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射程300公里以上的雙脈沖導(dǎo)彈,其技術(shù)難度真不是一般的高!

2020-12-31 16:20 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



瀚海狼山(匈奴狼山)夜間沒事翻看一些關(guān)于固體火箭發(fā)動機(jī)的專業(yè)材料。突然意識到一點:這就是雙脈沖導(dǎo)彈的固體發(fā)動機(jī)。是真正堪稱逆天的高技術(shù)。實現(xiàn)的難度絕不是一般的高!前兩天剛剛說過,雙脈沖的空空導(dǎo)彈本身是超級大國的研發(fā)部門最早提出來的新技術(shù)設(shè)想,說白了就是一種技術(shù)忽悠。因為在雙脈沖出現(xiàn)之前,所有的空空導(dǎo)彈的固體發(fā)動機(jī)的燃燒時間都不會超過30秒,在這30秒之內(nèi),最好的NEPE固體火箭燃料也只能把空空導(dǎo)彈加速到4馬赫左右,就算是全程4馬赫,也只能在有動力階段把導(dǎo)彈推出40公里不到的距離,剩下的射程就是純粹靠慣性飛行;然后靠氣動彈翼來偏轉(zhuǎn)接近目標(biāo),沒有了主動動力的空空導(dǎo)彈的命中率會大大下降。而雙脈沖空空導(dǎo)彈是先燃燒助推幾十秒,然后靠慣性飛行很長一段距離,最終鎖定目標(biāo)后再二次燃燒開機(jī)。在仍然有二次動力的情況下以高G機(jī)動擊殺目標(biāo),因此叫做雙脈沖遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈。這個概念提出以后。


另外一個傳統(tǒng)的空戰(zhàn)強(qiáng)國也說在這方面即將突破。于是乎同樣是研發(fā)空空導(dǎo)彈的第3家研究單位的主創(chuàng)人員就真的相信了。結(jié)果在提出這種技術(shù)幻想的僅僅3年之內(nèi),就研發(fā)出了至少2種真正是雙脈沖的空空導(dǎo)彈。超級大國空軍專家分析后認(rèn)為,其中一種叫做PL15的雙脈沖導(dǎo)彈,保底動力射程300公里!而另外一種體量更大的重型空空導(dǎo)彈,被認(rèn)為保底射程至少400公里;甚至傳說在實際試射中擊落過700公里之外的動力氣球。700公里是空空導(dǎo)彈的射程,想想都讓人咋舌。可是這2種導(dǎo)彈實際裝備后,才發(fā)現(xiàn)超級大國雙脈沖還完全是PPT上的概念;最強(qiáng)的AIM120D的最大動力射程也就是在120到150公里之間。而另外一家的超遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈更是忽悠。現(xiàn)役最好的R77導(dǎo)彈在實戰(zhàn)中被對方打得毫無還手之力。這本身算是一個被戰(zhàn)略忽悠,而忽悠成遙遙領(lǐng)先的世界第一的例子。但是狼山認(rèn)為如果把這個實例當(dāng)軍事笑話來看,就過于膚淺了。


因為只有對固體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)有比較深入了解的人,才明白這個雙脈沖2次點火的技術(shù),是與日常的固體火箭理論格格不入的,完全屬于是不按套路出牌。其思維難度在一定程度上,不亞于在一夜之間憑空悟出氫彈的關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)。狼山就把固體火箭的具體原理大致介紹一下,就會明白這種雙脈沖2次點火要實現(xiàn)有多難。人類到目前的所有導(dǎo)彈和運(yùn)載火箭技術(shù),從大到起飛重量超過3000噸的土星五號,小到幾十克的鉆天猴煙花,其實都運(yùn)用了1000多年前就發(fā)明的火箭原理。通過向后持續(xù)噴氣來獲得反推力飛行。最早的火箭當(dāng)然就是竹筒裝的黑火藥,也是最原始的固體火箭。直到今天,所有大大小小的固體火箭的基本原理和1000年前的竹筒裝黑火藥仍然沒有太大的區(qū)別;甚至航天飛機(jī)的兩大固體助推火箭高達(dá)2500噸的總推力,其開始點火的物質(zhì)仍然離不開黑火藥。當(dāng)然,人類通過火箭實現(xiàn)航天夢主要靠后來的液體大火箭,鼻祖都是德國的V2飛彈。V2用酒精當(dāng)燃料,液氧當(dāng)氧化劑。首次飛出了大氣層。


