透视朝鲜KN--088 Modd2远程弹道导弹
2016年3月，由于朝鲜核武器试验和火箭发射引发的朝鲜半岛紧张局势陡然加剧，美韩为此在半岛举行了近几年来规模最大的军事演习，而朝鲜针锋相对地多次威胁对美本土进行核打击，这使朝鲜“唯一能打击到美国本土”的KN-08导弹，特别是其改进型KN-08Mod2再次引起人们的关注。
KN-08基本情况
KN-08导弹堪称朝鲜“最强”导弹，其不但射程可能达到美国本土，而且其与“大浦洞”导弹和“银河”火箭相比，使用了重型地面机动越野车，具有很强的生存性，如果使用核弹头，威慑力不言自明，因此其成为美日等国最为忌惮的朝鲜武器。这种武器已出现多年，而且从外观看已经过较大幅度的改进。
KN-08Mod1 KN-08 Mod1最早出现是在2012年的朝鲜阅兵式上，当时该导弹共出现6辆8轴重型越野车，导弹被命名为KN-08，后来发现朝鲜称其为“火星-13”。外界分析认为，导弹采用三级液体燃料火箭设计，全长约19.4米，最大直径约1.8米，弹头采用圆锥形设计，头部为卵形端头帽。该导弹被认为射程可以达到9000千米以上，弹头质量应该在400千克以上，因此具有打击美国本土边缘的能力。当时很多分析认为，阅兵式上出现的是模型，真实的导弹可能不存在。而随着以后其导弹装配厂的发现和朝鲜“银河”系列火箭的发射，西方认为该导弹真实存在，但对其性能仍质疑较多：一是认为其射程比预想要小，二是认为朝鲜不大可能将核装置小型化作为该导弹的有效载荷，三是其再入载具不具备可靠安全的再入能力。
KN-08Mod22013年阅兵中，朝鲜再次展示该型导弹。而新的KN-08与2012年和2013年阅兵中出现的并不完全相同。新导弹使用了“火星-13”的部分设计，有外界媒体将其称为“火星-14”，但如果沿用冷战传统将老型号称为KN-08Mod1，而新型号就应是KN-08 Mod2。从外观看，除两种导弹涂装色彩变化外，KN-08Mod2导弹比Mod1型要短，弹头部分呈较钝的卵形结构。2016年3月8日，朝鲜领导人视察导弹工厂的新闻图片中再次出现了这种新型导弹和两种以上的再入载具。3月15日，朝鲜领导人视察和指挥朝鲜弹头再入体的烧蚀试验时，展示的烧蚀试验对象就是类似于KN-08Mod2导弹弹头的较钝卵形结构模型。从这些情况看，朝鲜可能淘汰Mod1，而将KN-08Mod2发展为实际作战武器。
KN-08的改进
从目前情况看，朝鲜KN-08Mod2还主要是在Mod1基础上进行改进，改进主要集中在再入载具（弹头罩）和火箭发动机的各级燃料储箱上。
再入载具改为钝形结构从朝鲜2016年阅兵照片可以看出，KN-08Mod2相对于Mod1的最大不同就是其前部比Mod1型大约短了1.5米，而且原来的尖锐头体消失了，这表明导弹再入体设计发生了较大变化，因为这涉及到导弹载荷的大小和大气层再入能力，是洲际导弹技术变化的关键，而在这方面朝鲜从未实际验证过。早在KN-08Mod1在2012年刚出现时，外界就认为其三级圆锥弹头设计是简单化和性能之间的折中，当时的朝鲜工程人员可能希望初次设计尽可能完美，使其尽可能快速和精确打击良好防御的目标。而新弹头再入体容量和头锥部要大得多，这有助于减少热载荷，而且可以设计得简单坚固，但是这也意味着导弹精度的降低，以及末端飞行速度也降低很多。
