中科院火箭墜毀曝玄機?工程師揭彈道飛彈研發突破關鍵

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中科院19日在屏東的九鵬基地試射衛星運載火箭,不料火箭發射後偏離預定軌道,失控在內陸山區墜毀,所幸無人員傷亡。對此,前中科院雄三飛彈總工程師張誠認為,這是中科院邁向自製中程彈道飛彈的過程,並點出3大研發關鍵。

中科院在九鵬基地試射火箭,失控墜毀山區。(圖/民眾提供)
中科院在九鵬基地試射火箭,失控墜毀山區。(圖/民眾提供)

事後中科院證實,當天在屏東九鵬基地進行衛星運載火箭測試,發射後飛行過程因初期軌道異常,依原訂應變計畫啟動自毀機制,控制墜落點在計畫安全管制範圍。無人員或財產傷損,後續將依遙測資訊重新修正相關設計。

張誠19日在臉書以「500公里高度換算2,000公里威懾!」為題,解密中科院火箭試射背後的「系統拋物線演算法」。他指出,在系統工程裡,試射中的異常不是終點,而是校正邊界參數的關鍵數據。

前中科院雄風三型反艦飛彈總工程師張誠。(圖/截自張誠臉書)
前中科院雄風三型反艦飛彈總工程師張誠。(圖/截自張誠臉書)

張誠表示,從科技老兵多年在系統工程的經驗來看,這絕非純粹的失敗,而是極其寶貴的實體數據採集。從失敗中汲取養分、滾動修正數據,正是尖端科技研發的必經之路。他認為,「能衝上500公里太空,就代表已經掌握跨越2,000公里的戰略能量!」

張誠指出,為什麼打上太空的運載火箭,在軍事專家眼中具備轉化為中程彈道飛彈(MRBM)的潛力?這背後是嚴密的彈道力學與能量守恆原理。

張誠表示,首先是速度與能量累積。1具火箭若能將酬載推升至500公里的高度(遠地點),代表火箭在燃燒結束關機時,其末端速度已達到驚人的每秒3.5至4 公里(雄三增程型反艦飛彈的3倍音速飛行速度,大約是每秒1公里)。

張誠指出,其次是拋物線射程換算。若將龐大的動能與位能,從垂直發射調整為沿著地表延伸的能量最優拋物線彈道,其理論水平射程原則上是射高的2倍,加上工程技術,也很有機會可達1,500至2,000公里——這已完全跨入國際定義中程彈道飛彈的戰略級距。

不過張誠強調,要把探空或運載等科學火箭轉化為實戰飛彈,並非簡單「轉個方向發射」,還必須克服3項極高難度的系統工程。第一是發射仰角調度(Trajectory Angle)。探空火箭多採取75度至90度的超高仰角直衝大氣層外,彈道飛彈則需精密計算並調整至45度左右的最佳節能彈道仰角,以獲取最大水平覆蓋距離。

張誠表示,第二是導引系統閉環(INS Guidance)。科學火箭容許一定程度的無導控飛行,但是彈道飛彈講求「精準打擊」,必須加裝高精度慣性導引系統(INS)與姿態控制噴氣發動機,確保數千公里外的落點精度。

張誠指出,第三是質心與酬載重新配算(Payload Allocation)。將科學實驗儀器置換為高爆或特種彈頭,會大幅改變整體的重量分佈與質心(Center of Gravity),控制演算法必須重新編譯,才能確保超音速飛行時的空氣動力穩定。

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