Unha-3:评估朝鲜卫星发射的成功

经过2013年2月20日

2012年12月12日,朝鲜终于成功将一个物体送入近地轨道。回收的发射装置第一阶段的碎片证实了之前关于发射系统的一些假设,但也包括一些意外。独立于技术调查结果及其后果之外的公开辩论似乎忽略了一些重要的要点。

图1:2012年12月不受欢迎的推出

基本言论

威胁是两个参数的产物:意图和能力。如果潜在的演员有意采取行动,但没有能力,没有威胁。如果演员有能力,但无意,也没有威胁。只有组合创造了真正的威胁,但这种威胁受到两种因素的幅度的限制。

看看关于首次成功发射“Unha”的公开辩论,人们通常认为朝鲜有针对美国的意图(或至少有能力),所以它的能力通常是根据这个假设的意图来解释的:发射一枚大型火箭被标记为一场伪装的远程导弹试验,目前辩论的焦点是这种导弹的准确投掷重量,以及美国达到朝鲜假定的核导弹能力的影响。

但不同的方法可能提供无偏见的结论,但首先,专注于能力分析。之后,弄清楚这些能力可能会揭示意图。只有那么开始思考威胁和充分的反应。在这种情况下,它意味着在广泛的范围内分析来自整个程序的广泛范围,然后考虑后果是什么,并且只在更大的背景下重新评估威胁情况。

可用的数据

朝鲜活动的可靠数据往往供不应求。我们对从发射镜头和回收的碎片收集的数据具有高度信心可靠。但很难判断其他可用数据的有效性,尤其是来自朝鲜来源的官方数据。

例如,一些视频镜头和来自任务控制室的照片也可用。然而,有明确的证据,视频来自分阶段的演示。因此,目前还不清楚这些来源中提取的可靠信息。

一般意见

2012年4月和12月发射的“银河3号”火箭的基本设计似乎大同小异。

2012年12月的Unha-3由四台农东级发动机和四台小型控制发动机组成的集群提供动力。回收引擎的可用照片显示,伊朗的“芦洞/Shahab 3”引擎和Unha引擎集群之间可能有微小的差异。控制引擎显示了典型的设计(波纹金属板)的老苏联发动机,通常被称为“飞毛腿技术。”这些小型发动机与伊朗Safir发射装置上一级已知的发动机无关。

伊朗凭借其Safir Satellite发射器,伊朗已成功地证明,在第一阶段使用Nodong发动机的两级火箭和具有高度活力推进剂(NTO / UDMH)的拧流上阶段可以携带一个小型卫星,重量为几十公斤进入低地球轨道(Leo)。朝鲜不得不为其卫星发射推出三级设计,从而表明不同的方法。

控制室录像及照片

可用的视频意味着发射从发射控制室内拍摄(图2)。但是,墙上显示的各种小型视频都不同步,并且清晰可见的媒体播放器接口表明,启动后记录整个场景,可用可用的启动剪辑进行录制。这提出了显示数据如何可靠的问题。

图2:控制室视频

完整的飞行轮廓和每个阶段的燃烧时间可以从可用的镜头中提取。由此可知,三个阶段的燃烧时间分别为120 s、200 s、260 s左右。卫星在大约580秒的时候发射升空。

分析结果

根据控制室数据,第二级由飞毛腿级发动机提供动力。装配大楼的第二阶段的图像进一步支持了这一点,暗示这是一个小型推进装置。第三级似乎使用NTO/UDMH,类似于伊朗的Safir高级级。油箱容积比的估算进一步证实了这一点。然而,可以观察到Safir上部阶段和朝鲜的Unha第三阶段之间的一些微小差异。

使用可用数据,可以重建UPA火箭的模型,即在模拟发射中,可能会在几个百分点内镜像发布的轨迹数据。

重构结果与所有可用数据一致。它清楚地表明,银河3号被设计为卫星发射装置。在第二和第三阶段的低推力发动机防止在卫星发射角色中自由海岸飞行阶段的需要,但是在弹道导弹角色中,它们导致显著的重力损失,导致高性能惩罚。另一个不同的二级推进装置——例如,一个节流发动机,或者一个简单的农东(Nodong)发动机——可以提供1000公里甚至更多的航程增益。

在导弹作用中,三阶段的Upa-3提供大约8,000公里的范围,具有700千克的有效载荷。用不同的推进装置,这可能已经扩展,也许将美国东海岸放入范围内。

结论

UPA似乎被设计为空间发射车辆,具有几个约束,要求观察到的设计(可用的发动机,可用技术等)。在开发20年或更长时间,程序步伐非常缓慢,到目前为止只有四个发射。目前的25%的成功率在此类计划的预期带宽范围内。它会改善,但只是慢慢地。不同的设计解决方案将在弹道导弹角色中提供更多的性能。

根据可用数据,UPA-3看起来像一个典型的慢速节奏的卫星发射程序,现在然后每次生产单个原型。严重的导弹程序看起来不同。但是,建议密切观察。

表:重建的Upa-3数据
(截至2013-02-14的近似数字)
总长度[m] 30.
总发动质量[T] 88.
有效载荷质量到leo [t] 〜0.1+
范围[km](弹道,3级,0.7吨) 大约8,000
第一阶段
机体
引擎 4 x Nodong,4 x控制
推力(海平面)[t] 120.
燃烧时间[s] 120.
燃料 煤油
氧化剂 IRFNA
二手推进剂质量[t] 62.6
发射质量[T] 71.3.
第二阶段
机体
引擎 1 x Scud-level
推力(真空)[t] 14.5
燃烧时间[s] 200
燃料 煤油
氧化剂 IRFNA
二手推进剂质量[t] 11.6
初始质量[t] 13.1.
第三阶段
机体
引擎
推力(真空)[t] 2.9
燃烧时间[s] 260.
燃料 udmh.
氧化剂 no.
二手推进剂质量[t] 2.6
初始质量[t] 3.3

Markus Schiller在慕尼黑工业大学学习机械和航空航天工程,并于2008年获得宇航博士学位。他被雇用于Schmucker Technologie除了2011年在加州圣莫尼卡的兰德公司(RAND Corporation)获得了一年的奖学金。

Robert Schmucker拥有五十年的研究劫掠,导弹和宇航员的经验。1992年,他开了他的咨询公司,Schmucker Technologie,为国家和国际组织提供有关发展中国家活动和扩散的威胁和安全分析。

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