內(nèi)彈艙超音速下安全發(fā)射導(dǎo)彈,其難度等于在250米以下發(fā)射魚雷!

昨天談到了戰(zhàn)斗機(jī)的內(nèi)彈艙設(shè)計(jì),其實(shí)可以難倒全球99%的國家。換句話說,到目前為止,也就只有2大國徹底解決了隱身機(jī)內(nèi)彈艙的設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐,這個技術(shù)被成功運(yùn)用到了現(xiàn)役的第5代隱身戰(zhàn)斗機(jī)上面。而隱身內(nèi)彈艙又包括機(jī)體腹部的主彈艙和機(jī)體側(cè)面的格斗彈艙。因?yàn)閮?nèi)彈艙在正常飛行中是嚴(yán)格關(guān)閉的。而只有在對外發(fā)射導(dǎo)彈或者投擲攻擊炸彈的時候才瞬間打開,然后再把導(dǎo)彈或者炸彈安全發(fā)射出去。發(fā)射完畢后又需要迅速地關(guān)閉內(nèi)彈艙,這樣才能確保隱身機(jī)外形的整體隱身效果。而這一開一關(guān)的過程,飛機(jī)本身的氣動性能會發(fā)生急劇的變化。此時既然要保持飛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的剛性,又要避免外界氣流沖擊的瞬間變化對飛行狀態(tài)產(chǎn)生明顯的不利影響,因此整個彈艙在設(shè)計(jì)和試驗(yàn)過程中,要吹無數(shù)次的,

風(fēng)洞,既包括中低速風(fēng)洞,也包括超音速風(fēng)洞,甚至是2倍音速以上的風(fēng)洞。因此沒有超級風(fēng)洞裝備的國家,基本無法設(shè)計(jì)和裝備出安全合理的內(nèi)部主彈艙和側(cè)彈艙。具備完整的風(fēng)洞體系,只是完成內(nèi)彈艙設(shè)計(jì)的必要條件;最終設(shè)計(jì)成功不成功,還要看飛機(jī)設(shè)計(jì)師本身的技術(shù)功底。但實(shí)際上即使設(shè)計(jì)出合理的內(nèi)彈艙,包括主彈艙和側(cè)彈艙,也僅僅是成功了1小半,因?yàn)檫€有一個如何從內(nèi)彈艙安全有效的發(fā)射空空導(dǎo)彈和其他配套的靈巧彈藥的問題。這是因?yàn)閼?zhàn)斗機(jī)在空中的飛行速度都是很快的,大部分當(dāng)代的戰(zhàn)斗機(jī)都可以飛到音速之上,而且戰(zhàn)斗在飛行和作戰(zhàn)過程中的空間自由度是任何大型飛機(jī)都無法對比的。也就是戰(zhàn)斗機(jī)在作戰(zhàn)過程中,飛行姿態(tài)和飛行方向會出現(xiàn)劇烈的360度球面的變化,飛機(jī)的機(jī)頭指向,

的瞬間角速度的變化會超過30度每秒。也就是會上下翻滾的同時劇烈的左右漂移,甚至?xí)龀鲆恍@世駭俗的超限制動作。這樣劇烈機(jī)動的目的,基本目的都是在空戰(zhàn)中獲得方位和指向優(yōu)勢,然后發(fā)射導(dǎo)彈將附近的敵機(jī)快速擊落。在高速飛行的同時還要劇烈的空間機(jī)動,這對發(fā)射導(dǎo)彈時的狀態(tài)要求是極高的。也就是要把導(dǎo)彈安全地發(fā)射出去,盡量避免高速氣流的沖擊和復(fù)雜的機(jī)動角度下,剛剛脫離發(fā)射機(jī)本身的導(dǎo)彈或者炸彈,會與發(fā)射機(jī)產(chǎn)生瞬間碰撞的危險。對傳統(tǒng)的、外掛導(dǎo)彈的二代戰(zhàn)斗機(jī)和三代戰(zhàn)斗機(jī)來說,要在高亞音速,甚至超音速以及劇烈空戰(zhàn)機(jī)動的狀態(tài)下安全發(fā)射導(dǎo)彈。不論是中距彈還是格斗彈,都需要導(dǎo)彈發(fā)射導(dǎo)軌的輔助。導(dǎo)彈發(fā)射導(dǎo)軌可以長時間掛彈飛行;在導(dǎo)彈點(diǎn)火之后,又可以在導(dǎo)軌上,

先有控機(jī)械滑行0.0幾秒。不論發(fā)射飛機(jī)本身此時的飛行速度和飛行姿態(tài)是什么樣子,被發(fā)射的導(dǎo)彈都是先按照導(dǎo)軌的軌道指向進(jìn)行初始飛行,而當(dāng)導(dǎo)彈脫離發(fā)射導(dǎo)軌的瞬間,此時導(dǎo)彈已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的推重比狀態(tài);也就是推力往往是自身重量的50倍以上。此時一般的相對氣流甚至是超音速氣流,已經(jīng)對極高推重比的導(dǎo)彈不再起到很明顯的吹拂位移作用,因此導(dǎo)彈可以安全的脫離發(fā)射機(jī)去自行尋找打擊目標(biāo)。至于戰(zhàn)斗機(jī)投擲炸彈,則盡量處于平飛狀態(tài),然后松開炸彈的掛載裝置,讓炸彈在自身重力的作用下脫離投擲飛機(jī)。由于大多數(shù)炸彈本身沒有空空導(dǎo)彈發(fā)射時的巨大推力,因此即使水平投彈,在高速氣流下也有突然被吹得和投擲機(jī)瞬間碰撞的可能性。要避免這種現(xiàn)象,則要求飛機(jī)在投彈的瞬間,盡量要保持平穩(wěn),速度盡量地降低一些。

而具備內(nèi)彈艙的隱身戰(zhàn)機(jī)發(fā)射導(dǎo)彈或者投擲炸彈,則基本無法借助發(fā)射導(dǎo)軌的輔助。當(dāng)然像F22A的側(cè)彈艙發(fā)射格斗導(dǎo)彈,先把導(dǎo)彈的引導(dǎo)頭斜伸出去,這在一定程度上也算是借助了半導(dǎo)軌發(fā)射的模式;而不論F22A還是F35系列的腹部主彈艙,都需要先把空空導(dǎo)彈彈射出彈艙之外,再進(jìn)行點(diǎn)火的模式。對F35系列問題相對簡單一些,因?yàn)?種F35都不能超音速空戰(zhàn)。而F22A卻要求超巡狀態(tài)下發(fā)生導(dǎo)彈。于是這種技術(shù)難度,完全不亞于潛艇在水深250米以下發(fā)射魚雷的難度。雖然當(dāng)今全球的大多數(shù)常規(guī)潛艇都可以下潛到300米之下,核潛艇甚至可以下潛到500米之下,但是全球發(fā)射魚雷的最大深度記錄只有270米。99%的潛艇沒有在200米以下實(shí)際發(fā)射過魚雷。而90%的隱身機(jī)也沒有在超音速下,通過內(nèi)彈艙發(fā)射過空空導(dǎo)彈。剩下的那10%,恐怕只有某20做到過!