落在距离发射地点大约500千米的日本海水域。与“火星”10导弹6月22日的试射相似，朝鲜8月份发射的“北极星”潜射弹道导弹也是以高于正常高度的高角度进行了发射，最大弹道高度达500～600千米左右，这主要是为了避免过度刺激日本而刻意缩短了导弹的射程。美国导弹专家称，如果以正常角度发射，“北极星”潜射导弹的射程在1 000～1 250千米以上。该导弹与上次试射最大的不同是在弹体尾部增加了8个类似“火星”10导弹的格栅尾翼，从而提高了导弹的可控制性。这一特征也为今年发射的“北极星”2地地导弹所延续，暗示了朝鲜导弹未来的发展方向，在前苏联的SS-20中程导弹和“白杨”洲际导弹上都可以找到相似的格栅尾翼。

与以往朝鲜弹道导弹使用的轮式TEL三用车不同，此次“北极星”2改用朝鲜国产8对负重轮履带式底盘，结合底盘长度和导弹长径比计算，导弹尺寸大小还是控制在潜射版水平，即长约9.5～10米，直径1.5米。地地导弹采用的发射筒外径与朝鲜普通士兵身高（1.6～1.7米）相当，完全可以容纳弹体外加装减震器的“北极星”2导弹。此外，可抛尾罩的设计，表明“北极星”2导弹仍然可以装进“新浦”级潜艇的围壳内重新换回潜射导弹的角色。韩国情报院14日称，新导弹的飞行时间为13分钟，速度达10马赫，后来又有人认为只有8.5马赫，如果导弹以正常角度飞行，其射程可超过2 000千米，而不仅只有500千米。2 000千米以上的射程加上潜艇的水下机动，可以大大扩展未来朝鲜潜射导弹的打击范围。

“北极星”2导弹的主要技术特征

“北极星”2导弹采用地面冷发射和一二级弹体热分离技术，导弹弹射出筒后，在距离发射筒约20米的空中点火，这个距离暗示潜射型号最大的发射深度也是20米左右，与美国此前的报道相符。导弹飞行视频显示导弹点火时间长约2分钟，一二级发动机都分别工作了将近60秒。其中第二级固体发动机的燃烧时间与去年3月24日朝鲜“新研制大功率固体发动机”的燃烧时间相吻合。当时这段长约3米的固体发动机工作了57秒。美国专家计算，如果采用钢制壳体，发动机的空重为800千克，可携带约4吨的固体燃料，并提供15～20吨的推力。通过观察导弹一二级的组装画面，可以发现导弹第一级顶部正好在弹体书写的“北极星”三个朝鲜文的“星”字中间，根据长径比可以推算出一级长度约为4～5米。结合第一级飞行时间，可以推算出导弹一级的重量和推力大概为二级的两倍，根据这些数据可以判断其弹体重量与中国“巨浪”1导弹相当。

新导弹采用了双锥形弹头，而不是去年模仿前苏联R-27潜射导弹设计的“锥-柱-裙”式再入飞行器，因此弹头长度缩短了，在减轻弹头重量的同时，导弹第二级的长度得以增加，燃料的增加，意味着推力的提高，进而增加了导弹的射程。不过本次试射考虑周边国家的安全，采用高角发射方式进行，并非模拟弹道导弹的最大射程。此次试射确定了地面冷发射系统的可靠性和稳定性、大功率固体燃料发动机在预定高度的启动特点，重新确认了主动飞行时段弹道导弹的制导及操纵特性、大功率固体燃料发动机的工作特点和多级导弹弹体分离特性。这是朝鲜第三次在试射中成功实现多级固体导弹的热分离，还初步掌握了固体导弹的制导和控制技术。

与液体火箭发动机相比，固体火箭发动机具有结构简单，推进剂密度大，推进剂可以储存在燃烧室中常备待用和操纵方便可靠等优点。这是因为固体导弹燃料不需要额外的燃料槽，也不需要输送或加压的管线，在构造上固体导弹发动机比液体导弹发动机要简单许多，重量也比较轻。不过，固体发动机燃料的量与型态是固定的，要随意借由调整燃料与氧化剂的量来控制推力非常困难，因此在设计上需要依靠精确的形状和燃料颗粒来控制燃烧的速度和产生的推力，这需要更高的工业水平。此外，固体火箭发动机没有管线或者是加压设备，对于外界的震荡或者是碰撞的忍耐程度比液态火箭发动机要高。这也是“北极星”2导弹能够使用履带式发射车的原因之一。

