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《兵器知识》

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开博时间:2016-07-01 14:43:00

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何其相似?——“大浦洞”2 与“布拉瓦”试射失败原因探析

2014-08-22 10:42:04

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3M30“布拉瓦”潜射弹道导弹半剖结构示意图

 

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网上传的三级“大浦洞”2 导弹模型与阅兵式上展出的“大浦洞”2导弹差异较大

 

 

何其相似?——“大浦洞”2 与“布拉瓦”试射失败原因探析

 

 █ 文/汤志成孟巧凤

 

 

“大浦洞”2朝鲜称“白头山”2)是朝鲜两级或三级液体弹道导弹;“布拉瓦”(俄代号RSM-56,北约代号“圆锤”,美国代号SS-NX-30)是俄即将列装的三级固体潜射弹道导弹。一个是实战性能备受质疑的地地弹道导弹,一个是被俄认为比“三叉戟”2D5领先10~15年的导弹,两者之间似无可比之处。但迄今为止,“大浦洞”2及与其同源的“银河”2、“银河”3运载火箭进行的3次飞行试验均失败。无独有偶,从2005 9 月到201112月,“布拉瓦”共进行17次飞行试验,失败7次,成功率也不高,且数次面临下马的窘境。这似乎又使两者有“惺惺相惜”之感。纵观“大浦洞”2、“布拉瓦”导弹和“银河”2、“银河”3运载火箭的发射试验,不难发现,其失败原因有诸多共同之处。

 

 

次级未按时点火

 

“大浦洞”2和“布拉瓦”导弹均为弹道导弹。弹道导弹在末级火箭发动机关机并实现弹头弹体分离后,导弹的发射、飞行试验基本就算成功了。当然,为提高命中精度和突防概率,“布拉瓦”在头体分离后仍对母舱的姿态进行控制,母舱也有依次释放子弹头的动作,还有诸如诱饵抛撒、机动变轨等。这些动作完成与否、导弹是否准确命中预定目标等,也都是判定试验是否成功的重要标志。“大浦洞”2、“银河”2、“银河”3的失败绝大部分集中在末级发动机关机之前,更遑论弹头弹体分离、星箭分离了。据俄媒体报道,在2008 9 18 日的试验中,“布拉瓦”的弹头母舱并未能全部释放子弹头,在2007 6 28 日的试验中,“布拉瓦”携带的3个子弹头只有2个飞抵靶场,但俄官方及外媒的统计均视这两次试验为成功。

“大浦洞”2和“布拉瓦”均为多级弹道导弹。朝鲜第一次实现两级火箭分离及下一级火箭成功点火是在1998831日。当时朝鲜使用由“大浦洞”1改装的运载火箭发射了“光明星1号”卫星,火箭的第一级落到朝鲜与日本之间的海域,第二级落到距发射场1 400~1 500千米的太平洋海域。200945日,朝鲜使用“银河”2三级运载火箭发射了“光明星2号”卫星。分析表明,火箭第三级或许已与第二级分离,但似乎未能成功点火并与卫星一起坠入距第二级残骸落点不远处的太平洋海域。

从媒体报道看,“布拉瓦”出现级间分离及点火故障的次数较多。200697日,“布拉瓦”第3次飞行试验。导弹在飞离核潜艇数分钟之后坠海。据俄海军人士透露,失败原因是第二级火箭没有正常点火。20081223日,“布拉瓦”第8次飞行试验。导弹升空不久即爆炸,俄军方称爆炸原因乃级间连接电爆管装药量过少致使第二三级未能完全分离,火箭偏离预定轨道自毁。2009129日,“布拉瓦”第10次飞行试验,为迄今最后一次失败的试验。遥测数据显示,导弹前两级发动机工作正常,但第三级发动机出现工作间断现象。

 

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2005927日“,布拉瓦”在“台风”级上进行了首次水面发射试验

 

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2009129日在挪威看到的蓝色螺旋现象,外界曾一度将之视为UFO,实际上这是“布拉瓦”导弹当日发射失败形成的

 

 

运载火箭/导弹自毁

 