二、三级发动机合并从以前外界分析可以知道，2012年阅兵中展示的KN-08Mod1为三级导弹，其第三级直径比第一二级要小很多。外界认为其第三级与伊朗和朝鲜卫星发射使用的“银河”运载火箭基本是一样的（但要略短）。Mod1的第一二级直径相同，而且两者级间段或发动机舱清晰可辨。而KN-08Mod2的第三级显然不是削减掉了，就是由某种保持了相同直径而更短的发动机所代替。如果是导弹第三级为配合新的再入载具直径而重新设计，其第三级的燃料和氧化剂箱就与圆锥体部严丝合缝，几乎达到了载入载具的根部，这种形状的设计更加紧凑和高效，使其具有了与原来导弹几乎一样的推力，但这样设计和制造的难度较大。而更简单和可能的是KN-08Mod1的第三级已被取消，而通过增加前两级的长度而达到现在Mod2的长度。总的看，把KN-08Mod1改造为两级导弹，需要将第一级推进剂箱延长3～4米，第二级也同样需要延长并把氧化剂箱前推到圆锥部分，这与阅兵中所见导弹图片就可很好地契合，这样一来导弹的投送能力与Mod1就有较大差异，但是如果这样改造后仍能打击到美国，那么这种改造最大的价值就是提高了导弹可靠性。通常，两级导弹设计的性能要比三级差，但是两级设计意味着事故可能性减少，也就是朝鲜导弹最为难得的飞行可靠性的提高。各国大型火箭的级间分离都是最容易发生事故的环节，而包括2016年初的这次“银河”火箭发射成功在内，朝鲜5次三级火箭发射记录中只有2次成功。
一级火箭发动机大幅延长一些评论家起初认为Mod1和Mod2导弹使用了相同的第一级，而事实是两者虽有很多相同的地方，但仔细观察可发现KN-08Mod2的第一级要比KN-08 Mod1长很多。虽然朝鲜严密保守其导弹的秘密，但是每种朝鲜导弹通过阅兵展示后，都透露出大量外部信息，提供了其可能的配置线索。仔细检查诸如排气孔、结构标示和外部可见的分离段等的特征位置，可以发现新的第一级大致长10.5米，比KN-08Mod1第一级要长出3米。与Mod1相比，KN-08Mod2的发动机底部基本没有变化，也没有证据表明像外界猜测的那样一级发动机来源于俄罗斯的R-29潜射导弹。由于使用了潜入式发动机设计，发动机喷口要紧凑很多。虽然发动机可能仍与Mod1相同，但燃料和氧化剂箱已经延长很多。加长第一级的目的基本是为将导弹变为两级导弹。
弹体外观更加流畅虽然外界认为朝鲜2012年和2013年展示的KN-08Mod1仅仅是导弹模型，但其可能最大程度复原了真正导弹的外观，而这些导弹外表面出现大量铆钉，这种情况也出现在朝鲜唯一成功发射的运载火箭“银河”上。“银河”火箭曾被韩国从海上打捞出水，对其检视后发现至少在2012年时，朝鲜的导弹加工工艺不足以制造一个全焊接的火箭箭体，因此需要使用大量的铆钉。但令人惊讶的是KN-08Mod2上没有发现任何铆钉，这让人难以琢磨朝鲜组装这些导弹使用的工艺技术。从铆钉线可以推测出导弹发动机舱、级间段和推进剂箱的位置。虽然Mod2整个弹体上很少有外部细节信息，但在载入载具上有些可以看到的硬件，像为第一二级加注推进剂的孔槽，以及看起来像级间分离发动机的一些特征，还有可能是级间分离栓，用于导弹运输装载的隐藏锁扣。
其中一种可能是朝鲜工程人员开始使用平头铆钉，这种铆钉在涂上伪装漆后就难以发现了，而光滑和无疵点的外观可以减少阻碍，这种情况多出现在喷气式飞机上，因为飞机需要在大气层中长时间飞行，而火箭很快就会上升进入没有空气的太空，但即使是提高外表面光滑度这样小的改进，也会提高导弹洲际射程的边缘性能。类似方法在其它国家也曾使用过。例如，美国在60年代曾发展了爆炸分离技术，在级间分离时使用导弹壳体内部的流线型聚能装药，减少了壳体外部突起。另一种最让外界担心的可能是朝鲜工程人员已经改进了其机械加工和焊接技术，因此他们不再需要这些铆钉点了。