“北极星”2导弹的发动机喷管属于收敛-扩散型喷管，由入口段、喉部、出口锥构成，它的作用是将燃烧产物的热能转换为高速射流的动能从而产生推力。与液体发动机使用的冷却喷管不同，固体火箭发动机使用的是烧蚀喷管，喷管工作环境都是高温高压，特别是喉衬要耐受2 500～3 000摄氏度高速气流冲刷，因此喷管入口段和喉衬使用耐高温的复合材料。外壳与内壁之间为隔热层，使用胶粘剂对内壁外壳和隔热层进行粘贴固化。发达国家通常使用碳基复合材料作为喷管的结构和功能材料，入口段与喉衬采用整体式三向或四向碳/碳编织物作为很高热流条件下的耐烧蚀材料，出口锥及延伸喷管内壁用碳/酚醛复合材料作为较高热流条件下的耐烧蚀材料，承力结构件使用碳纤维增强复合材料。考虑到朝鲜已经成功仿制前苏联SS-21短程固体导弹（朝鲜军方将之称为“火星”11导弹，射程超过150千米），这是朝鲜后来固体发动机的技术基础。参考其技术推测，“北极星”2导弹的喷管属于多段多层多种材料构成的积木式喷管，喉衬采用金属（钨合金）和热解石墨烧蚀材料，承力构件使用钢合金，比较笨重，技术还是落后很多。在复合材料方面，朝鲜仍然面临许多的技术难题，这限制了“北极星”潜射导弹的结构减重和射程的提高。

仔细观察“北极星”2导弹的彈体，可以发现导弹的第二级固体燃料段与第一级之间还有大约1米的间隔。这是因为，除了存在级间段外，第二级喷管的燃气膨胀率大于第一级发动机。当发动机喷流压力小于外部大气压力时（低空），喷流受挤压与出口处部分喷管内壁分离，使该部分内壁对推力没有贡献，因此导弹第一级可用较短的大口径喷管；当喷流压力大于外部大气压力时（高空），出口处喷流往外扩散而不能作用于喷管内壁，同样导致损失能量，因此第二级要用更长喷管以减低能量损失。目前发达国家的固体火箭发动机均采用可抛式单级延伸喷管，将整个喷管分成前后两部分，后半截喷管被称为延伸段。平时延伸段套在喷管上以缩小固体火箭发动机长度。当发动机工作时，靠伸展一圈被压缩的弹性杆将延伸段展开以加长喷管提高推力。不过可抛式喷管不是将喷管抛掉，而是在喷管展开后将展开结构抛掉以减轻结构重量。此外先进的固体燃料导弹还使用矢量喷嘴来改变推力方向，以精确控制弹道。由于延伸喷管和矢量喷嘴的技术难度很大，朝鲜选择了长喷管和燃气舵的设计以降低技术门槛，这限制了“北极星”潜射导弹射程的提高。燃气舵具有结构紧凑、被操纵力矩小、响应快、控制效率较高、可实现滚动控制等特点，但是必须采用高强度、耐腐蚀和抗冲刷的材料。从朝鲜测试画面来看，朝鲜生产出了能够耐受固体发动机喷流中冲刷力非常强的大量高速三氧化二铝的新型复合材料燃气舵。“北极星”2导弹第二级的前封头装有推力终止装置，当接到关机指令后，推力终止孔打开进行反向喷射，燃烧室迅速泄压，火焰熄灭，推力也就终止了，同时反向喷射提供了头体分离的推力。

