舞水端導彈爆炸：造液體火箭發動機並不容易

韓國媒體報道，5月31日朝鮮在江原道元山地區試射一枚疑似「舞水端」的中程彈道導彈，不過發射以失敗告終。人們常說事不過三，但這已經是「舞水端」導彈的第四次發射失敗了，「舞水端」導彈的連續失敗似乎表明朝鮮中程液體彈道導彈技術存在嚴重缺陷。

身世神秘的舞水端導彈

一般認為舞水端導彈的相關技術來自R-27導彈

朝鮮導彈發射連續爆炸的主角，就是神秘的「舞水端」中程彈道導彈，朝鮮稱之為「火星十號」導彈。「舞水端」導彈外形與蘇聯的SS-N-6/R-27潛射中程彈道導彈十分相似，而朝鮮曾獲得R-27導彈的傳聞，更是讓外界一度相信「舞水端」導彈就是R-27導彈的朝鮮山寨版。更有甚者，美國學者還曾刻薄的分析認為：朝鮮並沒有對R-27潛射導彈進行逆向工程的能力，所以沒有什麼山寨版R-27潛射導彈，所謂「舞水端」就是朝鮮獲得的原裝R-27潛射導彈。朝鮮私下獲得的R-27潛射導彈數量很少，所以捨不得進行「舞水端」導彈的試驗發射。

舞水端導彈射程可能在3000-4000公里之間

儘管如此，外界仍傾向認為「舞水端」導彈是山寨的結果，評估也紛紛認為「舞水端」導彈射程高達3000-4000公里。畢竟朝鮮曾仿製了「飛毛腿」導彈，又放大液體火箭發動機和火箭直徑，研製了「勞動」導彈，那麼經過十多年時間將R-27潛射導彈仿製成功，並非高不可攀的事情，但事實真的如此么？

銀河三號第二級火箭細節顯示沒有使用R-27導彈技術，那麼舞水端導彈也很值得懷疑了

R-27潛射導彈的液體火箭發動機使用了偏二甲肼加四氧化二氮的推進劑組合，這個組合比沖比「飛毛腿」和「勞動」導彈的發動機提高了數十秒，根據齊奧爾科夫斯基公式粗略估算，發射質量和彈頭質量相同的條件下，使用高能量的燃料組合可以將射程提高將近一倍，或是在同等射程下投送兩倍重的彈頭。R-27潛射導彈還使用了共底儲箱技術，也就是燃料和氧化劑箱體共用一層殼子，這項技術不僅減輕了儲箱本身的重量，還有助於縮短導彈長度。大家普遍認為「舞水端」導彈射程超過3000公里，就是建立在這兩項新技術的基礎上的。「舞水端」導彈直徑1.5米，而朝鮮的「大浦洞二號」導彈第二級直徑也是1.5米，大家對比認為這個第二級液體火箭就是應用「舞水端」導彈新技術的結果，朝鮮此後不斷發射的「銀河二號」和「銀河三號」火箭可以看作「大浦洞二號」導彈的衍生版。遺憾的是，對比朝鮮公開度較高的銀河系列火箭，尤其是銀河火箭第二級的細節，外國學者認為或許第二級火箭和「舞水端」導彈與R-27潛射導彈恐怕只是直徑相同而已，銀河火箭第二級並沒有使用共底儲箱技術，從燃料和氧化劑儲箱的容積比例看，也沒有使用高能的偏二甲肼加四氧化二氮組合的可能。

按這種看法，神秘的「舞水端」導彈或許只是「勞動」導彈的進一步放大。如果按照「勞動」導彈的發動機性能推測，20噸級的「舞水端」導彈可以將1噸重的彈頭打到1800公里外，雖然只有外界估計的一半左右，但對打擊日本已經足夠了。從今年「舞水端」接二連三的發射失利看，還有一個可能是，2007年出現的「舞水端」導彈只是模型，同期的銀河系列火箭第二級也只是「勞動」導彈放大的發動機，朝鮮近期才攻克了基於R-27導彈的先進發動機技術，並開始「舞水端」導彈的生產和試驗。

脾氣暴躁的液體火箭

「勞動」導彈的試驗成敗皆有，而「舞水端」導彈卻連續四枚導彈發射失敗。今年4月15日「舞水端」導彈首次發射，這次發射本來打算作為金日成誕辰的獻禮，導彈卻在空中爆炸導致發射失敗；同月28日朝鮮試射兩枚「舞水端」導彈，作為5月初朝鮮勞動黨第七次代表大會的慶典，結果又是連續空中爆炸；5月31日據稱按下發射按鈕後導彈在移動發射車上爆炸，造成的損失更大。

N-1火箭四次發射失敗中發動機爆炸就佔了三次，其中兩次都在易損的預燃室和泵部位

「舞水端」導彈連續發射失敗是個偶然，但液體火箭發動機的爆炸在人類航天史上絕非罕見。固體火箭基於火藥，它發生爆炸大家也感到不足為奇，液體火箭為什麼也會不時爆炸呢？事實上，很多時候液體火箭的工作條件比固體火箭還要惡劣。簡單對比一下，固體火箭發動機活動部件很少，而液體火箭發動機需要使用預燃器和渦輪泵等裝置進行推進劑的輸送，燃燒室內還有燃燒不穩定的問題。印度的S-200固體助推器推力500噸最高室壓只有60個大氣壓，只有少數要求極高的固體火箭發動機才會達到10兆帕/100個大氣壓以上的壓強，而液體火箭發動機燃燒室壓強超過100個大氣壓屢見不鮮，至於渦輪泵等處壓強更是動輒200、300個大氣壓。液體火箭發動機中預燃器壓強高，渦輪泵部分還有高速旋轉的部件，是發動機最容易出現問題的部分，發動機的故障和爆炸基本來自這些部分。蘇聯著名的N-1火箭恰好也是連續四次發射失敗，其中第一次是發動機預燃室異常振動導致起火，爆炸引爆了整枚火箭，第二次是發動機液氧泵故障導致火箭爆炸，炸毀了整個發射工位，第四次是異常的POGO振動後4號發動機爆炸。就連風頭正勁的太空探索技術公司的獵鷹九號火箭，也曾出現第一級發動機爆炸的事故，幸好沒有引發更大的爆炸造成任務失敗。

勞動導彈是飛毛腿導彈的放大，舞水端導彈可能是進一步放大，導致燃料泵等關鍵環節出現缺陷

液體火箭發動機的預燃室、渦輪泵、閥門，燃燒室的噴注器等系統都工作在相當苛刻的環境下，尤其是高溫高壓下還要高速旋轉以超高功率工作的渦輪和輸送泵，更是極易出現問題。正因為如此，液體火箭發動機很難簡單地放大。舞水端」導彈或者是「飛毛腿」導彈放大到極致的產物，或者是R-27潛射導彈的仿製版，液體火箭發動機無論是量上放大的前者還是質上提高的後者，對朝鮮工程師都有很大的挑戰性，畢竟與電子產品不同，火箭發動機很難找到商用貨架產品，無法直接利用發達國家的技術擴散。「舞水端」導彈發射容易出現問題並不奇怪。朝鮮更成熟的「勞動」導彈，今年發射中都出現了失敗的事故，何況發動機難度更高的「舞水端」呢。從發射時間上看，發射「舞水端」導彈很大程度上是作為獻禮工程，不可避免的存在壓縮準備時間和降低檢測標準等問題，以保證準時發射。不可靠的設計製造與不嚴謹的準備檢測相結合正可謂雪上加霜，「舞水端」導彈發射連續四次發射失敗的悲劇也就成了偶然中的必然。

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