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怎么让导弹弹体越小、重量越轻 射程越远!

来源:体育平台官方    发布时间:2024-02-08 12:42:40

产品介绍

  改变导弹的燃料和发射方式!导弹实际上的意思就是一种飞行器,和飞机一样全程都需要受到大气密度的影响(地球的大气层是很厚的,根据最新研究结果证明,地球大气层甚至覆盖至月球,所以即使是弹道导弹在“自由段”飞行阶段也会受到大气层的影响,只不过因为高度的关系影响相对较少而已)

  所以导弹想要飞的远,最关键的技术就是“减阻”,只有尽可能的减少飞行阻力才能提高导弹的射程,所以导弹设计的相对较小是有利于提高射程、减小阻力的,但是导弹如果设计的太小话,又必然会压缩导弹燃料的体积,减小导弹燃料的容量,这样在导弹“主动飞行阶段”(动力助推阶段)的时间就会减小,那么导弹飞行的距离就又会变近,所以就需要新的高密度、高能量燃料来替代传统的导弹燃料,以弥补导弹体积减小后的燃料损失。▲一般来说,火箭发动机燃料要占导弹全重的66%左右、战斗部占比约10%、其余则有弹体、制导飞控等部件组成(有些导弹比较特殊,比如美国三叉戟系列弹道导弹,其固体燃料的质量占比最高可达95%)而导弹发动机燃料占比越高导弹自然射程越远。

  所以既想导弹体积小又想保证射程的传统做法,就是在减小导弹体积的同时,提高导弹发动机燃料的占比,比如美国的爱国者PAC-3、SM-3这些反导拦截弹,就是将导弹战斗部从破片杀伤战斗部换成直接碰撞杀伤战斗部或者增强型破片杀伤战斗部,用减少战斗部体积的做法提高导弹发动机的占比。▲美国著名的标准-3(SM-3)拦截弹,它与标准-2采用同样的MK72助推器和MK104双推力火箭发动机和操纵控制段,但是标准-3用第三级火箭发动机(TSRM)取代了标准-2的爆炸破片战斗部,并在上面加了一个小的第四级碰撞杀伤战斗部,这样在采用同样弹身的情况下,标准-3的射程(大于500千米)远大于标准-2的185千米(SM-2 BIockIV增程型)

  但是这些都是传统的导弹增程做法,虽能用替换战斗部的做法增大燃料占比,但是会影响到导弹的威力和作战效能,尤其是像反舰导弹或者弹道导弹这些需要高威比战斗部的导弹就不适合这样做了。▲替换战斗部以增程的做法一般都只是适用于反导拦截弹,用在反舰导弹或者弹道导弹身上就不太适合,因为战斗部威力小了其破坏力也就必然减少,作战效能自然也会大幅衰减,所以这些导弹都不采用这种方法。

  那么这些导弹想减小体积以增程的话,就只能用新的高能燃料去替换传统燃料来曾加比冲,现在导弹与火箭基本都是奔着这个思路去的。▲比冲是一个描述火箭发动机性能的重要物理量,其定义为单位重量的推进剂能带来的动量的改变量。相同重量的燃料,比冲越高,可提供给的动量越大,一般来说中程弹道导弹固体推进剂比冲每提高1秒,其射程能大大的提升70千米、洲际弹道导弹固体燃料比冲每提高1秒,其射程能大大的提升100千米。

  而洲际弹道导弹的固体燃料从早期的XLDB配方(美国三叉戟1型)再到中期的NEPE配方(三叉戟 型)再到现今美国的CL-20配方、欧洲的HNF配方、俄罗斯ADN配方(白杨-M、圆锤)都使弹道导弹在体积相对减小的同时射程有了显著的提高。

  而除了多采用固体燃料的弹道导弹之外,使用液体燃料的火箭也从最开始的液氧/酒精、液氧/煤油发展到了后来的四氧化二氮/偏二甲聠再到现在的液氢/液氧、液氧/甲烷燃料。

  但是无论导弹和火箭的燃料怎么样发展,这些导弹和火箭其实都还是以化学能助推为主,虽能利用各种先进的技术手段增加燃料的比冲,但是燃料本身仍然要占据巨大的体积,所以想有实际效果的减少导弹的体积,最根本的做法还是要用先进的发射手段去替代传统的化学能发射方式,好把大量的燃料重量节省下来。

  而现在最有前景和希望的新兴发射方式,就是电磁发射技术,利用电磁手段直接发射导弹,这样导弹就不再需要大量的化学燃料来助推,自然就可以大幅缩小导弹体积了。

  ▲大家不要以现在的眼光看待电磁发射技术,认为电磁发射技术现在发射个十几千克的制导弹丸也就只能打几百公里,更别说发射洲际弹道导弹了……但实际上以美国在九十年代的规划来看,初步成熟的电磁炮可以将制导弹丸直接发射到3000-5000千米距离,而成熟后的电磁炮可完全把制导弹药发射到10000千米的跨洲际距离上,并且采用电磁发射的“洲际弹道导弹”可以大幅减小体积重量,像燃料质量占比高达95%的美国三叉戟系列洲际弹道导弹,如果采用电磁发射技术发射,其能节约95%的质量,仅留制导与战斗部等核心部件即可,一发洲际弹道导弹在未来只有不到3000千克,这是非常大的技术进步。

  所以随技术的进步,未来的战场环境会大大出乎我们的意料,我们现在所认知的各种作战模式可能都会改变。

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