设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 2299|回复: 2
打印 上一主题 下一主题

[武器展望] 一坑四弹的坑与弹

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
 楼主| 发表于 2023-3-31 15:29:51 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
垂发是苏联发明的,但在美国才成为世界仰望的标杆的。Mk41已经40年了,依然是业界标杆,关键在于热发射和共架发射。
& s" x+ x7 K  s& ]( @/ u- m8 q5 Q& h) V, n5 c& _4 `
苏式垂发是冷发射,具有可靠性高、对导弹的损伤小等优点,但不易共架发射,系统重量和复杂性较高。美式垂发是热发射,最大的优点就是共架发射,可以适配多种导弹,极大增加了武器配装种类和使用灵活性。尤其是一坑四弹,可以在一个垂发管内容纳4枚小直径导弹,极大地增加了弹仓容量和战术灵活性。热发射最大的问题是需要对疏导炽热燃气有专门的考虑。
/ N9 B& X) C/ H0 G$ C: k: I
5 O+ Z7 D. g6 w' B2 ?- r说起来,冷发射和热发射好像很直观,但恶魔永远在细节之中。
' p. n8 T! r% p9 R( ~% k9 r
8 ?! X" v8 o. Y, t% s0 V苏式冷发射实际上是发射筒内有一个滑动的吊篮结构,导弹放置在吊篮之内。发射时,压缩空气或者高压燃气驱动气压缸,气压缸迅速把吊篮顶上去,把篮内的导弹“甩”出去。为了避免导弹发动机点火失败而造成导弹回落、砸中舰体,垂发管一般有一个外倾角度,万一导弹发动机点火失败,直接掉入海中,避免事故。这最早是核潜艇上发射潜射导弹用的,后来延伸到水面舰艇上。% D) f  k8 a7 A7 Y0 v/ u2 P' j

* u) G' D4 r; V2 z" ~1 T苏式冷发射动作可靠。气压缸有多个,只要有足够数量还在工作,就能完成导弹发射,至少不会把已经解除保险的导弹半途而废地留在发射管里。发射筒也不承受压力,结构简单、轻巧。6 }5 W6 Y; M  z) a5 Q5 G

: D, e' a8 b# Z; ?" H7 N问题是吊篮结构占用一定的体积,所以发射管的直径较大,才能容纳导弹加上吊篮的体积。吊篮的滑动行程也收到限制,吊篮顶部不可能超出发射筒口,所以导弹发射出去的时候时候,吊篮底部还在筒口之下某个深度,不能完全利用发射筒的全部长度。发射筒的直径和长度决定了核潜艇的艇体直径。苏联核潜艇采用双层壳,容许发射筒的长度超出内层的耐压壳,但依然要采用影响航速和静音的大龟背。: M& q$ t0 u5 A5 b3 M
2 P( X  Y1 V0 J1 \) T2 z
法国的冷发射只用于潜艇,但没有吊篮,而是更加简单粗暴的滑动底板。压缩空气或高压燃气直接驱动滑动底板,推动导弹发射,就像内燃机里燃气推动活塞一样。取消吊篮后,发射筒的直径减小,发射时可利用全部行程,但底板的密封要求很高,发射筒也需要耐压。
1 z& F; U/ [; |2 }8 `7 X. R! D- m
显然,除了结构复杂、重量很大的四管四弹,冷发射与一坑四弹很难相容,否则就只有在一次发射中同时发射四枚导弹了。在一般战术使用中,也很少有需要同时发射4枚同型导弹的。
0 @; h/ x6 _$ l# }' \8 M; A+ p- D; m
当然,这不绝对。在有的场合下,需要集束发射大量小型导弹,同时打击大量的独立目标,这时“一锅端”式的密集发射反而是一个优点,可以一次发射4枚甚至8枚小型导弹,分别打击4-8个独立目标。4-8枚导弹在空中的分离和点火有点难度,但不是不可克服的,比如按照预编程分别转向,然后点火,转入自主飞行。: k* J7 J$ i- S5 J( ^& l
) o' e( z0 V: ?$ c6 |6 t
热发射最大的问题是燃气导排,发射管耐压、耐高温当然也是问题,导弹本身也有耐压、耐高温的要求,否则就被自己的高温高压燃气损坏了。* a" u. B) e: q4 w$ E

