透视朝鲜“舞水端”中程弹道导弹试验
2016年6月22日，美韩等国宣称发现朝鲜当天早些时候连续发射两枚“舞水端”（“火星-10号”）导弹，此轮试验中首次完成该型导弹的全弹道飞行测试，但外界对此充满争议。
朝鲜“舞水端”导弹历次试验情况
朝鲜虽然早已安排“舞水端”导弹进入现役，但由于国际社会的制裁，其真正的发射试验直到2016年才全面开始。
前期试验情况2016年4月15日，韩国联合参谋本部透露，朝鲜于当天凌晨5时30分许从东海岸元山地区发射1枚“舞水端”中程导弹，但该导弹从发射车上升空几秒后便从雷达视野中消失，研判该导弹在空中发生爆炸。4月28日早晨5时40分，朝鲜再次在元山地区发射1枚“舞水端”导弹，韩国监视雷达发现导弹在发射后几秒即开始下落，并最终消失，被认为发生空中爆炸;事后美方分析认为，此轮发射包括两枚导弹，但均发生空中解体。这被认为是“舞水端”的第二、三次发射。第四次发射仍是同一点，韩国联合参谋本部称5月31日清晨朝鲜在江原道元山地区再次试射1枚“舞水端”，但发射失败。韩媒称在按下按钮的瞬间，导弹在移动发射车上爆炸。
本轮试验情况本轮试验是“舞水端”导弹的第五、六次试验发射。韩国联合参谋本部透露，朝鲜在6月22日5时58分许首先在江原道元山地区海边机动发射车上发射1枚“舞水端”导弹后，又于8时零5分许使用机动发射车试射1枚。其中第一枚导弹在飞行大约150千米后空中爆炸解体，而第二枚导弹击中400千米外海域，略超过“舞水端”导弹3500-4 400千米估计射程的1/10，这是该型导弹首次试验取得射程数据。
朝中社称，此次试射模拟弹道火箭的最大射程，采用高角发射方式。弹道火箭脱离自行发射架，沿着预定飞行轨道上升至最大顶点高度1413.6千米后，正确落到前方400千米的预定水域。本轮试验中的第二次试射是朝鲜首次完成“舞水端”导弹的全弹道飞行试验，也被朝鲜认为是一次成功的试验。
本轮试验情况分析
空气动力稳定系统——栅格翼从此次朝鲜公布的发射图片看，最后试验的这枚“舞水端”导弹根部四周带有一套对称配置的8副栅格翼，而此前朝鲜历次阅兵展出的“舞水端”导弹上都没有发现这种设计，这种设计此前只出现在朝鲜仿制苏联SS-21“圆点”导弹的KN-02上，而在全球范围内将栅格翼用于中程弹道导弹尚属首次。苏联SS-21“圆点”和SS-23“蜘蛛”的尾段外侧都固定有8个可折叠栅格翼，借助尾段内部安装的液压伺服机构操纵栅格翼和发动机喷管出口处的燃气舵来控制导弹飞行，估计“舞水端”导弹的可折叠栅格翼通过内部的液压联动机构与内部的游动发动机联动使用。这种改进被认为是在不到两个月内完成的，只是应急措施，并没有解决根本问题。
新弹体和动力系统——发动机此次试验完成了全过程飞行。朝鲜电视台在2016年4月早些时候曾展示了大型液体发动机试验的情况，从影像看可以发现其使用了一对并联的伊沙耶夫4D10发动机，该发动机源于R-27导弹，这种成对配置可以使之成为洲际导弹级的动力平台。而此次并联说明其早已完成单台伊沙耶夫4D10发动机的地面试验，但是由于国际制裁，朝鲜此前始终无法完成该发动机的飞行试验。此次试验成功表明朝鲜完成了该发动机在实际飞行工况下的全程工作，具有重大意义。
