导弹发射系统(四)温和而不温柔——冷发射技术科普中国-军事科技前沿 2020-10-23 作者:鸿爪雪梨 |
出品:科普中国
作者:鸿爪雪梨
策划:武玥彤
监制:光明网科普事业部
冷发射一词是相对热发射而言的,事实上,导弹点火起飞的过程绝对和“冷”扯不上关系。“冷”的过程也仅限于导弹脱离发射载具的期间。上世纪中期,为了满足潜艇水下鱼雷发射的需要,冷发射技术逐渐起步。在运用的过程中,人们逐渐发现了冷发射的可取之处,目前冷发射技术在各类导弹(战略导弹、飞航式导弹)中已得到了广泛地应用。
冷发射主要借助外部动力(压缩空气、燃气、蒸汽等)使导弹起飞,导弹在空中点火,火箭导弹采用冷发射技术,有利于大幅提高火箭武器的出筒(或滑离)速度;有利于简化发射阵地,改善发射环境,节约发动机燃料;有利于缩小发射筒(或发射井)的内径;由于无燃气影响,故适合在潜艇、船舶和陆地车辆上采用。
俄罗斯SS-N-19潜射型、SS-N-27反潜型导弹均采用了垂直冷发射系统。在陆基部署方面冷发射技术的应用也有很多,发展前景非常不错,像美国MX导弹和俄制SS-25、SS-27均采用了冷发射技术。早期的弹射装置庞大而笨重,不便于实战使用,但随着科学技术的不断进步以及作战方式的变革,冷发射技术得到了越来越广泛的应用。
冷发射技术的动力源之一是压缩空气。压缩气体发射系统一般由高压储气箱或高压气瓶组)、控制阀、排气管、发射筒等组成,导弹置于发射筒内,利用高压气瓶组储存能源,高压空气经电磁阀控制进入发射筒底部,当发射筒底部压力形成的总推力超过弹体质量与发射阻力的总和之后弹体开始运动,并在迅速增大的筒内压力作用下高速运动后弹出发射筒。
图1 052c冷发射红旗9防空导弹(图片来自网络)
采用压缩空气作为弹射工质,发射过程原理简单且安全无污染,但当面对数十吨或更重的导弹时,早期的压缩气源效率较低,且需要消耗大量工质气体,也造成了设备庞大笨重。近年来随着碳纤维等新材料发展,高压气瓶的强度、轻质化、耐高压性能飞速发展,压缩空气弹射技术又成为了许多导弹的优选。
燃气弹射技术是依靠燃气发生器产生的推力推动弹体,它以燃烧固体火药产生的高压气体作为推动火箭导弹的动力,具有体积小、能量大、发射装置简单的优点,可谓是冷发射中的“热发射”。但这种发射方式本身会产生高温燃气和有毒有害气体,对发射通道会产生一定影响。
图2 红旗-17低空野战防空导弹(图片来自网络)
为了解决压缩气体弹射和燃气弹射存在的问题,人们发明了燃气-蒸汽复弹射技术。具体来说,是在燃气弹射基础上,配置冷却器,高温燃气与冷却器中水形成蒸汽。一方面降低了燃气温度,另一方面也保证了燃气-蒸汽混合气体的速度。同时这种方式也可通过调节冷却器中的水流量,使冷发射时的能量可调,进而使导弹出筒速度处在最佳设计范围内,是一种灵活、经济的冷推出方法。
此外,炮射导弹也可视为冷发射导弹的一种。炮射导弹是利用坦克、裝甲车辆火炮或地面火炮发射的导弹,炮射导弹也可以称为是具有制导功能的炮弹。与一般导弹的主要区别是具有发射药筒,初速大、费用低。这种类型综合了火炮和火箭武器平台的优点,而且可与常规制式炮弹共享同一种火炮发射,操作方便,可大幅度提高坦克、装甲车辆和反坦克野战炮的远距离作战能力并提高命中精度。
图3 “谢里登”坦克发射“橡树棍”反坦克导弹(图片来自网络)
军事小百科:导弹冷发射技术与热发射技术的根本区别在于导弹点火的时机。冷发射技术具有热特征隐蔽性好、便于紧凑布置、改善发射环境等优点。有利于提高武器系统的快速反应能力;有利于野战机动发射方式的应用,减少地面车辆负担,更好的保证人员和设备的安全。
责任编辑:王超
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