3M54E/俱乐部



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问:导弹里有发动机吗?为啥能飞那么远?

“俱乐部”导弹由俄罗斯的“花岗岩”-M巡航导弹发展而来。“花岗岩”-M导弹类似于美国的“战斧”式巡航导弹,由潜艇发射,由它发展出来的导弹有两种,分别是3M54E-1亚音速反舰导弹和3M54E“俱乐部”超音速反舰导弹。也许是因为出自同门的原因,再加上编号如此相近,以至西方甚至俄罗斯媒体都不加区别地将它们统称为“俱乐部”导弹。但是据革新家设计局称,“俱乐部”导弹仅仅指3M54E超音速反舰导弹,俄罗斯“俱乐部”导弹的北约代号是
SS-N-27“炙热”。

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结构特点

导弹飞的远,全靠发动机,导弹飞的快,全靠动力带。导弹又不是炮弹,他发射出去不靠火药爆炸的高膛压,而是在发射的轨道上朝着预定的方向自己助飞起飞的,导弹没有发动机的话就无法起飞了。

其结构采用三级制,第一级为固体火箭助推段;第二级为弹体:由背部可折叠一字型弹翼、尾部可折叠十字型尾翼、腹部埋入式可伸缩进气口、惯性导航系统和TRDD50小型涡喷发动机组成;第三级为弹头:由ARGS-54雷达导引头、战斗部和固体火箭发动机构成。

导弹不但有发动机,而且不同的导弹发动机也不同。弹道导弹的发动机和火箭一样,都采用的是火箭发动机,而且分为液体燃料发动机和固体燃料火箭发动机两种,因此这样的导弹都长得和火箭似的,有些还需要起竖后才能发射,原因就是这样的弹道导弹原理和火箭其实是一模一样的,只是把卫星换成了弹头,更有甚者,可以直接用火箭改造出导弹来。

而巡航导弹则和弹道导弹不同,作为导弹家族和弹道导弹齐名的一种导弹类型,巡航导弹大都采用涡扇或者涡喷发动机,也就是和飞机发动机类似,也有人把巡航导弹归类为小型无人飞行器,看作是无人机,因此巡航导弹就和一个小飞机一样,可以自己起飞,自己飞行,而且航路航线多变,可规划,近年来发展出的巡飞弹作为巡航导弹的一个分支,基本和无人机别无二致了,可以自己在跑道上起飞,也可以最终返回跑道回收。

除了这些导弹,一般的对空导弹和反舰导弹还可以使用冲压发动机或者超燃冲压发动机,以实现高效率的燃烧燃料,提高发动机的功率,以助飞导弹迅速进入超音速飞行模式,这样的导弹机动系数大,射程一般较远,重量也较大,常见于重型超音速反舰导弹,比如我国海军的YJ12导弹和俄罗斯海军的日炙导弹等。

导弹都有发动机,没有发动机的倒成了炮弹的,打的准的叫精确制导炮弹,扔出去的叫炸弹,只有那些有发动机,自己飞行,有制导方式的弹药才叫做是导弹。

导弹当然有发动机机,主要包括火箭发动机与喷气式发动机两大类。火箭发动机又包括液体火箭发动机与固体火箭发动机;喷气式发动机包括:冲压发动机、涡喷发动机与涡扇发动机。为了提高导弹的突防能力,两大类发动机往往结合使用,使得导弹的推力系统变得特别复杂。

弹道导弹的发动机就是火箭发动机,老一代弹道导弹使用液体燃料火箭,比较先进的使用固体燃料。相比液体燃料火箭发动机,固体燃料发动机反应时间更快,操作更安全。火箭发动机把弹头推送到大气层以往,然后分离脱离,完成发射任务。目前,我国大部分弹道导弹使用的是固体燃料火箭,如东风-31、东风-26等等,我国的东风-5B井下发射洲际弹道导弹,使用的是液体火箭发动机。

空空导弹、地空导弹使用也是固体火箭发动机。空空导弹装药量较少,能短时间获得较大动能,但保持推力时间很短,发动机工作的飞行区域又称为不可逃逸区,导弹处于大推力,大过载状态(达到几十G),对方的战机无处可逃,不可逃逸区一般不会超过50公里。

国产小型涡扇发动机剖面图

巡航导弹使用的是固体助推火箭发动机+涡喷(涡扇)发动机,发射时使用助推火箭提高初速,燃料耗尽后抛掉,由小型涡喷(涡扇)发动机提供动力。小型涡喷(涡扇)构造与航空发动机一样,功效比高,导弹射程远。

澳门新葡亰手机版,冲压发动机工作原理

反舰导弹比较复杂,拿我军三型主战导弹举个例子。鹰击83固体助推火箭发动机+涡扇发动机,鹰击12固体助推火箭发动机+冲压发动机,鹰击18固体助推火箭发动机+涡喷发动机+固体助推火箭发动机。三种发动机的混合使用赋予了三型导弹不一样的作战性能,鹰击18是亚音速反舰导弹,鹰击12是全程超音速反舰导弹,鹰击18是更为先进的亚超结合反舰导弹。

