为啥战斧,长剑这样的巡航导弹只有6-7米长,却有2500千米左右的射程,用的什么发动机?

开通冥路指引生方


战斧巡航导弹作为美军现役最主要的巡航打击和远程打击力量之一,是美军在上世纪八十年代装备服役的一款多用途型巡航导弹,主要由舰艇、潜艇和轰炸机作为发射平台(早前还有陆基版本后来因为违反中导条约而销毁),现在主要部署在美军空基轰炸机和海军的军舰以及潜艇上。

的确作为一款经过多次战争洗礼的巡航导弹,“战斧”两个字也成为了巡航导弹的代名词,很多新出的巡航导弹都将战斧巡航导弹作为参考和比对目标,就像早前几年国产手机都将苹果手机作为参考和对比目标一个道理。而战斧巡航导弹之所以能够受到这么多的欢迎离不开其自身的实力展现,特别是其“2500公里的射程、10米之内的打击精度”等更是战斧导弹头顶的花环。但是我们大家在看过战斧导弹的个头后,都会不禁思议,一枚长度只有六七米,弹径不过半米的导弹凭什么射程比战斗机还远很多?的确这么小的弹体要想长距离飞行2500公里说起来就不可思议,但是战斧巡航导弹真正做到了,当然能够达到2500公里射程的巡航导弹不光只有战斧,现在中俄两国的巡航导弹的射程也能达到2500公里以上,所以拥有超远射程并不是战斧导弹独有的特色。
而战斧巡航导弹之所以能够飞行这么远,最主要的两个参数是导弹的推重比和升力系数,正常来说导弹要想飞行的很远,就要求导弹总重量要尽可能的轻才行,发动机的推力要大和发动机的推重比也要高,其次就是导弹在整个飞行过程中的气动阻力要尽可能的小。前面第一个的推重比就直接影响了战斧导弹的射程远近,比如战斧导弹的射程也随着型号的不同而不同,虽然这些射程不一样的导弹外形看起来没什么区别,但是在弹头质量、发动机、制导系统上都不相同,虽然战斧导弹从一开始就一直搭载的是美国威廉姆斯制造的F107系列涡扇发动机,但是这些发动机在保持了质量轻、可靠性高的同时随着型号不同推力也不一样。
比如射程能够达到2500公里远的是BGM-109A对陆核攻击型号和早前被销毁的BGM-109G陆基版本,其他型号的战斧导弹的射程一般最远只有1300公里左右,所以型号不同、批次不同其射程也不一样。比如搭载了核弹头的战斧导弹和搭载了常规弹头的战斧导弹首先在弹头、发动机、制导系统3个关键参数的弹头上不一样,这个不一样不光是类型不同,其弹头质量也不一样,比如核弹头的质量只有120千克左右,而常规弹头的质量达到了450千克左右,这个差异下导弹的推重比就不一样了,而且不同类型的制导系统的质量不同的话,导弹的射程也不一样。简单来说就是在两枚战斧导弹只有搭载的弹头/制导系统类型不一样的情况下,弹头/制导系统质量更轻的战斧导弹射程更远。如果导弹的发动机推力一定的情况下,要想保证导弹的正常飞行,在弹头质量增大的情况下,就要通过减少燃料的方式来保证正常飞行,这种情况下导弹的射程也是不一样的。其次就是不同型号的战斧导弹搭载的发动机也不一样,发动机不一样就体现在整枚导弹的推重比、发动机的推力和经济性等方面。比如搭载了推力更大、质量更轻更节油的发动机的导弹射程就要更远一些。可能有人会说要想导弹射程更远装更多燃料不就行了吗?的确这个办法是可行的,但是燃料的增加无疑也会增加导弹的质量,这样算下来如果导弹上的发动机的推力不够的话,很可能就飞不起来了,所以有的战斧巡航导弹之所以有固体助推器的原因就是推重比不够,所以在起飞阶段需要助推才行,毕竟导弹在弹翼打开正常飞行后只需要很小的推力即可。

