[科普中国]-导弹弹射内弹道

导弹弹射内弹道(interior ballistic trajectory of missile catapulting)是指导弹弹射(又称外动力发射)时的过程规律。包括弹射动力产生过程规律和导弹在发射筒(箱)中的运动规律。

简介导弹弹射内弹道(interior ballistic trajectory of missile catapulting)是指导弹弹射(又称外动力发射)时的过程规律。包括弹射动力产生过程规律和导弹在发射筒(箱)中的运动规律1。

分析计算弹射过程从导弹开始运动瞬间算起，到导弹离开发射筒(箱)为止，所需时间较短。弹射过程是一个能量转换和传递的过程，由弹射动力源通过能量转换产生弹弹射动力，传递到导弹并推动其运动，直至飞离发时筒，并保证导弹的出筒速度和姿态。弹射所需动力由弹射动力装置提供，比较典型的方式有压缩空气法、燃气法和燃气-蒸气法等。

分析计算导弹弹射内弹道的第一步是根据要求分析弹射动力形成过程，计算其变化规律;第二步是根据弹射动力、导弹质量、弹射阻力计算导弹在发射筒中的运动规律。不同的动力源具有不同的动力形成过程，内弹道分析计算亦有所差别。

型号上最常用的是燃气-蒸气动力源。燃气-蒸气式弹射内弹道分析计算一般为:

(1)分析计算燃气发生器内燃烧过程，求得燃烧室内压力-时间变化规律;

(2)分析计算燃气作用下冷却水的加热汽化过程，求得燃气-蒸气工质的压力-时间变化规律;

(3)计算在工质推动下导弹在发射筒内的运动规律(压力-时间、速度-时间、行程-时间等)。

设计内弹道时应保证参数变化平稳，内弹道诸元(如燃气发生器最大压力、工质最大压力、工质最高温度、导弹出筒速度等)满足规定值1。

各种弹射动力系统特点弹射发射经历了各种不同的发射动力源.从炮式、液压式、压缩空气式、液压-气动式到燃气式、燃气-蒸汽式和正在发展的电磁式等。

（1）炮式

炮式可使导弹获得极大的初速度, 对快速捕捉目标与命中目标十分有利, 但导弹及其弹上仪器、设备经受极大的冲击过载, 只适用于设备简单的小型反坦克导弹上。

（2）液压式

液压式快速性好、功率大、功效高, 但设备精密、复杂、故障率高, 维修困难, 不宜野外作业。

（3）压缩空气式

压缩空气式是利用高压气体作为动力源, 能将导弹高速弹出, 但设备庞大、笨重, 大容量的高压气瓶工艺制作困难。

（4）液压-气动式

液压-气动式是液压式与压缩空气式的结合。

（5）燃气式

燃气式本质上是个固体火箭发动机, 能量大,体积小, 设备简单, 但是燃气温度高, 对本身热设计造成困难, 也对弹上设备及发射设施构成威胁。

（6）燃气-蒸汽式

燃气-蒸汽式是在燃气式弹射装置的燃气发生器后面加装水冷却器, 使燃气温度降低后进入作动筒, 因此能量得以充分利用, 并且可调, 压力变化平稳, 内弹道参数较理想, 但装置较燃气式复杂, 体积增大, 成本增加。

（7）电磁式

电磁式是利用电磁能量, 无声、无光、无污染,对导轨与设备无侵蚀, 弹射后可以获得很大的出轨速度, 但设备庞大、复杂, 技术难度大, 而且强大的电磁场会影响到弹上设备的正常工作。

在这些不同的动力形式中, 由于电磁式不同于其它发射方式, 并不是采用工质气体做功而是利用电磁能量作为动力, 本文暂不考虑.其余发射动力中, 燃气-蒸汽式综合性能突出, 能量可调,可弹射无人机或应用在航空母舰上弹射不同类型的舰载飞机, 通用性较好1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所