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发布时间:2023-03-12 内容来源:网络

  半岛体育1982年、1988年,航天系统各单位合力研制的潜地导弹发射试验圆满成功2。

  航空是指人类利用飞行器从事的大气层内的飞行及有关活动。包含轻于空气的飞行器如飞艇,和重于空气的飞行器,如飞机、直升机等,不会飞离地球。(本文涉及很少)

  航天又称“星际航行”,其飞行器称为外层空间飞行器,如运载火箭、导弹武器、航天飞机等。(本文主要涉及内容)

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  著名的东风-41就是典型的陆基机动固体弹道式洲际核导弹,是战略打击模块重要组成部分。

  飞航导弹不仅采用发动机推力作为飞行动力,还要依靠导弹翼面所产生的动力支撑自身质量,大部分时间在大气层内沿着固定弹道保持平飞状态飞行。

  鹰击系列岸舰导弹作为沿海防御体系的坚实盾牌,就是一种飞航导弹,可打击大中型水面舰艇,对海攻击威力大,反应迅速,射程远。

  巨浪-2就是一种潜射弹道核导弹,主要搭载于新型战略核潜艇里面,是我国陆基、海基、空基“三位一体”战略核力量的重要一环。

  著名的“红旗-7号”就是一种地空导弹,可以快速反应、抗干扰、对付多目标。最近出现的伴随式野战防空导弹系统HQ-17AE是一种地空导弹,不但能有效拦截各类固定翼飞机、无人机反辐射空地导弹、亚音速巡航导弹,而且还能拦截隐身飞机、超音速巡航导弹及火箭弹5。

  彩虹-4无人机既可以执行战场侦察任务,搜集敌方作战信息,也可以对敌方目标进行导弹攻击。机头下方配备有侦察系统,两侧机翼下各有两个武器挂载装置,可挂载导弹武器6。随后彩虹-5也已试飞成功。

  结构简单且可靠性高。与液体火箭发动机相比不需要专门的储箱、复杂的输送系统、调节系统和喷注系统。

  维护简单且快速反应能力强。固体推进剂装药成型后能长期储存在发动机中,因而采用固体火箭发动机的远程精确打击导弹总是处于待发状态,只需进行简单操作就可发射,而液体火箭发动机发射前需对气路、液路、电路系统进行全面检查。

  推进剂密度高。由于推进剂密度高,因而可以缩小固体火箭的体积,减少火箭发动机的结构质量,从而提高飞行速度。

  大推力泵后摆液体发动机典型结构及力学特点,该种液体火箭发动机是由薄壁夹层、空间走向的管路、高速转子、空间桁架等力学性能各异的部件组成的复杂结构系统8

  相比上面的液体火箭发动机较为复杂的机械结构,固体火箭发动机可以简化为由壳体、衬层、推进剂药柱三部分组成,可以明显看出固体火箭发动机具有结构简单、易于维护、可靠性高等优点9。

  固体火箭发动机结构示意图,内部结构简单,由一定几何形状的推进剂药柱、人工脱黏、衬层和发动机壳体组成9

  固体组合动力火箭发动机是在固体火箭发动机基础上,与其他如吸气式动力相结合而衍生发展的一类组动力形式。目前主要包括固体冲压发动机和固体超燃冲压发动机等技术。

  另外为了增加飞行器的突防能力,固液混合火箭发动机可使滑翔类飞行器长时间在大气层内有动力飞行,根据飞行器不同飞行状态的升力需求,可以随时提供不同推力,也可以适应跳跃机动等复杂的飞行动作,弹道形式丰富11。

  现阶段对导弹的命中精度提出了更高的要求,性能先进的制导体制如毫米波制导、激光制导、红外成像制导、景像区域相关制导及GPS/惯导组合导航技术等进一步发展,并广泛应用于先进的导弹武器上。

  对海作战场景示意图,说明现代信息化战场条件下导弹武器系统面临愈加复杂的战场电磁环境12

  以红外制导为例,目前,主流红外导引头的探测器工作于中远红外波段,多种红外成像制导武器采用了多光谱成像技术,某些波段图像丢失不影响对目标的继续跟踪和识别,提高了武器的抗干扰能力和战场适应能力13。

  导引系统用来测定或探测导弹相对目标和发射点位置,按照要求的弹道形式形成导引指令,并把导引指令送给控制系统。远程精确打击导弹导引系统通常由运动敏感器及导引指令形成装置等组成。

  控制系统响应导引系统来的指令信号,迫使导弹改变航向,使导弹沿着要求的弹道飞行。远程精确打击导弹控制系统另一个重要任务是保证导弹在每一阶段稳定地飞行。远程精确打击导弹控制系统通常由导弹姿态敏感原件、操纵面位置敏感元件、作动装置和操纵面等组成。

  比如激光陀螺可以利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束光随转动而产生频率差的效应,来测量物体相对于惯性空间的角速度或转角14。

  战斗部是导弹完成基本战斗任务的部分,按照装药类型可以分为常规战斗部、特种战斗部(生物、化学)和核战斗部(头、氢弹头、中子弹头)。

  其中引战系统也是重要分系统,其任务是选择最有利的时机摧毁、破坏目标。在实际设计中,应尽可能将远程精确打击导弹各分系统的体积及质量降到最低,而把更大的空间留给作为导弹有效载荷的战斗部,使战斗部质量尽可能大,以便被攻击的目标受到尽可能大的毁伤和破坏。

  弹体构型设计最终要为远程精确打击导弹提供完美的气动外形、合理的部位安排和轻质高强的结构布局,其本身还要选用适宜的结构材料。

  充分利用最佳翼身干扰、翼面间干扰以及外挂物和翼身的干扰,设计出最大升阻比的外形布局;

  实际设计中,选定气动布局形式和部位安排要参考原准导弹的气动特性进行弹道估算,然后根据弹道估算结果出速度特性、可用过载值、最大平衡攻角和静稳定度指标等主要参数,把它们与要求的设计值相比较,修改外形设计。然后根据外形设计结果重新进行气动特性计算,导弹质量、质心、转动惯量计算,弹道计算等。如此反复,直到获得满意结果。

  随着各项技术的进步,导弹的各个系统也在同时发展,像最近的新型的金属材料锆基非晶合金(金属玻璃),其在压缩载荷下可以表现出剪切断裂的特征,即“自锐”效应。

  经过材料微观结构设计就可以作为一种新型的反坦克导弹战斗部材料——钨丝/锆基非晶复合材料

  晶态和非晶态原子结构的对比示意图,左边是无序的非晶态原子排布结构(可以表示锆基非晶合金基体原子排布结构),右边是有序的晶态原子排布结构(可以表示钨丝增强体原子排布结构)17

  连超强合金钢板都不在话下,钨丝/锆基非晶复合材料正在逐步验证为新一代穿甲材料。