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MightyDragon 發表於 2013-1-8 10:29 PM

刺天長鍔 - 淺析我國遠程防空導彈


果然是「聽飛豬一席話,勝讀十年書」。此文章詳盡地介紹了所謂的「衝壓發動機」的其實亦有不同種類,而其中液體衝壓發動機具有高熱量、推力可調等的優點。雖然因構造更複雜而增加了技術難度和生產成本,但在擁有更大射程的壓倒性好處下,中國的拳頭反艦導彈「鷹擊-12」仍選用了液衝作為動力來源,以獲得比同類的固沖產品(如俄印合製的「布拉莫斯」)更高的性能 {:46:}


來源:騰訊軍事頻道
作者:小飛豬


采用衝壓發動機的波馬克防空導彈

  近日,有新聞報道我國新型防空導彈的消息,令人注目標的是該導彈采用液体燃料,外界推測它就是我國傳聞已久的衝壓發動機遠程防空導彈。

在新聞報道中,筆者注意到該型號“加注燃油后,重量高達1.8噸”,這意味著它的發動機燃料是煤油,因此可以確定這種發動機是衝壓發動機,加注燃油后,發射重量仍舊高這1.8噸,說明它的射程比現有的防空導彈要遠的多,國產紅旗-9防空導彈在發射重量為1.3噸的情況下,射程達到125公里了。

新世紀出現一型采用衝壓發動機的防空導彈有點出乎外界的意外,因為衝壓發動機是早期防空導彈的主力動力裝備之一,但是現代防空導彈已經很少使用,衝壓發動機由進氣道、燃燒室和尾噴管構成,沒有壓氣機和渦輪等旋轉部件,高速迎面氣流經進氣道減速增壓,再進入燃燒室與燃料混合燃燒,產生高溫高壓燃氣經尾噴管膨脹加速后排出,從而產生推力。它的結構簡單、沒有轉動部件,因此造價低、超聲速飛行時性能好,對一次性使用的導彈,該優點尤其突出。不過衝壓發動機發動機有一個缺點就是要在一定速度下才能啟動工作,所以需要助推器將導彈加速到工作速度,這樣就增加了導彈結構的復雜性,但是早期固体和液体火箭發動機技术還不成熟,一般情況下,導彈也需要兩級發動機,一級發動機用于加速,另外一級用于巡航,以提高導彈的射程,所以衝壓發動機一度是各國防空導彈的主要動力,比較典型的就是美國的波馬克地對空導彈,它采用兩台捆綁式衝壓發動機,時速M2.5,發射重量7噸左右,射程320公斤,改進型更是可以達到700公里,系統采用指令加末段主動雷達制導方式,導彈在飛行途中接收來自地面防空系統的目標數據,控制導彈飛向目標,開啟雷達對目標進行探
測,與此同時美國海軍也發展了采用衝壓發動機做動力的黃銅騎士艦空導彈,而前蘇聯也發展了采用衝壓發動機的3M8、SA-4防空導彈,其他如英國發展了海標槍艦空導彈。


前蘇聯SA-4防空導彈

隨著技术的發展,固体火箭發動機逐漸成熟起來,特別是固体雙推火箭發動機,簡化了導彈的結構,降低了成本,特別是固体火箭發動機不需要考慮進氣的問題,因此不需要設計超音速進氣道,進氣道技术是現代空氣動力的尖端和難點,所以研制難度要小衝壓發動機導彈,因此固体火箭發動機迅速成為各國防空導彈主流,為了提高衝壓發動機的應用能力,出現了整体式衝壓發動機,它的最大的特點就是將助推火箭和衝壓發動機合二為一,利用前者燃料完畢的殼体做為后者的燃料室,這樣降低導彈的体積和重量,但是進氣問題依然無解,根據俄羅斯的說法,衝壓發動機動力的防空導彈的攻角不能超過15度,否則就會降低發動機的推力,從而影響導彈的狀態,隨著作戰飛機機動性能的提高,衝壓發動機這個缺點就變得非常突出,所以現代新型防空導彈几乎沒有采用衝壓發動機就是這個原因。