通常情况下,当导弹失灵或发生故障时,为确保发射区和航区的安全,并达到保密目的,一般由弹载安全自毁系统炸毁导弹。而按发出自毁指令方式的不同,安全自毁系统分自主式和遥测式。前者由弹上的惯性平台测量弹体的姿态角、加速度以及程序机构参数,输入给弹上计算机,当弹上计算机判断出导弹出现故障时,则发出自毁指令,将导弹在空中炸毁。后者是借助无线电测量系统测出导弹飞行中的实际飞行弹道,通过计算机实时计算出导弹飞行偏差,当认定落点偏差超过允许范围时,由地面人员发出指令,安全自毁系统接收指令后炸毁故障导弹。

2005927日,“布拉瓦”首次试射。当时俄官方宣布试验成功,但俄媒体后来报道,此次试验中,导弹第三级出现问题并爆炸。20061025日,“布拉瓦”第4次飞行试验。导弹发射200秒后偏离预定弹道,控制系统发出自毁指令,导弹爆炸坠海。20061224日,“布拉瓦”第5次飞行试验,飞行中失控,在鄂霍次克海上空爆炸。剖析俄媒体对“布拉瓦”历次试验的报道,有专家指出,凡导弹第三级点火后发生的爆炸,大多是由于导弹偏离预定轨道,地面人员不得不遥控启动安全自毁系统而造成的。至于偏离原因,俄技术学副博士奥列格·谢尔盖耶夫上校指出,这只能说明“布拉瓦”的制导系统无法确保从水下发射升空后进入预定轨道。奥列格·谢尔盖耶夫进一步解释,战略核潜艇在水下通常难以准确确定自己的位置和方向。而要保证发射参数的准确,就必须尽可能减小核潜艇在航向、位置、速度、深度、倾斜度和纵倾度等参数的误差,否则这种误差传递到导弹控制系统之后会产生累积放大效应。若制导系统不能实时测量导弹的实际飞行弹道相对于所要求的弹道之间的偏差,或不能测出导弹与目标的相对位置及其偏差,并计算和发出导弹击中目标所需要的导引指令,导弹升空后就必然偏离轨道。偏离一定限度时,自毁系统就会炸毁导弹。乍一听,奥列格·谢尔盖耶夫上校的分析不无道理,但细究则未免牵强。事实上,“布拉瓦”于2005927日和20061224日两次失败的试验都是水面发射的。发射时潜艇完全可以“准确地确定自己的位置和方向”。从目前已知的事故分布看,第一级2次,第二级2次,第三级3次。很显然,第一级、第二级故障可能掩盖第三级故障,因此,也不排除第三级发动机部件存在设计问题,导致该级性能一直不稳定的可能性。

在“大浦洞”2导弹和“银河”2、“银河”3运载火箭的3次发射中,有2次发生了爆炸。一次是在200675日,当时朝鲜从其东海岸连续发射了7枚导弹,其中第4枚就是“大浦洞”2。导弹在飞行35~42秒后爆炸,试验失败。另一次是在2012413日,朝鲜用“银河”3发射了一颗“光明星3号”卫星。根据美韩说法,“银河”3爆炸后,其第二、第三级火箭裂为3块,第一级火箭裂成17块。据此推测,应该是第一级火箭发生了爆炸。至于爆炸原因,外界分析集中在两点:其一是自毁;其二是产品质量缺陷。至于自毁,则既有可能是因“导弹失灵或发生故障”的自毁,也有可能导弹并未失灵或发生故障,但出于安全或保密考虑,朝鲜有意要炸毁第一级残骸。因为“银河”3与“银河”2的第一级完全相同,而在200945日发射的“银河”2的第一二级已成功地进行了分离,这样,根据“银河”2第一级残骸落点和朝鲜向国际民用航空组织、国际海事组织等通报的“银河”3发射地点及大致弹道,外界就很容易准确推算出“银河”3第一级残骸落点区域位置。因此,为防止第一级残骸被打捞而暴露“家底”,即使在运载火箭飞行正常时,朝鲜或许也要在一二级分离后一段时间,将一级弹体在空中炸毁。但“银河”3第一级在一二级尚未分离的情况下就发生爆炸,是否自毁信号发早了而产生误动作亦未为可知。

 

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“布拉瓦”第一级发动机尾部特写

 

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伊朗展出的4联装“劳动”导弹发动机

 

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“大浦洞”2尾部特写

 

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“银河”3火箭尾部特写

 

 

存在质量缺陷

 