如果KN-08Mod2使用了美俄大多数导弹上使用的机械加强筋结构，那么燃料箱和导弹结构将大幅度变轻，导弹射程也将大幅度提高。改进的推进剂箱设计将可以装载更多的燃料，而不会太多残留。从打捞的朝鲜火箭残骸看，朝鲜至少在2012年还没有掌握这种技术，但是他们在过去几年里有可能通过特殊手段掌握这种技术。例如，2012年6月，有报道称乌克兰曾逮捕两名企图在其火箭设计局拍摄秘密文件的朝鲜外交人员。联合国出口管制小组曾提到“这些文件将向朝鲜提供先进技术信息和新的技术规程，这包括导弹系统设计、液体推进发动机、太空船和导弹燃料供给系统以及相关的计算机程序等。该设计局曾是苏联重要的火箭制造企业，其在冷战后遭受重创，但其得到了各种国际投资，为客户制造卫星运载火箭，但是后来再次陷入困难，现在他们的工程和技术人员无法按时得到工资报酬。该企业具有制造较高水平的一体化火箭燃料箱和结构的能力。两个被拍摄文件的题目是“为太空飞船组装发动机燃料管线吸入能力的估计方法”和“太空船燃料箱的流体过程”，从题目很难看出确切内容，但外界无法知道在朝鲜人被抓住前已获取了多少资料，他们很可能通过类似途径掌握了为KN-08制造更好燃料箱和总体结构框架的技术，以实现让导弹发动机整体更轻并使燃料箱中推进剂残留更少而又不使用铆钉的加工工艺。
KN-08Mod2结构分析
◎KN-08 Mod2（下）与其原型KN-08 Mod1（上）的外观比较，KN-08Mod2第一级更大
虽然各国在阅兵中展示的导弹大多使用模型，但是都会尽可能逼真，而且任何真正的导弹开发项目过程中也都会产生很多模型，因此直到朝鲜进行这种导弹飞行试验前，外界都无法保证所见到导弹有多少是真实和最终的设计。但是从中我们还是可以对朝鲜KN-08Mod2导弹的结构作出大致分析。
一级发动机从朝鲜阅兵中的KN-08Mod2导弹照片看，其第一级发动机变化较小。导弹的根部，包括外倾的裙部和推进剂喷口以上1.6米的外部表面，看起来基本与2013年的导弹相似。因此我们有理由推测，除了延长导弹一级发动机的燃料箱外，第一级配置基本与以前相同，也使用了4台改进的飞毛腿发动机，这种发动机使用能量较低的煤油和硝酸作为推进剂。由于第一级只需提供足够的初始起飞推力即可完成任务，其对导弹的整体性能贡献虽然最大，但是其设计改动的余地也最小，因此导弹改进通常不会在这一级发生，例如，美国的“民兵”系列改进和俄罗斯的“白杨”系列改进的重点都不在一级发动机。但是正如前述，KN-08Mod2导弹的推进剂箱明显延长前推。从结构图可以看到新导弹没有明显的一二级级间段，而且转运吊钩也明显减少并前移。
二级发动机新导弹很可能为提高可靠性而取消了第三级，如果存在第三级，其只能被压缩到原先认为是再入体的锥形体内，这显然不大可能。取代第三级空间的是，第一级和第二级燃料箱被大幅度延长。这样一来，导弹第二级必须进行大幅重新设计，其必须能够装入以前在第三级上的制导系统。如果对结构设计进行改进，就不再需要导弹飞行助推段后的推进系统，而由于导弹只能安装单弹头和小型的第二级游动发动机，因此可以较为精细地修正速度。朝鲜可以通过使用结构更加紧凑的平头燃料储箱或在推进燃料箱中下部使用潜入式上面级发动机缩短发动机长度，同时提高导弹性能，但这样存在一定的技术风险，而只要简单地稍许加长导弹长度，增加燃料储箱容积就可以达到相同的效果。这对于潜射导弹至关重要，而KN-08装载在较为宽大的载重卡车上，而且Mod2相比Mod1明显还可以再加长大约2米。可见即使是改动较大的二级发动机也没使用更复杂的技术。