現(xiàn)代液體火箭的發(fā)動機(jī)是一套或者多套循環(huán)燃燒裝置。主要構(gòu)件是渦輪泵和噴嘴,然后上面是氧化劑和燃料的儲箱。這樣所有現(xiàn)代液體火箭的發(fā)動機(jī)和燃料體系都是相對隔離的。但是當(dāng)代所有的固體火箭發(fā)動機(jī),從單個直徑超過6.2米,總長超過60米,單發(fā)推力3000噸級超級固體火箭,到最新的迷你導(dǎo)彈上的小型固體發(fā)動機(jī)。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理都是一樣的。也就是整個完整的固體火箭本身,就是一臺完整的發(fā)動機(jī)?,F(xiàn)代固體火箭都是從頂部開始點火燃燒。整個燃燒體內(nèi)部從上到下有一個貫通的燃燒中空孔洞管,從頂上一直延伸到最底部的噴口。點火之后,就像一段中空的枯樹干一樣從中間往外層逐步燃燒。以前的所有的固體火箭發(fā)動機(jī),一旦點燃就沒有中途熄滅的道理。不像液體火箭發(fā)動機(jī)一樣,可以臨時停轉(zhuǎn)燃料泵,讓火箭熄火滑行,過一段時間再重啟點火。至今誰也沒辦法讓已經(jīng)點燃的固體火箭發(fā)動機(jī)中途停下來。固體火箭的另外一個基本原理,就是內(nèi)部燃燒的總面積和推力成正比。在這個原理之下會有個問題。很顯然,如果固體火箭內(nèi)部的藥柱中間最早燃燒的中孔是一個正圓柱,那么越往外層燒,則燃燒的總面積越大。這樣固體火箭的推力會隨著燃燒的深入越來越大。但是大部分火箭或者導(dǎo)彈,剛剛發(fā)射起飛的時候,推力需求才是最大的。


這個難題,火箭專家想法解決了。這就是把中間藥柱的長中孔,不是澆筑成簡單的圓柱,而是改成復(fù)雜的米字狀甚至是雪花片狀,這樣火箭的燃燒內(nèi)面積更加均衡。但是說到這里,同時解決了導(dǎo)彈雙脈沖點火,二次燃燒的難題了嗎?根本沒有!固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)部復(fù)雜形狀燃燒中孔的新設(shè)計,只是解決了火箭推力曲線全程更合理的問題,但是根本沒有解決固體火箭2次點火兩次燃燒的難題。因為固體火箭不論大小,一旦點燃就只能到徹底燒完為止,絕不會像液體節(jié)流火箭那樣,中途熄火后再被動點燃。這是一個不能輕易突破的基本原理。到這里有人會說,這個簡單,可以把一發(fā)導(dǎo)彈的固體發(fā)動機(jī)做成兩節(jié),和大型火箭一樣中途拋掉燒完的部分不就行了?可問題是,不論P(yáng)L15還是更大的雙脈沖導(dǎo)彈。作戰(zhàn)全程都保持完整的氣動外形,根本沒有在中途拋掉一段這個環(huán)節(jié)。整個導(dǎo)彈兩次點火燃燒。用的都是尾部的同一個噴嘴。原則上任何共用一個噴嘴的固體火箭都不能2次燃燒。這個雙脈沖固推技術(shù)屬于違反基本原理。全球除了這家,別人到現(xiàn)在都沒想明白。


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