按理,莫斯科热力工程研究所组建于1946 5 月,曾推出SS-20SS-25、“白杨”M等,在弹道导弹设计领域实力雄厚,可缘何一接手“布拉瓦”便屡屡蒙羞呢?在经历一系列挫折,交纳足够“学费”之后,俄罗斯醒悟过来,将目光转向导弹质量问题。莫斯科热工所前所长,“布拉瓦”的总师索洛莫诺夫在20104月接受《消息报》采访时称,“布拉瓦”频频失败的原因是:材料质量差、生产工艺落后和质检不够,要解决这些问题,需加强质检、强化生产纪律并补充必要设备。俄国防部长谢尔久科夫20105月在接受记者采访时也表示,“布拉瓦”每次飞行失败的情况都不同,因而很可能是组装工艺有问题。俄副总理伊万诺夫在20101029日接受俄新社采访时更是直言不讳:“布拉瓦”结构设计没有错误,前几次发射失败的原因是生产瑕疵。伊万诺夫强调,为排除瑕疵现象,“需要向每家企业派出检查人员”(据不完全统计,共有600 余家企业参与了“布拉瓦”的制造工作)。另据巴伦支观察家网站2010510日的报道,俄海军总司令弗拉基米尔·维索茨基上将已批准海军即日起对“布拉瓦”的制造实施完全控制,包括参加零部件的制造及导弹的组装,“哪怕是一个螺丝钉和螺栓都要认真检查”。通过这些措施,俄在2010107日、29日,2011628日、827日、1028日、1223日进行的7次“布拉瓦”飞行试验(12 23 日,俄罗斯海军从“尤里·多尔戈鲁基”号战略核潜艇上相隔数秒连续发射2 枚“布拉瓦”,记为2 ),竟一扫此前屡试屡败的阴霾,取得100%的成功率。

与此类似,产品质量缺陷也被认为是朝鲜3次试射失败的罪魁。韩国航空宇宙研究院“罗老号”发射准备推进团团长赵光来在分析“银河”3爆炸原因时指出:“飞行中的火箭会发生意想不到的振动,导致燃料供给管路引发龟裂;也可能是结构缺陷使燃料泄漏引发爆炸。”韩国国策研究机构的火箭专家也认为:“火箭必须要耐住高压和速度,连接部分如果易产生龟裂的话,会引起爆炸。”这一点倒是与“大浦洞”2试射失败原因有点类似:据说是飞行中的导弹与空气摩擦产生的气动加热效应使导弹温度迅速升高,最终超过其承受能力,从而造成结构破坏、解体爆炸。不过,相对于俄罗斯的产品质量问题,朝鲜的情况可能要复杂得多。一般而言,多级火箭的上面级发动机,一般二级在30千米以上,三级在80千米以上高空点火。换言之,一级出现问题的“大浦洞”2、“银河”3飞行高度均在30 千米以下,且火箭发动机点火后,推力是逐渐增大的,导弹和运载火箭也是缓缓上升的,因而在一级发动机工作完成后,导弹或运载火箭的速度并不大,振动和气动加热效应应该都不很强烈,因此“大浦洞”2、“银河”3出现振动和气动加热问题说明朝鲜的导弹和火箭不仅质量低劣,在设计、制造和材料技术方面也令人不敢恭维。

 

 

研制人员压力过大

 

早在1998年俄国防部将“布拉瓦”设计任务交给莫斯科热工所时,就有很多专家认为这是一个极大的错误。这些专家认为,该所是设计陆基弹道导弹的,未必能很快掌握原则上是一种全新装备的设计。俄国防部则对“布拉瓦”寄予厚望,军方认为“布拉瓦”能提高俄国际地位。在“布拉瓦”试验频频受挫之际,时任俄罗斯总统普京表示即使卖掉克里姆林宫也要将“布拉瓦”造出来,为“布拉瓦”配套的“北风之神”级潜艇一艘接一艘地开工建造、下水试航。然而,在2009715日试验失败后,俄罗斯对继续该型导弹研制必要性的质疑声四起。722日,重压之下,索洛莫诺夫请求辞职。在2009129日的飞行试验失败后,俄总统直接授权成立了一个由国防、科研、试验机构人员和国防部高级专家组成的,专门负责调查试验失败原因、评估研制状态、明确后续工作的跨部门委员会。所有这些,都在有意无意中给研制人员施加了极大压力,增添了莫大负担,有时难免在研制进度和保证质量的取舍方面存在侥幸心理,或忙中出错,乱中出错,失败概率自然增加。

在研制人员承受压力方面,朝鲜比俄罗斯有过之无不及。