據朝中社報道,10月11日,朝鮮國防發展展覽會《自衛-2021》在首都平壤三大革命展示館隆重開幕。朝鮮首次展示了高超音速武器原型。該武器採用了很類似東風17的乘波體構型。
朝鮮高超音速武器的直徑看起來要比東風17粗一些,不知是否與拍攝角度有關,長度也顯得短一些。另外,發射車是MAZ風格的,看起來像6軸的車,但因為沒有完整地拍攝,只能猜測了。而東風17的發射車是5軸的。單純從觀感上講,該高超音速飛行器的升阻比可能要略低於東風17,重量可能也更大,這一點後面會繼續分析。
朝鮮在9月29日已經進行了高超音速武器的首次試射,對外稱呼為“火星8”。朝鮮方面表示:透過試射確認了導彈在主動區段的飛行控制性能和穩定性、被分離的高超音速滑翔飛行戰鬥部的制導機動性和滑翔飛行特點等技術指標。同時,確認了第一次採用的安瓿化導彈燃料系統和發動機穩定性。試射結果證明,技術指標全部滿足設計要求。
上圖中的左下方有紅棕色煙霧,大機率是二氧化氮。所以,火星8的一級火箭發動機可能是用偏二甲肼(UDMH)和四氧化二氮作為推進劑,兩者混合後自燃,噴焰的顏色偏紅。四氧化二氮作為氧化劑為燃燒供氧,發射時排出的少量四氧化二氮分解為紅棕色的二氧化氮。UDMH作為火箭燃料的比衝較高,而且製備容易;但有劇毒和腐蝕性,所以發射前的加註很麻煩。故朝鮮開發安瓿化導彈燃料系統可能也是為了能達到對這種有毒燃料既長期儲存又能立即使用的目的。使用比衝高的液體燃料也說明高超音速飛行器重量較大,以朝鮮目前的固體火箭發動機還不能保證足夠速度和高度。
另外“火星8”火箭發動機的側面還有小的噴焰,大概是採用遊動發動機調姿,屬於比較成熟的技術。更先進的技術是在主發動機上用柔性噴管擺動調姿,這樣就省了遊動發動機,重量更輕,但控制更復雜。所以能看出朝鮮的策略應該是比較穩健,儘量用經受過考驗的可靠部件降低總體風險。顯然團隊的開發經驗比較老道。
朝鮮研製“火星8”說明它已經開始具備高超音速風洞之類的研究手段,雖然其總體水平未必能和中美俄相比,但基本條件應該還是有的,否則乘波體外形是不好確定的。另外,高超飛行過程中的控制也是重點,目前的空氣動力研究領域高超飛行還是空白,沒多少積累,還有待飛行驗證。比如理論上某種乘波體的升阻比會隨著速度而提高,實際是否如此?俯仰、偏航、滾轉三通道的嚴重耦合問題如何解決?還有耐熱材料也是研究的重點之一,由於高超音速飛行器與常規的再入飛行器不同,前者基本上全程處於大氣層內,其氣動加熱的時間遠長於後者,頭錐部熱流密度更高,對耐熱的要求也更為苛刻。
總之,朝鮮的高超音速武器研製已經進入了工程化階段,能否迅速取得突破,成為第二個裝備實用化高超武器的國家,是令各方都十分關注的問題。