再入飞行稳定性和热防护——高弹道方案本轮试验后，日本首先报告称，第二枚试射导弹达到了超过1000千米的高度，朝鲜随后宣布了非常精确的高度为1413.6千米，这比此类导弹正常弹道高度要高得多，有分析认为，要达到这一高度需要“舞水端”导弹推进系统的全部功率，从观测的弹道看，这几乎是一个完全垂直的上升弹道。高弹道试验的基本原理是，采用高抛试验弹道飞行的导弹在真空段内的飞行轨迹长度和实际飞行接近。按照弹道最高高度为最大射程的1/3的规则来看，1400千米的射高意味着该导弹具备4200千米以上的最大射程。这种高弹道试验在军事方面并没有实际用途，作为试验飞行其用途显然没有导弹按照正常弹道飞行有用。这种方式检验了发动机全程工作能力，但很难验证制导系统的性能。不过这种弹道提供了高速再入环境，这正是朝鲜弹道导弹技术发展的瓶颈。2016年3月，朝鲜曾公开了其弹头烧蚀试验情况，以此证明朝鲜具备可靠的洲际导弹弹头投送能力。从目前情况看，朝鲜其它老式导弹再入大气层速度都不及“舞水端”导弹的一半，此次试验后，朝鲜会第一次知道导弹弹头在以每小时10000英里的速度再入大气层时会发生什么，但是采用非正常的较小角度再入会比实际作战飞行的再入时间更短，热载荷更大，减速率更小。这让朝鲜仍无法判断导弹弹头在实际作战飞行中是否能生存下来。
靶场选择——400千米射程此次朝鲜采用高弹道试验方案后导弹射程只有400千米，起初外界据“舞水端”最小500千米射程来推断此次试验失败，但后来朝鲜宣布试验成功。那么朝鲜为什么只打出了400千米距离呢？如果我们看地图就会发现，如果不飞越其它国家，从元山向外海1000千米的区域几乎都没有能够测试导弹发射的区域通道，而如果飞越其它国家，最可能就是日本，朝鲜显然不希望冒险。弹道导弹试验往往由于试验场地限制等因素采用高弹道或低弹道。但朝鲜为什么要向东海方向试验，而没有向以往卫星发射那样利用更为广阔的西海方向呢？从西海卫星发射场发射导弹向南可以延伸到菲律宾，朝鲜的卫星发射曾使用这一地点和这一弹道方向，而且卫星发射场还可以为“舞水端”提供飞行测试，“舞水端”完全能机动到这里进行发射。朝鲜技术人员肯定也希望利用永久发射场的大功率跟踪雷达和其它设施来为“舞水端”试验提供保障，但西海发射场只用于朝鲜名义上的民用卫星发射，朝鲜可能不希望将其与军用发射混在一起为西方提供口实。
试验方案设计——间隔时间短此次试验采用一轮两枚的发射方案，两次发射间隔非常短，这在一般试验设计上是不合理的，因为第一次发射发现的问题基本上在第二次发射时没有时间纠正排除，这需要对导弹成功发射具有极高的自信心。因此唯一的合理解释就是，朝鲜在前面4次发射中发现了问题，但在排除和纠正问题上制定了两套方案，并安排此次试验的两枚导弹分别使用两套略有差异的方案，在第一次试验中使用风险较大的方案，而第二次使用的是风险较小的方案。需注意的是，本轮发射中的第一枚导弹在飞行150千米后才发生解体，这相对于此前的几次发射可以说有巨大进步，此前发射几乎就是在发射后几秒即爆炸。而150千米飞行表明其至少飞行了4分钟，而这种不同的技术解决方案，很可能一是为解决导弹早期飞行不稳定的问题，增加了与游动发动机联动的栅格翼，二是为解决燃料舱增大造成的液面不稳的问题，采用了燃料舱自适应压力系统，而本轮试验的两枚导弹采用的不同技术方案，很可能是燃料舱自适应压力系统的不同压力方案，这才造成了第一枚4分钟爆炸而第二枚正常头体分离的情况。
“舞水端”导弹的发展及基本性能
朝鲜“舞水端”导弹的发展“舞水端”导弹被外界发现是在2003年，当时美国在2003年和2004年对朝鲜导弹靶场的卫星照片长期分析后，发现了一种全新导弹和多部更长的地面机动发射车，美国据此推断这是一种射程更大的新型中程导弹，将之命名为“舞水端”，编号为BM-25。这一名称是美国根据朝鲜“舞水端里”导弹发射场而命名的。外界普遍认为，“舞水端”导弹是朝鲜从1992年5月开始以苏联SS-N-6潜射弹道导弹为基础研制的。SS-N-6的生产始于上个世纪60年代中期，并在80年代末退役。该型导弹的一些设计人员据称在冷战后不久就进入朝鲜，而且不完全记录显示某些多余的导弹部件也随后进入了朝鲜。