! k) _' ?, d! L4 v5 L  WMk41采用集中导排的方式,每4个发射管共用一套导排系统,系统内有喷淋降温等设备。这也决定了Mk41需要4管一组补充、更换弹药,不能一个一个吊装,因为垂发导弹的发射管与包装箱是一体的,不是把裸弹吊装的。
& E9 J- G- E% e) h: t# [' H- ]1 D- u
另一种方式就是同心管导排。也就是说,发射管有内外两层,内层内是导弹,内外层之间是导排通道。同心管的好处是真正做到分散化。集中导排要是出了故障,4枚弹全废了。同心管只影响自己,不影响邻管,因此也便于分别吊装。
- f; a: }1 v9 \2 [; @& l
: Q( A3 |8 H- r只要在设计时有所考虑,框架式的基本结构还可以拆除部分结构,把几个垂发管合并,成为超口径大筒,用于发射超口径导弹,比如翼展较大的高超音速导弹,或者以弹径换射程的远程导弹。这是架-管分离的全独立模块化结构的红利。集中导排就很难做到。0 G2 u9 n. r8 Z+ b/ g

, a4 W6 Y  ^* G/ q但同心管也有“厚度”问题,这是排气通道之所在,不可能太薄。而且内外筒都用耐压、耐高温要求,结构重量较大,技术也较复杂。据说美国“朱姆沃尔特”级上用的Mk57原本打算采用同心筒,后来还是用集中导排,只是直径加大了。
' R0 _, r9 Q1 E$ k
7 k0 J0 ?7 D0 ^! X5 U6 L, E中国新的通用垂发是冷热通吃的。冷发射还是吊篮式,热发射是同心筒式。由于每一根发射管都是独立的,冷热混装都没有问题,也不存在4管一组的问题,实现了彻底的“装弹自由”。通用垂发实际上就是一个简单的框架结构,导弹和发射筒都在一体化的独立模块内,只是“借用”发射框架的地方放一放。但这也带来了独特的问题。
8 m# s. x" `* \- f3 Z
0 a1 h. s  [( K6 m+ M2 r# X9 N  X; X因为同心筒的关系,中国850毫米通用垂发的直径世界最大,真的能容纳的导弹肯定是大直径的,但未必世界最大。更大的问题是一坑四弹怎么办?
. t  U4 M- j& b. d0 b" s4 ?/ J2 e
2 \1 l/ |) B# x+ K, \0 F简单粗暴的办法是一个发射管内填入四个同心筒,但同心筒的层间空间占用体积太大,空间效率较低。最后结果是可能通用垂发的直径较大,实际可容纳的小直径弹的直径限制比Mk41更大,使得“中国ESSM”的技术门槛非常高。' D' H- j3 o- P2 N3 |1 ^9 I5 N( R

1 I4 T9 d: `  I0 e7 P/ t5 \一个办法是采用混合导排。同一发射管内的4个子管的导排口接入共用大筒的层间导排空间,或者利用小管和大管之间的不规则空间为每个小管择优安排导排管。由于大管是为一坑四弹专用设计的,这样的“削足适履”是可行的。共用导排管道可节约空间,而不改变通用性和适配性。
' {: C4 p* N, z$ J. X9 B/ e6 u2 V! z
+ f7 x1 D! z! m这是尽快把SD10等现有中程空空导弹改装为舰空导弹的最快途径,还可通过加装助推级增加射程。但更进一步的增程最终收到弹径限制。
& D$ A0 J% U5 F; C1 ^
! X' P" z% c. b8 t. L圆柱形弹体是导弹的传统构型,道理很简单,圆柱形弹体在制造上最简单,给定外表面积的情况下,也具有最大的内部容积,或者说最大的燃料和装药容量。
! d5 n. l/ o0 y9 w$ x- ]5 @: T
8 Z" t' a# X$ u在机载使用的情况下,翼下挂载为主,导弹的形状和占用体积不是大问题。但在垂发内,形状和占用体积就是大问题了,只要有可能,需要尽量压缩“无效空间”,而圆柱形弹体在方形截面的垂发管内必然有可观的无效空间。一坑四弹的问题更大,或者弹体截面积在发射管内总的截面积的占比偏低。
8 M4 y" f$ X0 u0 [: y) @) ?- l5 t/ w# e0 A1 U
如果不再采用圆柱形弹体,而采用多边形弹体呢?# o+ u1 _: h9 \$ g; H1 S" ?