鹰击12

鹰击12冲压发动机采用压缩空气作为氧化剂,减轻了重量又有类似于火箭发动机的强大推力,缺点是航程仍然受限,所以鹰击12一般采用空射高弹道发射方式。鹰击18巡航阶段使用的是涡喷发动机亚音速飞行,末端抛掉涡喷发动机采用火箭助推,攻击速度超过3马赫,三级发动机构造让鹰击18具备航程远、突防能力强的双重优势。

鹰击-18

总结一下,所有导弹都有火箭发动机,没有火箭助推只有涡轮发动机的飞行器称之为无人机,什么动力都没有的精确制导武器称之为灵巧炸弹。

导弹里肯定有发动机啊,没有发动机的那是炸弹!不论是防空导弹、反舰导弹还是弹道导弹等,只要是被称为“导弹”,必不可少的就是要有自己的动力,否则,没有自身动力的支持弹体就无法有效追踪、打击目标,怎么好意思叫“导弹”。发射中的“三叉戟II”潜射弹道导弹,发动机喷射出了大量的燃气

导弹的种类、用途多种多样,其动力形式也不尽相同,目前导弹中普遍装备的动力系统有火箭发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、冲压喷气发动机等,处于研发阶段的还有超燃冲压发动机。不同用途、不同结构尺寸的导弹,会选择性的装备相应的发动机,如空空导弹中一般使用火箭发动机,个别型号采用冲压发动机,如欧洲的“流星”中远程空空导弹就装备了固体火箭+冲压发动机;巡航导弹一般采用小型的涡轮喷气发动机或者涡轮风扇发动机,如大名鼎鼎的“战斧”巡航导弹,装备的是推力约270公斤的F-107-WR-450涡扇发动机,由于推力小“战斧”的巡航速度只有约0.8马赫,但是低油耗可以是“战斧”达到2000公里以上的航程。欧洲“流星”中远距离空空导弹,下面的2个孔为其冲压发动机进气口“战斧”巡航导弹,装备小型涡扇发动机巡航中的“战斧”导弹,下方进气口清晰可见

反舰导弹采用的动力形式是最多样的,几乎所有的导弹动力形式都有。如我国的鹰击-83反舰导弹,起飞段采用小型固体火箭发动机助推,巡航段则采用涡喷发动机,而鹰击-12则是固体火箭+冲压发动机的动力组合;俄罗斯P
700“花岗岩”、3M-80“日炙”超音速反舰导弹采用固体火箭发动机+冲压发动机的动力组合。鹰击-12超音速反舰导弹,采用冲压发动机,有4个进气口俄罗斯P700超音速反舰导弹,冲压发动机进气口在导弹顶端

对于大型导弹来说,目前基本上都是采用的火箭发动机(液体或者固体火箭发动机),火箭发动机的特点是推力大,但是持续时间较短。如我国的东风-5系列洲际弹道导弹装备4台液体燃料火箭发动机,最大射程可达14000公里;美国“三叉戟II”系列潜射弹道导弹装备的是1台大推力固体火箭发动机,最大射程可达11000公里。弹道导弹顾名思义其飞行轨迹类似于炮弹的抛物线,也就是说发动机工作一段时间将其送到一定的高度后,弹头与弹体就会脱离,其超远的射程其实是靠设置不同的“抛物线”弹道实现。发射中的东风-5洲际导弹,装备4台液体火箭发动机州的弹道导弹的飞行过程示意图

随着技术的发展,未来的导弹发动机形式也会更加多样,导弹的飞行速度和射程也会越来越优秀。美、俄等国正在研发的超高速武器利用的是超燃冲压发动机,但是目前尚未到规模应用的阶段,一旦技术成熟,未来的高科技战争门槛将会更高,一般的中小国家将会被抛的远来越远。各军事强国正在研发的超高声速武器,装备超燃发动机,速度可达5马赫以上

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当然有了,不同的弹道还有不同类型的发动机,比如说大多数巡航导弹,一般只要求亚音速飞行,且需保证足够大的射程,导弹体积有比较小,所以就常会选择小型涡扇发动机;空空导弹结构体积更小,有需要保证高过载性能(几十G),又要保证超音速飞行能力和机动性,相对而言射程比较近,就会采用固体火箭发动机;再比如反舰导弹,相较于空空导弹而言,体积限制不是很高,抗过载性能要求也不高,如果不是射程超远的LRASM一类的反舰导弹,就会选择航程一般、但是速度较快的冲压发动机。

话不多说,上图就是大明明鼎鼎的“战斧”巡航导弹采用的F107-WR-402型涡轮风扇发动机,战斧巡航导弹的整个动力装置由涡扇发动机(F107)+固体火箭助推器(CSD/ARC固体燃料助推器)组成,保障了其亚音速飞行和2500公里射程。

再看上图,法国MdCN巡航导弹组装线,红色弹体后面“金属色泽”部分为该弹的助推段,该助推段为抛弃式推进段,采用固体火箭发动机。在导弹发射时,该助推段提供动力将弹体推出垂直发射筒,并将导弹加速到所需的巡航高度和速度后,导弹发动机才点火工作并将助推段抛弃,同时展开弹翼并伸出进气道,具体的工作流程见下图(动图点大):