战斗部从外观看，KN-08Mod2的战斗部再入体与苏联的某些潜射导弹头部非常相似。有些苏联潜射弹道导弹为了在狭小空间中充分利用空间，采用了弹头后向装载的方式，并使用喷嘴在助推起飞后调整再入载具方向，投放弹头。KN-08Mod2再入载具在分离部位有2～4个可见喷管状装置，至少在球状帽的根部环绕着这一个环形孔，这里可能设计有喷管口。这种外观与苏式反向弹头组件非常相似，这似乎印证了朝鲜导弹开发有许多苏联潜射导弹设计师参与，但这需要更复杂的投放部署策略，而朝鲜没理由这么做，因为如果再入体需要更大空间，可以很容易地如前所述通过增加长度来实现。因此KN-08Mod2更可能是使用了前向再入体的简单部署方式，而半球状帽只是一个空气动力整流罩，较大的再入载具可以很好地减慢弹头飞行末段速度。头帽根部的多个孔洞使分离机构能在不再需要整流罩时抛弃整流罩。
但是再入载具是有方向的，其内部需要足够的空间装载朝鲜可能部署的初级水平设计的压缩型裂变弹头。虽然KN-08Mod2有足够的空间使用较大的弹头，但是导弹本身可能没有足够的载荷投送能力。朝鲜曾进行过4次核试验，后几次所称的目的就是核武器小型化。根据对朝鲜核试验分析，朝鲜应该正在发展质量大约500千克的核弹头，外界推测朝鲜有能力制造300～700千克的裂变装置，而另外百余千克可能用于防护结构设计。
KN-08Mod2性能评估
射程略有下降如前分析，在设计上，新的KN-08Mod2导弹再入体使用了可抛弃的外部整流罩，这相对于原来的Mod2导弹的一体式再入体而言，无疑减少了最后的实际载荷质量，而且减少了铆钉使用，使得外观更加整洁光滑，减少了阻力，而且很可能使用了新的储箱加工工艺，使得导弹质量更轻。此外，由于削减了第三级发动机，减少了自身重量，使导弹的载荷投送能力相比Mod1进一步提高，但同时由于使用了体积更大、端头部更加平滑的钝形再入体，使得再入阻力增大，特别是发动机由三级变为两级，推力明显降低，而且由于燃料储箱加长后，燃料在储箱中的残余更多。正反两个方面的折中最终导致了导弹射程略有下降，外界研究机构给出了KN-08Mod1和KN-08 Mod2的射程对应载荷曲线。使用最轻型弹头的情况下，新型导弹的射程略小，而随着载荷增大其射程又逐渐相对增大，但两者区别不大。从中可以看出，即使使用朝鲜最小型的核装置，KN-08Mod2也只能勉强够着美国西海岸太平洋边缘的目标而不会再远了，而且也只能携带较为轻型的弹头，这就是为什么即使是小小的铆钉也可能决定性地影响到新型导弹是否能打击到美国本土的原因。
精度大幅降低由于KN-08Mod2为解决再入加热的问题而放弃了三级圆锥形再入体设计，采用了钝形头锥，这使得其在再入下落过程中极易产生漂移，而且由于再入体烧蚀可能出现不对称现象，从而导致飞行轨迹可能发生偏差，因此KN-08Mod2的打击精度可能要比预计的Mod1要差，误差至少在5～10千米之间，而且要达到这一水平也需要进行多次校准试验。美国在其首型远程导弹上曾使用过此类外形的再入载具，但在解决可靠性问题后此类载具很快就被三级圆锥形弹头所取代了，而苏联从一开始就使用三级圆锥形设计。实际上，体积较大的钝形再入体即使在使用了大当量热核弹头后精度也无法满足军事需要。如果朝鲜计划部署这种弹头，虽然会在技术上安全地使用，但只能用于打击大型、无防御的城市类目标。
