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深度:淺談中國霹靂21空空導彈 一優點助四代機掛載
送交者: 嵐少爺 2015年02月27日19:46:16 於 [軍事天地] 發送悄悄話
資料圖:霹靂-21的進氣道採用了方形,而不是圓形,這種設計可以讓進氣道在一定意義上可以起到彈翼的作用,有利於提高導彈的升力,從而進一步提高導彈的機動性能。  資料圖:霹靂-21的進氣道採用了方形,而不是圓形,這種設計可以讓進氣道在一定意義上可以起到彈翼的作用,有利於提高導彈的升力,從而進一步提高導彈的機動性能。

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  我們知道空空導彈採用的是固體火箭發動機,它的優點是結構簡單、可以長期貯存,特別是不需要吸氣,因此整體氣動設計比較簡單,不需要考慮進氣口、進氣道及彈身一體設計的問題,所以被廣泛的使用,但是它的缺點就非常明顯,就是需要氧化劑來幫助燃料進行燃燒,這樣就會造成一個問題,那就是導彈重量一部分被用於安裝氧化劑,等於增加導彈的空重,並且射程越遠,這個缺點就越明顯,象AIM-54這樣的遠程空空導彈,它的重量已經超過400公斤,這樣龐大的導彈不但降低了自己的性能,還影響了載機的性能。

2015號殲-20最新飛行照,可以看到已經削尖了的機尾尾撐。2015號殲-20最新飛行照,可以看到已經削尖了的機尾尾撐。

  重量並不是制約固體火箭發動機射程唯一的問題,燃料缺乏控制則是另外一個問題,我們知道固體火箭發動機的燃料則於瞬時燃料,它的燃燒時間較短,這樣的話導彈在彈道飛行初期可能就耗盡全部燃料,餘下只能依靠慣性飛行,所以當抵達彈道末段的時候,能量已經比較有限,難以打擊機動性能較高的目標,雖然出現了雙推發動機,它是將藥柱的燃面做相應的變化,在彈道早期用較大的推力來讓導彈加速,然後用一個較小的推力來維持導彈的速度,以提高發動機的工作時間,降低導彈能量損失速度,雙推發動機的性能雖然有所改善,但是仍舊沒有從根本上解決問題,採用這種發動機的AIM-120射程號稱上百,但是在實戰中飛行員發射距離幾乎沒有超過40公里,以期獲得較好的命中率。

  因此想提高導彈的射程,在彈道末段仍舊能夠保持較好的機動性能,又不想讓導彈的重量迅速增加,衝壓發動機顯然是必不可少,因為衝壓發動機屬於吸氣式發動機,它不需要配備氧化劑,因此可以有效的降低導彈的空重,從相關資料來看,我國霹靂-21採用的是固體燃料衝壓發動機,它的優點是結構相對比較簡單,可靠性較高,特別是利用貧氧推進劑燃燒所產生的高溫富燃燃氣做為衝壓補燃室的強大火源。在外界大氣條件和飛行姿態變化時不會造成熄火,可使導彈在較大攻角下工作增加了導彈的機動性。不過它的缺點就是能量較低,燃氣流不容易調節,推力控制不便等。流星導彈使用進氣道內的閥門來調節燃氣發生器噴管的喉道面積,從而改善燃燒室內的燃燒狀況,它的燃氣量最大調節比例大約是10:1。

近日,網上放出了一組新版2011號殲20隱身戰機原型機打開全部彈艙的圖片,十分引人注目。近日,網上放出了一組新版2011號殲20隱身戰機原型機打開全部彈艙的圖片,十分引人注目。

  衝壓發動機可以利用空氣中的氧氣降低自身的重量,但是也需要設計相應的進氣道以及實現進氣道/彈身的一體化,以得到較好的總壓恢復比,保證發動機能夠正常的工作,筆者注意到小新特務那張圖片上霹靂-21採用的應該是肋下兩側進氣道,類似於流星的設計,而不是R-77M-PD的X布置四進氣道布局。從各國的經驗來看,X布置的四進氣道布局的優點是控制技術比較簡單,因此對於制導與自動飛行系統的要求較小,另外在攻角不大的情況下,可以提供較好的進氣質量,有助發動機工作的穩定,但是它的缺點就是隨着攻角的增加,進氣質量會迅速下降,這是因為總會有兩個進氣道處於彈身背風面,這樣的話就降低它的總壓恢復,從而影響發動機的狀態,這樣就會降低導彈的性能,尤其是機動性能,所以X布置四進氣道比較適合飛行包線較為狹窄導彈,如反艦導彈,而不適合對於機動性能要求較高的導彈,如中遠程空空導彈。

  肋下雙氣進道的布局的優點一個是進氣道均處於迎風面,可以提供比較好的進氣效率,同時可以利用彈身對氣流進行預先壓縮,也可以改裝進氣道效率,這樣導彈進行大攻角飛行的時候,其能量損失就大為減少,有助於提高導彈的大機動能力,另外霹靂-21的進氣道採用了方形,而不是圓形,這種設計可以讓進氣道在一定意義上可以起到彈翼的作用,有利於提高導彈的升力,從而進一步提高導彈的機動性能。

關於殲-20戰鬥機的內置彈艙構造以及導彈發射的問題一直是一個迷。為保證隱身效果,第4/第5帶戰鬥機的彈艙往往隱藏在機身內,發射導彈前候需要打開彈艙蓋,而這一開啟投彈的過程往往是戰機研製的難點問題。  關於殲-20戰鬥機的內置彈艙構造以及導彈發射的問題一直是一個迷。為保證隱身效果,第4/第5帶戰鬥機的彈艙往往隱藏在機身內,發射導彈前候需要打開彈艙蓋,而這一開啟投彈的過程往往是戰機研製的難點問題。

  另外一個不確定的細節,就是霹靂-21似乎只有彈體尾部的彈舵,而沒有彈翼,這個與流星似乎也相仿,無彈翼布局的導彈優點是平飛阻力小,隱身性能好,橫向尺寸小,適裝性能好,尤其是第四代戰鬥機的彈艙空間有限,這一點比較有意義,但是沒有彈翼,意味着導彈缺少一個升力面,相應的升力減少,另外導彈空氣動力呈現非線性,對於飛控要求較高。不過衝壓發動機工作時間較長,導彈的平均速度較高,加上矩形進氣道可以在一定意義上擔負彈翼的功能,也可以做一個補充,所以霹靂-21未來會採用什麼樣的布局顯然是一個件令人感興趣的事情。(鼎盛 小飛豬)

有分析稱,我國研製的殲-20戰鬥機已經完成了武器投放實驗。近日,有網友也通過電腦技術來模擬了殲-20戰鬥機從機身兩側的內置彈艙里發射導彈的過程。  有分析稱,我國研製的殲-20戰鬥機已經完成了武器投放實驗。近日,有網友也通過電腦技術來模擬了殲-20戰鬥機從機身兩側的內置彈艙里發射導彈的過程。
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