% |4 D  R2 r3 j  Y  r- o$ }( n在理论上,方形发射管里用方形截面的导弹具有最高的体积效率,但这没有考虑导排管路的问题。如果把方形截面的导弹切掉一角,就成了三角形截面,或者“两腰”低矮的五边形,切角留出的空间正好成为导排管路的空间。如前所述,一坑四弹的导排管路可以共享,提高空间使用效率。1 L8 e3 O, {: o. S. U

2 ~/ t' K. m1 C* V( v# M导弹可以采用三角形或者五边形截面吗?不仅可以,已经开始了,美国JASSM- ER巡航导弹和LRASM反舰导弹就差不多可看成三角形的截面,两者相像并非偶然,本来就是同源的。
9 p0 H8 v. G# N2 R' [6 U3 e0 Y( ^( g& _" e' _+ s
三角形或者五边形截面有一个平底,这实际上是好事,增加了巡航状态下的升力。常见的圆柱形弹体在巡航的时候,实际上也有一个迎角,用于产生额外升力。平底的效果更好。如前所述,圆柱体是因为体积效率最高,并不是因为气动效率高。根据气动布局的不同,圆柱体弹体在转弯的时候,可能依然要横滚后才转弯,并不一定就是直接转弯的,所以非圆柱体弹体并不影响导弹的机动性。2 O; h( _* x# q/ T9 x
, E3 ~8 ^4 i2 F4 L% Q& i
三角形或者五边形截面还提高隐身性能,JASSM- ER和LRASM的隐身有一半来自非圆柱体弹体。4 W0 e' u+ K. A5 c. u2 g4 k
6 f( E3 d5 F) f( C. J
三角形或者五边形截面还有一个好处:不仅可以在大直径垂发管里一坑四弹,还可以在中等直径垂发管里一坑两弹,而且继续保持很高的填充效率。圆柱形弹体就较难做到了。
5 b/ R7 g! j! N# w/ P! Z5 i$ i* ~% q: f% z" w$ p% F
坑和弹的问题解决了,中国的一坑四弹也就成型了。这对于提高各级战舰的弹舱容量有极大的作用。* n1 m8 C2 K; o, ?' b
0 S9 w. h0 I7 \9 |5 n2 O
实际上,对于机载使用,三角形或者五边形也是有用的。
$ R7 |; C' C1 V7 k
' R  U# e3 j: @2 N$ O" y隐身飞机强调机内挂载,但越来越难以避免翼下挂载了,这需要隐身茧包。
. e+ z0 {' ~! p& }9 i; j) N: X+ S4 |9 x
隐身茧包当然要进行隐身修形,还有减阻问题,此外形状不太讲究。机载发射可以抛放后点火,所以热防护和燃气导排不是问题,但依然有茧包内体积效率的问题。这时可以吧三角形或者五边形截面的弹体“背朝内”挂装,而不是垂发里“底朝内”的安装,可以达到更高的体积效率。投放时,先下后上,依次投放,可以在利用重力的同时,避免碰撞。有些导弹在投放时底朝上,或者侧朝上,姿态控制可以在脱离后纠正到底朝下的正常姿态,这很容易做到。' ]( E) u' Y; k9 l

8 T% Y0 V- Q' H. `

评分

参与人数 9爱元 +77 学识 +2 收起 理由
helloworld + 5
老财迷 + 8
常挨揍 + 10
landlord + 12 涨姿势
tanis + 12

查看全部评分

本帖被以下淘专辑推荐:

  • TA的每日心情
    开心
    2021-3-26 09:11
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    沙发
    发表于 2023-4-1 09:32:07 来自手机 | 只看该作者
    SD10是出口型号,共军自用型号是PL10.
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
  • 签到天数: 351 天

    [LV.8]合体

    板凳
    发表于 2023-4-1 20:14:34 | 只看该作者
    “吊篮的滑动行程也收到限制,吊篮顶部不可能超出发射筒口”4 o) w( g1 m; [
    -吊篮的滑动行程也到限制,吊篮部不可能超出发射筒口
    & x8 A* Z% h" J" L# S3 v. x; E* [. [/ M/ Q  h7 F+ I
    从没想过非圆柱体的导弹,这一坑四弹,应该都是近程防空导弹吧?五边形截面比圆柱体,可能少装点爆炸物,对近程防空导弹,似乎也影响不大。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2024-11-23 21:01 , Processed in 0.034881 second(s), 20 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表