海基的MdCN巡航导弹显然源自英法合作研制的“风暴阴影”空射版巡航导弹,但是该型导弹的发动机则用透博梅卡公司的“TR50小型涡喷发动机”替代了“风暴阴影”的TRI
60-30涡喷发动机,目的就是降低油耗,增大射程,巡航速度为800公里/小时,射程则由空射版的500公里提高到1500公里。我们可以看到,虽然以降低巡航速度为代价提高了航程,但是MdCN的小型涡喷发动机油耗还是要比“战斧”巡航导弹的涡扇发动机高的多,所以射程也远不及“战斧”巡航导弹。

飞机坦克都有一颗强悍的“心”,导弹也不例外。它不但有发动机,种类还很多,能将导弹推到最大20多马赫的超高速度。

导弹家族很大,按弹道分有弹道导弹、飞航式导弹、巡航导弹等;按功能分有反舰导弹、防空导弹、空空导弹、反坦克导弹、反辐射导弹等。

不同导弹工作环境不同,任务目标不同,速度和机动性不同,所以配备的发动机也不同。弹道导弹在数百公里高,近似真空的外层空间飞行,需要自带氧化剂、还原剂。而巡航导弹全程在大气层中飞行,为了获得更远航程,会选择经济性更好的吸气式发动机。

导弹发动机分火箭发动机、吸气式发动机、特种发动机等几大类。

一、火箭发动机,又分液体、固体火箭发动机。

1、液体火箭发动机,用单组元、双组元液体推进剂。工作时间长,比冲大,推力易调节,便于多发并联,能多次点火。但结构复杂,燃料注入时间长,不利于储存操作。

按推进剂供应方式,又分泵式、挤压式。泵式效能高,多用在大型导弹的运载火箭上,比如美国“大力神I”洲际弹道导弹、苏联SS-10洲际弹道导弹等。

挤压式结构简单性能略低,多用在中型导弹,比如苏联SS-3短程地地导弹、美国“长矛”地地战术导弹等。

▲“长矛”地地战术导弹

弹道导弹分导弹头重返大气层时,以近乎垂直的角度落下,速度达二十几马赫,任何手段能无法防御,不论是航母,还是反导系统都无能为力。

2、固体火箭发动机,在现代导弹上应用广泛,从大型弹道导弹到中小型地空导弹、反舰导弹、空空导弹、反坦克导弹等都有使用。

它的燃料和氧化剂按配比混合,在燃料舱中浇铸成药柱,中间燃烧通道。药柱点燃后,高速气体迅速喷出,反应速度快,推力大,运输储存方便,源源动力召之即来。

装备液体、固体火箭发动机的弹道导弹,弹头重返大气层速度高达二十几马赫。不管是航母还是反导系统,任何手段都无法防御。

但常规固体火箭发动机燃料一次性烧完,不能二次点火。所以一些需要末端高速机动的空空导弹设计了双脉冲火箭发动机。它有两段燃料,初始加速用一段,接近目标再启动第二段,末端机动性提高不少。

反坦克导弹也是固体火箭发动机,存储方便使用灵活,成为坦克杀手。

二、吸气式发动机,包括涡喷、涡扇、冲压、火箭-冲压一体化等。

对陆、对舰攻击导航需要远射程,如何用更少的燃料飞更远距离,就考验发动机效率和经济性。涡喷、涡扇、冲压发动机吸入空气助燃,不用带氧化剂,相对于火箭发动机占了很大便宜。连工质也是外部空气加热,所以效率很高。

吸气式发动机主要在大气层内飞行的导弹上使用,比如巡航导弹,反舰导弹、防空导弹等。

1、涡喷发动机体积小、速度快,多用在超音速导弹上;涡扇发动机体积大、迎风面大、经济性更佳,多用在亚音速导弹上。

大部分导弹采用两种或两种以上发动机组合,发挥各自优点。比如美国“战斧”巡航导弹,起飞段是火箭助推器,巡航段用F-107-WR-450涡扇发动机,用几百公斤RJ-4高密度燃料,实现了2500多公里超远射程。

2、冲压发动机理念很先进,它结构简单,只有进气道、燃烧室和喷管,连涡轮和压气机都取消了。燃料在燃烧室内燃烧喷出,效率很高。

著名的“黑鸟”侦察机装备两台冲压发动机,最大飞行速度达3.3马赫,成为世界上速度最快的飞机之一。

导弹也一样,冲压发动机能将导弹加速到5~8马赫,非常惊人。比如俄罗斯3M22“锆石”超音速反舰导弹,使用超音速冲压发动机,末端突防速度达8马赫。美国航母也不敢轻易接招。

▲“锆石”超音速反舰导弹

但冲压发动机启动条件苛刻,没有压气机,只能用速度压缩空气,一般要2马赫以上启动。它不能单独静止使用,要跟其他发动机组合。

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