海標槍導彈

早期的整体衝壓發動機是液体衝壓發動機,雖然它具備燃料比衝大、能量高的優點,但是它存在著的結構復雜、可靠性差、進氣道捕獲面積大、阻力大、易熄火等不足,為此出現了固体燃料衝壓發動機和固液燃料衝壓發動機,由于燃氣發生器中貧氧推進劑燃燒所產生的高溫富燃燃氣成為衝壓補燃室的强大火源,因此固体火箭衝壓發動機可在寬廣的空、燃比下工作。在外界大氣條件和飛行姿態變化時不會造成熄火,可使導彈在較大攻角下工作,增加了導彈的機動性。但是固体火箭衝壓發動機的缺點就是燃氣流量調節困難,因此推力無法調節,所以固体火箭衝壓發動機無法滿足中遠射程導彈的要求,在這種情況下,綜合了固、液衝壓發動機優點的固液衝壓發動機就出現了,固液衝壓發動機采用液体燃料,保留液体衝壓發動機推力可以調節的優點,同時采用了固体火箭衝壓發動機的燃氣發生器,做為燃料室火源,解決了液体衝壓發動機高空飛行容易熄火的問題。不過固液衝壓發動機的缺點就是結構比較復雜、造價較高,最初將固液衝壓發動機用于防空導彈的是前蘇聯,當年前蘇聯在研制3M9導彈的時候,就曾經想采用固液衝壓發動機方案,並且進行相關發動機的地面試驗,但是考慮到技术成熟程度和成本等原因,3M9最終采用了固体火箭衝壓發動機。


SA-8防空導彈

我國從上世紀50年代開始研制衝壓發動機,到60年代基本上掌握了衝壓發動機的原理,並進行了相關的試驗,在這些經驗的基礎上,我國研制了海鷹-3型超音速反艦導彈,並進行了多次試射,盡管該型導彈沒有最終設計定型裝備部隊,但是已經標志我國掌握了第一代衝壓發動機導彈技术,此后我國繼續研制衝壓發動機,重點突破整体式衝壓發動機技术,並且在上世紀90年代末研制成功整体式液体衝壓發動機、固体衝壓發動機和固液衝壓發動機,並在新世紀用于型號發展,根據相關報道我國相繼開展了YJ-12超音速反艦導彈和和PL-12D中程空空導彈的研制。前者采用整体式液体衝壓發動機,后者采用整体式固体衝壓發動機。與此同時我國還開展了北航-2號固液衝壓發動機探空火箭的研制,並且進行試射,表明我國已經初步掌握了固液衝壓發動機技术。


我國已經研制多開進以衝壓發動機為動力的空空導彈

那麼我國這型導彈采用了什麼樣的衝壓發動機,筆者覺得應該從它的用途來看分析,首先固体火箭衝壓發動機可以排除,因為固体火箭衝壓發動機的射程較近,與現有的固体火箭發動機防空導彈相比沒有太大的優勢,而衝壓發動機與固体火箭發動機相比最大的優點就是發動機工作時間長,導彈射程較遠,所以這型防空導彈肯定是一種遠程防空導彈,這樣發動機就只有從液体衝壓發動機和固液衝壓發動機兩種之間選擇,前面說過液体衝壓發動機的優點液体燃料的理論空氣量大、能量高,多適用于飛行包絡(高度和速度)較寬和射程較遠的用途,但是它的缺點就是高空飛行的時候,火焰穩定性是一個難題,容易造成發動機熄火,而新型防空導彈為了提高射程,多采用次佳彈道,也就是導彈采用高拋彈道,導彈發射后先爬高到高空,由于高空空氣稀薄,空氣阻力較小,因此導彈的升阻比增加,射程增加,這樣液体衝壓發動機高空飛行火焰不穩定,容易熄火的問題就變得非常 突出,而相對而言,固液衝壓發動機結合了液壓總壓發動機和固体火箭衝壓發動機的優點,特別是高空工作穩定,適合遠射程防空導彈,所以筆者認為我國此型防空導彈選擇固液衝壓發動機可能性要更大一些。


北航2號固液衝壓發動機探空火箭


那麼我國為什麼要研制這樣一型防空導彈呢,筆者認為從衝壓發動機導彈機動能力欠佳來看,這型導彈應該不是以戰斗機這樣的高機動性能飛行器為目標,從它的遠射程來看,它主要打擊遠距離目標,因此主要的目標應該是對方的預警機或者電子干擾機,我們知道現代空戰的勝負不僅僅取決于戰斗機和飛行員本身的戰术技术能力,擁有完善的空戰指揮引導系統也必不可少,其中預警機以探測范圍大、指揮能力强,而迅速成為現代空戰指揮引導系統中必不可少的環節,由于地面防空指揮引導雷達受地球曲率影響,對低空目標探測能力差,而預警機可以工作万米高空,因此雷達視距較大,對于低空目標的探測距離可以遠達300公里以上,一架預警機的工作范圍可能需要數十部地面雷達才能覆蓋,正是因為預警機在現代空戰中地位如此重要,所以新世紀各國紛紛發展遠射程對空武器,就是為了打擊對方的預警機,以至于有人曾經預言,下一場空戰,雙方首要任務就是要打