除了重新检验固体导弹技术外，“北极星”2导弹还“检验了可以携带威力更大的核弹头的操纵战斗部在分离后中间区段和再入大气层区段的姿态操纵及制导、反拦截机动特性等”，所谓的“操纵战斗部”指的就是可全程制导的中程导弹弹头，导弹飞行轨迹已经不是简单的抛物线。朝鲜官方也把新型333毫米制导火箭弹称为“操纵火箭弹”，该弹具有极高的打击精度，曾在试验中准确命中200千米外的海上礁石，相关技术完全可以用来改进朝鲜弹道导弹。与“火星”10一样，为了提高打击精度，“北极星”2导弹很可能采用了捷联惯导系统，包括环形激光陀螺仪和加速度计（外加从俄罗斯引进的卫星导航设备），来控制导弹的飞行和导航，其火控计算机能在飞行末端快速修正，从而简化导弹发射前的风力修正等程序。仔细观察导弹弹头可以发现其截锥形底部有4个小型燃气喷孔，可以调整导弹的飞行姿态。韩国专家认为，韩军及驻韩美军现役的“爱国者”防空导弹无法对付这种飞行速度达10马赫、弹头落点又难以提前准确预测的新导弹，因为“爱国者”2和3型只能拦截以4～5马赫速度下降的弹头。而韩军计划年内部署的“萨德”可以8.2马赫的速度在40～150千米的高度击落朝鲜导弹，可以防御最快以14马赫的速度正面来袭的弹道导弹，理论上具有拦截“北极星”2的能力，但是很难保卫韩国全境，也难以拦截没有朝着星州而来的“北极星”导弹，更不用说可以在韩国背后插上“匕首”的潜射导弹。因此，即使韩国部署“萨德”也无法百分百保证自身安全。

“北极星”2导弹的弹体尾部增加了8个格栅尾翼，这是一种空间多升力面系统，一般作为导弹尾翼。格栅翼一般呈网格状，格壁可以做得很薄，以减少结构重量和材料成本。不同于传统的控制翼面平行于气流方向，格栅尾翼的翼面垂直于气流方向。格栅翼的优点之一是升力比平面翼大，格数越多，升力越大。而且格栅翼受到的铰链力矩较小，只要小功率的伺服机构就可以转动。格栅尾翼的俯仰控制效率和滚转控制效率比平面尾翼高得多，可以在高超声速和大迎角状态下提供更好的可操作性。此外，因为它们的形状和小弦长，格栅翼还便于折叠，折叠后所占的空间更小。它们可以沿径向向前收起，发射后再直接由空气阻力打开。这种折叠使武器更加紧凑和更容易储存或运输。

“先军号”坦克底盘改造而来的新型履带式发射车

“北极星”2地对地导弹使用的发射车应该是在朝鲜目前最先进的“先军”915号坦克底盘基础上增加两对负重轮加长而来，这点从其首上装甲设计可以看出来。而且考虑到底盘和导弹系统的重量，也只有“先军”号坦克底盘能够乘载这种全重超过40吨的导弹系统。该车相当于是在去掉炮塔的坦克底盘上，加装了从“火星”10导弹使用的白俄罗斯MAZ-547 TEL三用车移植过来的驾驶室和导弹发射控制系统，车首加大了驾驶舱的容积，增设两块玻璃风挡，视野更开阔，两边加高。增加两对负重轮和延长车尾后，底盘长度大概增加了2米，达到9米左右，这会影响坦克的转向性能，在山区公路的机动性能下降。

“先军”号坦克其实就是以前传说的M-2002坦克，该坦克在2009年才投入量产。坦克采用6对负重轮，驾驶员中置布局，这点与T-72相似，而之前朝鲜坦克都是驾驶员位于车体前部左侧。另外一种2010年首次曝光的6对负重轮、楔形装甲、驾驶员位于车体左侧的新坦克，曾被误传为“暴风虎”坦克，其实是朝鲜在2003年生产的主体92年式“天马”215和2004年生产的主体93年式“天马”216。两者外形几乎一样，后者与“天马”215最大的不同是炮塔两侧的烟幕弹发射器由单排四联装改为两组双联装设计，炮塔顶部的部分区域外挂履带增强防护。另外发动机舱盖外形也有所不同“，天马”216的发动机马力可能更大。由于T-62的底盘设计得太紧凑，行动和悬挂的余量太少，改进到“天马”214坦克时已经接近了T-62坦克底盘的极限。前苏联的T-62M在服役中其负重轮、负重轮平衡肘、主动轮都出现了过早磨损的现象。为了研制更强大的坦克，朝鲜吸收了T-72坦克的技术，研制出了“天马”215和“天马”216坦克，不过驾驶员位置仍与T-62一样仍然位于车体左前方。按照朝鲜人民军武器装备馆的介绍，这些坦克的战斗全重都没超过40吨，其实质是T-62坦克的深度改进，发动机最多也仅为800多马力，承载力不如“先军”坦克，难以继续改进搭载重型导弹系统。