外界认为，“舞水端”导弹在发展过程中与伊朗开展过密切合作，有消息称朝鲜2005年12月可能向伊朗输出了该型导弹，最终由伊朗代替朝鲜进行了一次飞行试验。通过试验数据共享，朝鲜对其进行了改进，该导弹是未在朝鲜境内进行试验的情况下完成了导弹研制，因此直到2016年4月开始的密集发射试验前，朝鲜没有真正进行过飞行试验。该导弹被认为在2007年开始实战部署，并在2010年10月10日阅兵式上首次以车载形式正式公开。美国情报机构认为，朝鲜在平安南道阳德郡和咸镜北道虚川郡上南里两处导弹基地部署了10多枚“舞水端”导弹，并认为朝鲜目前拥有共计20至30枚“舞水端”导弹。
朝鲜“舞水端”导弹基本性能外界通过对阅兵照片和卫星影像分析认为，“舞水端”为液体燃料导弹，弹长约12米，弹径约为1.5米，比“劳动”略粗。“舞水端”导弹弹头长2.3米，柱部直径0.75米，下裙底部直径1.05米，由于长度比“劳动”弹头短而直径又大，因此主观感觉要比“劳动”弹头钝。这种设计更利于弹头的热防护，使再入大气层时的空气摩擦热量不会集中在端头而造成局部过分的热烧蚀。但这种设计必须依赖耐烧蚀的新材料，单依靠巧妙的设计是无法真正解决再入热防护问题的，因此“舞水端”导弹的弹头再入问题是该导弹装载核弹头的难点。“舞水端”导弹发射质量为19-26吨。若携带1000千克的弹头，射程可达3 200千米;若实现弹头小型化到500千克时，射程可达4400千米。这样打击范围可以覆盖韩国和日本全境，甚至可覆盖位于关岛的美军基地。与以往朝鲜的弹道导弹相比，“舞水端”最具进步意义的是采用了6轴的运载，发射一体车，生存力大大提高，是一款实战型武器。
试验多次失败原因分析
弹体改进不成功“舞水端”主体设计源于苏联SS-N-6，总体设计和部件配置应该不存在问题，但是火箭发动机在地面正常工作不意味着在飞行中就一定正常，例如导弹的加速可能在推进管路中造成燃料压力不稳定，在飞行强载荷作用下发动机结构可能崩溃。从各国导弹发展实际看，无论地面试验多么充分，在新系统第一次飞行测试中总会出现这样那样的问题。“舞水端”比SS-N-6导弹9.7米的弹长要长出2～3米多，超过了12米，这虽然为提高导弹射程提供了可能，但是发射过程中，随着燃料的逐步减少，液体燃料液面可能由于发动机震动而产生强烈震荡，最终造成导弹飞行失稳，甚至燃料箱解体，SS-N-6导弹是通过燃料箱自增压或燃料箱内壁嵌槽来解决这一问题的，由于“舞水端”燃料箱加长，其内部压力也需要相应增加，而压力在震荡情况下的变化参数，通过计算是很难模拟的，这需要实际发射或模拟飞行环境取得，而这正是朝鲜缺少的。
控制系统设计缺陷“舞水端”采用了尾部栅格翼设计，表明在早期飞行试验中发生了起飞段初期飞行失稳的情况。从朝鲜前期发射试验基本在发射数秒即发生故障的情况看，很可能由于前面提到的燃料液面震荡造成导弹失稳，而SS-N-6设计中特有的游动发动机由于推力或反应问题，无法克服失稳问题，而造成导弹飞行失控，最终不得不启动自毁装置自爆，这也是韩军雷达只观测到数秒飞行信号的原因。利用KN-02发展掌握的尾部栅格翼技术，与“舞水端”原来的游动发动机相配合，增大了“舞水端”在发射助推飞行阶段的飞行控制能力，但这一设计是通过前期不断失败改进而来的。
整体可靠性低“舞水端”很可能用了SS-N-6的许多关键部件，这些部件与朝鲜自行设计生产的导弹部件共同装配，加之朝鲜机械制造由于外界长期限制导致工艺水平有限，因此导弹整体的匹配性和加工精度不可能太高。这可能导致箱体部件配合不紧密，加注口密封不严等问题，一旦加注高度腐蚀性燃料就可能暴露出问题，最终导致器件的腐蚀和内部压力不足或者液压系统传动迟缓，使火箭发动机控制能力降低，最终导致系统故障自毁。