可靠性大幅提高由于改进为两级发动机设计，KN-08Mod2相比Mod1型最大优势就是可靠性大幅提高。外界以前根据其它朝鲜多级火箭的性能曾估计，KN-08Mod1在早期运行中只能有30～40%工作，而使用更简单而坚固的设计后，KN-08Mod2的初始作战可靠性将会提高到50～60%。朝鲜是通过牺牲一定的导弹性能来换取发射和飞行的可靠性，而不是让其坠落到朝鲜的领土上。不过这样设计后导弹总体性能损失也是有限的，因为新设计终究增大了导弹内部空间。2016年3月，朝鲜为应对美韩联合军演而从其肃川地区向东海方向发射了两枚射程1300千米的“劳动”导弹，其中一枚飞行800千米，而另一枚发射后不久即发生空中爆炸，这再次表明朝鲜中程及远程导弹的发射可靠性非常低。此外，朝鲜“银河”火箭也5次发射3次失败，且大多发生在三级火箭上，这表明其三级火箭发动机和分离技术可靠性非常低。而KN-08Mod2将三级改为两级不能不说是朝鲜为提高导弹发射可靠性的不得已选择。
突防能力有所下降钝形头锥设计的再入体载具在再入中生存性更高，但在牺牲精度的同时也使其对美国导弹防御系统的突防能力明显下降。由于新设计的弹头再入速度过慢，有可能在打击目标的下落过程中甚至遭到普通地空导弹的拦截。GBI或“萨德”这样的高性能反导系统对典型的洲际弹道导弹弹头通常难以拦截，但由于KN-08Mod2再入速度要慢很多，因此其拦截成功率将大幅提高。外界认为在这种情况下，甚至“爱国者”3对其也具备一定拦截能力。
部件工艺有所提高从新型导弹的照片可以发现，导弹的结构已发生本质改变，其推进剂箱为一个整体部件，导弹外部没发现在早期型和2012年“银河”残骸上使用的铆钉。这说明采用了现代导弹上通常使用的机械加强筋结构，可能通过减轻重量延长了导弹射程。这说明朝鲜正从其它来源寻求专业技术。
火箭技术未实质性突破对朝鲜KN-08Mod2导弹的燃料加注口和分离发动机这样的外部特征检查研究表明，火箭一级发动机与2012/2013年导弹一样，很可能使用了一组4台“飞毛腿”型发动机，而第二级是根据苏联R-27潜射弹道导弹设计的。没有证据表明像外界传说的融合了R-29潜射导弹技术。但是新导弹两级的推进剂箱已经完全加长，并替换了三级。可以看出，新导弹的火箭发动机技术与过去几乎一样，都是将自己的技术与冷战时期苏联遗留技术融合使用。新的结构技术可能源于乌克兰。这样的结果就是导弹的性能基本上没改变，但可靠性已被实质性改变。
导弹配套系统发展有限朝鲜在2015年10月阅兵中没像2012和2013年阅兵那样展示6套KN-08导弹，在阅兵队伍中只有4台套KN-08Mod2导弹。由于朝鲜当初以深山伐木运输为由从外界进口了6台重型卡车地盘，因此按照以往风格很可能展示6套KN-08Mod2导弹或模型，但是此次减少了2台，外界猜测这可能与朝鲜并未掌握这种复杂的导弹配套运输系统的核心维护技术有关。在2012年到2015年期间由于阅兵、部署和试验导致部分车辆故障或缺乏关键零部件，导致至少2台重型运输车无法运行。因此朝鲜以后可能会减少此类车辆的使用，而且有可能在长期制裁下丧失这种关键配套设备的使用能力。
服役时间比预想要长任何新型的KN-08导弹都缺乏飞行试验，甚至相关的单级“舞水端”导弹也是这样。朝鲜在对其试验工厂进行彻底检修后，发动机地面测试工作恢复很慢。由于导弹主要设计的变化，在未来2～3年很难开始进行飞行试验，因此进展缓慢，最终结果可能导致导弹可靠性不高且性能有限。外界对KN-08将于2018年服役的判断可能失误。由于放弃了KN-08Mod1设计，这种改进的KN-08 Mod2导弹可能要到2021年才少量服役，甚至在严格的国际制裁下，服役期有可能要推迟到2023年以后。
作者：李梅
来源：《兵器知识》2016年第05期