与朝鲜在2010年公开的“天马”216坦克相比，“先军”915型坦克的炮塔和火控装备（比如采用了新型激光测距仪，配备有自动火控系统和计算机显示屏等）更优秀，防护力和射击精确度都得到较大提高。根据朝鲜人民军武器装备馆展示的资料，“先军”915型坦克总重44吨，车身宽3.502米，全高2.416米，尺寸与吨位都高于“天马”系列坦克，而更接近T-72/T-90坦克。“先军”915型装备有125毫米滑膛炮，火炮加装了身管热护套，以减轻炮管在强光烈日下的弯曲，坦克最大公路速度可达70千米/小时，这意味着该坦克装备了1 000马力以上的柴油发动机，能够满足搭载弹道导弹后的机动性要求。

由于“先军”915型坦克仍然采用3人炮塔，因此车体高度略高于T-72，与T-62坦克车体高度相当。与T-72M1坦克相似，“先军号”坦克炮塔系铸造结构，呈半球形，位于车体中部上方，采用铸造结构可以提高炮塔侧面防护力。铸造炮塔内部留出了装填复合材料夹层的地方。炮塔四角还布置了4个疑似为激光告警器的柱狀物。炮塔后部焊接了一个箱型尾舱，可以看到横风传感器和天线，尾舱外还焊接了网格状护栏可以存放杂物，这可以间接提高对破甲弹的防护。除了复合装甲外，为增强防护力“，先军号”坦克炮塔还外挂了类似“接触”5反应装甲的楔形附加反应装甲模块。该坦克底盘采用6对负重轮和3个托带轮，负重轮造型与T-62一样，这是朝鲜版T-72与俄罗斯原版的不同之处。今年1月28日，朝鲜媒体还公开近卫柳京守第105坦克师第一坦克装甲步兵团驾驶该坦克参加冬季渡河训练的画面，部分坦克在直升机掩护下直接开进冰河潜渡过河，显示坦克具有优良的性能。

“北极星”2的导弹发射车似乎在一辆车上就集成了液压、供配电、瞄准、温度调控、指挥控制等设备。发射车在位于朝鲜平安北道龟城空军基地以北9千米的一个小机场发射导弹，地形相对平坦，不过气温仍较低。导弹发射筒外形设计类似俄罗斯“白杨”导弹发射筒，具有导弹外接式检测的电气电路装置，还带有加温空调管，可在低温下发射导弹，发射筒底部的自适应底座设计意味着该车具有无依托发射能力。无依托发射技术是陆基弹道导弹实现快速机动发射的重要途径之一，可以极大地提高导弹发射的随机性、机动性和隐蔽性，提升武器系统的生存能力。此前的朝鲜液体导弹采用公路机动依托预设阵地的发射形式，其缺点是预设阵地都设置在距离公路很近的地点，很容易被敌方事先侦察到，在战时遭到破坏。二是导弹发射车只能依托公路机动，也较容易受到敌方的打击。而“北极星”2导弹的履带式发射车不需要依赖公路机动，发射场也不需要预先准备，发射车在机动过程中可随时停车发射。不过，朝鲜还需要解决导弹系统的定位、定向和方位瞄准等问题。韩媒称该导弹的发射准备时间仅为5～10分钟，而液体的“劳动”导弹仅燃料加注就得30分钟，早期型号的发射准备时间甚至超过1小时，容易被发现和打击。“北极星”2导弹有可能会用来取代“劳动”导弹。

结语

朝鲜官方宣称“北极星”2导弹系统开发的成功，“将使朝鲜人民军可以在水下和地面的任何空间最准确、最迅速地执行战略任务”，暗示该导弹也可以很容易搭载在潜艇上从水下发射。未来不排除朝鲜开发直径更大、重量更大、射程更远的固体远程导弹。在导弹力量飞速发展的同时，朝鲜的核武库也在扩大。据韩国《中央日报》消息，截至2016年，朝鲜的武器级浓缩铀持有量和钚持有量分别为758千克和54千克，可制造的核弹头最少为46枚，最多为60枚。此前美国分析家推测，朝鲜2020年前能制造约100枚核弹头。俄罗斯《国防》杂志主编伊戈尔·科罗琴科对此评论称，朝鲜的导弹计划发展迅速，该国非常接近成为真正的导弹与核强国，美国必须通过对话来缓和局势。而新型的履带式发射车未来还可能演变为比“闪电”5防空导弹（此前被称为KN-06防空导弹，仿制俄制S-300导弹系统而来）威力更强的防空导弹的运载车，从而提高朝鲜军队的机动防空甚至反导能力。

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