部件老化严重“舞水端”上引进的苏联部件至少已生产40多年，俄罗斯的原材料和技术冗余备分也都是按照自己的标准和规范设计的，与朝鲜新近生产的部件相差加大，而朝鲜自己制造的部件从2007年服役至今也近十年。“舞水端”很可能经常参加高等级战备，因此其系统磨损和物资消耗程度较高，可能导致部件老化，特别是内部器件封闭和间隙弥合使用的橡胶垫等易损部件寿命消耗大，都可能导致发射故障。
缺乏试验数据积累导弹及火箭系统在初期使用中都会经历故障高发的过程。例如，美国航空航天局的第一次卫星发射也失败了，后续经过多次火箭发射才逐渐稳定。而朝鲜的火箭系统在首次发射前几乎从未正常运行过：第一枚“劳动”导弹就像现在“舞水端”一样在发射台上直接爆炸，“大浦洞”1和2、“银河”火箭，以及最近试验的KN-11潜射弹道导弹，在第一次发射中几乎全部失败，都是经过逐步的数据积累和故障排除才趋于稳定。“舞水端”没进行大量飞行试验，飞行数据缺乏。最近的集中试验使这些故障暴露了出来。
朝鲜坚持“舞水端”试验的原因
作为朝鲜威慑的中坚，朝鲜亟需证明其可靠性外界认为，“舞水端”4400千米的最大射程对朝鲜而言没有明确需求，朝鲜导弹只要有1 800千米的射程就足以从中朝边境地区打击日本全境，继续增加射程没有战略意义，而关岛、夏威夷与朝鲜的距离又远超过3000千米。假如“舞水端”的最大射程减小为1800千米，朝鲜就可以在SS-N-6的基础上将战斗部重量增加约700千克，从而显著提高单枚导弹的威力。即使维持战斗部重量不变，也可以缩小导弹体积，从而提高其机动能力。但是应该看到，朝鲜“劳动”导弹无法覆盖冲绳和关岛、夏威夷，在KN-08导弹部署之前，关岛、夏威夷在朝鲜的战略目标中有特殊地位，作为KN-08之外唯一能打到美国本土的战略武器，“舞水端”成为中坚力量，朝鲜亟需证明其可靠性。
作为唯一再入验证方式，朝鲜亟需获得弹头再入数据弹头再入技术通常是各国中远程导弹发展的技术瓶颈，各国基本都是通过多次中远程导弹试验来检验各自的防烧蚀再入方案，但是由于朝鲜受到国际限制，无法检验其再入技术，为此曾开发了地面烧蚀试验设施。但是外界认为地面烧蚀试验无法代替飞行试验，而此次“舞水端”采用高弹道近乎垂直地再入大气层，其再入速度远超过其标准弹道的再入速度，使其更加接近像KN-08这样的洲际导弹的再入环境，为射程更远的导弹提供技术支持。
作为远程导弹技术的基础，朝鲜亟需验证大型发动机能力由于朝鲜现有的洲际弹道导弹KN-08和KN-14与“舞水端”一样使用相同的苏联发动机技术，只是为使射程达到美国本土而多级串联或并联使用这些发动机，但是还没有飞行试验成功过。无论“舞水端”最终命运如何，KN-08和KN-14的可靠性将因为“舞水端”的不断试验而提高。“舞水端”的很多技术都出现在了“银河”运载火箭和“火星13号”导弹上。
作为射程冗余远程武器，可为朝鲜提供应急突防方案“舞水端”4 400千米的射程远远超过覆盖日本的能力，外界认为朝鲜所以保留这种射程冗余的导弹，主要是提供一种可靠的应急突防方案，以应对美日韩弹道导弹防御部署。外界对朝鲜中央电视台23日晚公开的照片进行分析后发现，照片中显示导弹轨迹的显示屏上写着“12：32”的数字。这说明导弹从发射到落海共耗时12分32秒。按导弹上升最高高度1413.6千米计算，其每秒飞行距离约为3 759.6米，相当于11.3倍音速。这远远超过了现有美日韩在亚太地区部署的导弹防御系统的防御能力，而战时朝鲜可能利用这种射程冗余，采用与此次近似的高弹道发射导弹，打击2000千米以内的日韩及驻日韩美军目标。
作者：张相国
来源：《兵器知识》2016年第09期