預警機是遠程防空導彈的目標

  但是預警機並不是那麼容易被擊落的,它的探測距離要比普
通戰斗機要遠的多,對于第三代戰斗機,現代預警機可以提供400公里左右的探測距離,在350公里處保證識別和跟蹤,這時它還處于對方戰斗機導彈射程之外,可以從容調集護航戰斗機攔截對方,新世紀美國空軍F-22服役之后,測試、訓練一個重要科目就是打擊預警機這樣的高價值目標,根據相關測試結果,當隱身目標以超音速巡航進行突襲時,預警雷達對目標的探測距離由原來的400公里降為約150公里,在這個距離上,F-22已經可以用AIM-120D導彈對預警機進行攔射了,與此現時俄羅斯和我國也開展了隱身戰斗機和遠程空空導彈的研制,力爭對對方預警機形成的有效的威懾。


新世紀空戰,首先就要打掉對方的預警機

除了隱身戰斗機之外,我國還發展了這型遠程防空導彈,以形成對對方預警機持續的攻擊能力,迫使對方無法在預定陣位進行工作,以降低它對戰區己方戰斗機的指揮引導能力,這樣就從根本上降低了對方整体作戰能力,以E-2C為例,它工作在9000米高空,對于海面目標的探測距離為380公里左右,這樣我國這型防空導彈的射程要超過400公里,才能從對方預警機探測范圍外,對其進行攻擊,目前衝壓發動機屬于亞燃衝壓發動機,空氣需要減速才能進入燃燒室進行燃燒,在這個過程中由于氣動生熱,所以它的最大速度受到限制,即速度不能超過6M,一般在4M左右,這樣導彈飛完400公里全程大約是8-10分鐘,對于E-2C來說,它對于防空導彈這樣的目標探測距離較近,並且采用機械掃描方式,雷達掃描一周需要較長的時間,即能夠探測到目標,也需要進行第二或者第三次確認,而此型防空導彈飛行速度較快,等E-2C第二次探測到的時候,已經飛行了較長的一段距離,目標關聯比較困難,所以它對于E-2C這樣的預警機威脅還是比較大,A-50EHI、E-2D等預警機采用了電子掃描体制,可以在探測到之后,迅速調轉波束進行確認,然后進行對抗措施,但是對于此型防空導彈來說,只要迫使對方預警機離開執勤陣位,目的已經達到。

因此可以預見,此型防空導彈的研制,提高我國打擊對方預警機的能力,如果配合隱身戰斗機,那麼將會更加增强我軍“點穴”戰的能力。
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g00125767 發表於 2013-1-9 03:41 AM

前蘇聯SA-4防空導彈
是拿來打飛機的嗎?
看起來好打一顆
感覺上戰鬥機被打下蠻冤枉

yastern 發表於 2013-1-9 10:20 PM

以前的飛彈是打機群的 不像現在戰機速度快又可單機行動 飛彈能力越強越好

MightyDragon 發表於 2013-1-9 10:55 PM

不是所有飛機都有高機動能力。有些為了隱身而設計的攻擊機如B-2、X-47B連尾翼或垂尾都沒有的正是中國新型的長程防空彈的最佳獵物 {:46:}

janex 發表於 2013-1-12 12:31 AM

慢慢想慢慢講吧

我真的非常期待中國的隱身戰機

服役後不出一個月世人就能知道真假與實力<br><br><br><br><br><div></div>

AW050263AW 發表於 2013-1-12 04:05 PM

依照本文講法~
不只是預警機~
連帶空中運輸機都受影響~
所以重點不是預警機~
而是要牽敵人~
制空優範圍的擴大...

whalelove 發表於 2013-1-13 01:37 PM

來個實戰爭吧  驗證一下能力!!

MightyDragon 發表於 2013-1-13 02:01 PM

這東西大概就是Pu爺所說的「紅旗-8」吧!
「固液衝壓、主被動制導、打擊距離達到四百公里」...

prccc42084002 發表於 2013-1-18 06:49 PM

在目前最適合台灣第一波的防禦跟攻擊武器,絕對是以飛彈為主,天弓系列雖然普遍被貶低,不過他其實可以算是愛國者飛彈的分系,其中的能力絕對不能小看,只不過愛國者實在太有名了,被拿來比較後不被看好也是理所當然的。

maple580122 發表於 2013-1-18 08:06 PM

匿蹤戰機應該還是能躲過遇警機吧

發現不到的話遑論打下來<br><br><br><br><br><div></div>

boy_951753 發表於 2013-1-18 10:52 PM

希望台灣的國防  能夠自主研發....  中央快點重視這塊吧.... {:39:}

honey40520 發表於 2013-3-10 06:06 PM

飛彈沒打出去都不知道!!

dwtin 發表於 2013-3-28 03:50 AM

現在不期待什麼
只要台灣能夠以摧毀中國50%經濟建設作為指標來生產飛彈
相信再怎樣也不可能動武吧....
反正依現在情況
某執政黨已經越來越配合他們中央的行動了...
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