朝鲜突破碳纤维固发，火星20重达200吨，成为机动核导弹巨无霸

本文作者——孔新｜环球时报武器航天特约撰稿人

近日，朝鲜领导人在朝鲜西海卫星发射场亲自监督了火箭发动机的新一轮点火测试，这是一种采用碳纤维壳体的大推力固体火箭发动机。他赞扬此次测试的战略意义，声称这将使朝鲜的战略军事力量达至最高水准。

碳纤维壳体的固体发动机确实具备战略价值。连美国在70年代现役的民兵3洲际导弹，也没有用上碳纤维壳体，而是D6AC超高强度钢。美军真的用上碳纤维固体发动机，要等到20世纪80年代研制的三叉戟2潜射洲际导弹了。这个型号采用了IM-7/T800碳纤维+环氧树脂构成壳体。随后研制的“侏儒”陆基机动式弹道导弹三级火箭发动机全都采用碳纤维壳体，但随着冷战结束型号下马，三叉戟2就成了美军唯一的碳纤维壳体固体洲际导弹型号。只有等到哨兵导弹研制成功，这样的垄断局面才会打破。

不过在宇航运载工具领域，美国的固体发动机大量采用碳纤维壳体。德尔塔4火箭的GEM60和火神火箭的GEM63XL都是如此，GEM这个缩写的意思就是“石墨-环氧树脂发动机”。

俄罗斯却没有这个技术能力，现役固体发动机导弹的壳体不是金属就是芳纶。芳纶材料的性能也很好，但是刚度不如碳纤维，耐热性也差一些。要保证发动机可靠工作，就需要把壳体做得更厚，因此而影响了射程。芳纶材料的强度比较大，用来制作防弹衣、头盔、附加装甲之类的装备比较合适，作为固体发动机壳体就远不如碳纤维了。俄罗斯这样的技术选择，无非是因为缺乏碳纤维工业能力。

那么，朝鲜为啥非要追求碳纤维呢？

我们需要注意一个参数，朝鲜媒体公布的发动机推力达到2500千牛，将主要应用于火星-19和火星-20洲际弹道导弹，火星-20导弹有望具备15000千米的射程。相比之下，三叉戟2的发动机起飞推力只有742千牛。朝鲜制造如此大推力的固体发动机，一定是为了配套大型导弹。三叉戟2D5的起飞质量是59吨，如果按照这个比例来推算，火星-20的起飞质量可能达到200吨。如此沉重的导弹配上储运箱和发射装置，将成为一台公路巨无霸。按照正常的技术逻辑，这样尺寸的导弹应该部署在发射井里。但朝鲜方面在2025年的阅兵式中，还是展示了一种11轴发射车，尺寸甚至比中国的东风61发射车还要大很多。说明朝鲜高层认为，发射井在美国空中优势面前严重缺乏生存能力，不惜代价也要实现机动式发射。

为了实现洲际导弹的陆基机动，必须在结构减重、导弹射程、弹头重量之间做出痛苦的平衡。俄罗斯亚尔斯导弹的质量不超过50吨，分导式多弹头控制在4枚。中国未曾公布有关固体导弹参数，但长征11运载火箭作为东风31导弹的衍生品，在增加了一级发动机、取消了很多减重措施之后，最大起飞质量也只有58吨。那么东风31肯定会更轻一些。如此才能控制导弹和运载发射一体车的总体质量，实现比较好的公路以及越野机动能力。

朝鲜为什么要研制如此沉重的机动式洲际导弹呢？这与朝鲜的国情有直接关系。作为一个财力有限、领土狭小的国家，朝鲜不可能大量装备和部署固定发射井式导弹。目前朝鲜可能也不具备分导式多弹头研制能力。有限数量的导弹必须能够打一发成一发，配用大当量弹头，用高超音速飞行，确保摧毁一座中心城市，例如纽约、芝加哥、西雅图，等等。那么相应的，就必须研制大尺寸的机动式洲际导弹。在这样的思路之下，火星-20本身的减重成为一项决定成败的任务。

在导弹的诸多分系统当中，固体发动机是第一大户，超过70%。三叉戟2D5甚至占到了80%。所以，采用更轻、更结实的碳纤维壳体，对导弹总体减重、增程的意义，怎么高度评价都不为过。

（11轴发射车承载的火星-20导弹）

火箭发动机壳体的强度要求很高。在部署期间，要承受路面颠簸带来的振动，保护脆弱的药柱。要在高速飞行过程中，要耐受高温高压气体带来的载荷，确保燃烧和喷射成功。所以，必须选用高强度、高模量的碳纤维，一般需要在T700等级以上。但是朝鲜并不拥有高水平碳纤维研制能力，以他的有限人口与国力也不太可能自建自研。所以，朝鲜大概率是通过某些渠道，从国际市场上采购了高等级碳纤维和配套环氧树脂，在国内设法自行解决编织和成型工艺。这同样也是难度极大、壁垒极高的一项技术。推测朝鲜科研人员即使拿到了T700和环氧树脂，也是经过了反复失败、付出巨大代价之后才有了今天的成功，其间可能需要自行研制不少工艺设备，攻关能力还是值得肯定的。

朝鲜放出这样的消息之后，必然引起美国阵营进一步收紧制裁。尤其是日本，会更加严格控制东丽公司的高等级产品销售。那么朝鲜为什么不保持低调呢？推测他们已经采购和积攒了足够的碳纤维，可以制造一定数量的发动机来支撑后续科研和部署。短期内不用担心卡脖子。至于这些火星-20瞄准了哪几个美国城市，恐怕只有朝鲜高层知道了。