其次影响射程的一个因素是导弹的升力系数,比如有的重型反舰导弹比战斧导弹体积、质量更大,但是射程往往只有几百公里远,这个除了重型反舰导弹为了缩短敌方防御系统的反应时间以更快的速度飞行而消耗了大量的燃料,造成射程普遍不高外,还有就是两款导弹在升力系数上不同。
不知有多少人仔细观察过战斧导弹的弹体上有一对可以折叠的翅膀,普通的导弹虽然在外形上和战斧导弹一样都是圆柱体,导弹的升力全部来自这个圆滚滚的弹体,所以升力普遍都不高,而战斧这类巡航导弹在飞行过程中,弹体中部的弹翼会自动打开,瞬间从一枚导弹变身为一架固定翼无人机,这对弹翼对导弹的升力系数起到了很大的作用,提高了导弹的升力系数后,巡航导弹所搭载的发动机只需要很小的推力来平衡推力与空气阻力的差值即可,况且巡航导弹的空气阻力普遍都比较低,所以发动机只需要很小的推力就能保证导弹的正常飞行,而原来导弹因为重力需要通过速度*升力系数来平衡的差异也通过弹翼增加的升力系数可以维持导弹在重力和升力之间的平衡,发动机不需要输出更大的推力来加速飞行,所以发动机同样只需要很小的推力就能保证导弹的正常飞行。这样设计的话,导弹本身的升力系数很大,发动机又工作在最省油的工况下,导弹的射程自然就远了。


魑魅涅槃


这两款导弹用的是涡扇发动机!这实际上就是跟客机使用的发动机是同一个类型。可以这么去理解,战斧或者长剑巡航导弹就是一架小型的无人驾驶飞机。

涡扇发动机是一种燃油经济性非常高的发动机,这种发动机可以通过两个压缩室缓慢控制喷气的速度,这样可以以一种非常经济的速度进行飞行,一般是控制在亚音速巡航,这是飞行中最省燃料的速度。

其次,采用涡扇式发动机可以降低导弹尾焰,减少不必要的暴露。巡航导弹一般飞行高度非常低,这是为了躲避雷达的盲区(由于地球弧面跟地形原因,雷达无法探测超低空突防的导弹),如果拖着一条红红的尾焰很容易被地面肉眼发现,失去隐身作用。

第三点,巡航导弹有两片飞翼,这是巡航导弹飞行中获得升力的主要方式,采用这种飞翼式设计可以使导弹获得超过80%的升力,飞得更省力进而提升了燃油效费比。

第四点,由于不需要太快的突击速度,巡航导弹的设计弹面都比较大,比如战斧巡航导弹的直径是530mm,这比同款反舰导弹的直径至少大了200mm。弹体内储存燃料的多少都是看体积的,弹径越大燃料存量越大,战斧全重也不过一辆小汽车的重量,但是战斧导弹的燃料储量高达900多升,如果转换成汽油,这得开几万公里的车了。


优己


巡航导弹飞行距离远的原因主要是两部分:

一个是弹翼结构:采用类似飞机的大展弦比弹翼,带来高升力,能够实现推力和阻力的平衡,实现恒速飞行。

其次是发动机:采用涡扇发动机,一来涡扇比涡喷发动机更省油,同样的燃料可以飞更久,二来巡航导弹飞行高度较低,氧化剂可以从空气中获得,所以巡航导弹只需要装载燃料,能省下其他导弹放氧化剂的空间,所以对比其他导弹又可以装载更多的燃料。

它在飞行阶段靠主发动机的推力与阻力的平衡,弹翼的升力与重力平衡,以近于恒速、等高度飞行的状态进行飞行,这种状态下,单位航程的耗油率最少,又比其他类型的导弹装载更多的燃料,因而能够飞的更远。





阿飛和他的刀


导弹是在第二次世界大战的时候发明的,当时的德国发明了V1和V2导弹,其中V1导弹就是今天巡航导弹的鼻祖,V2导弹是最早的弹道导弹。德国使用V1和V2导弹对英国伦敦发动了袭击,由于当时导弹技术的落后导致德国发射的V1和V2导弹对于英国的损失不是很大。V1导弹的发明开创了一个新的局面,这就是巡航导弹或者飞航式导弹的应用。

巡航导弹是一款在大气层内运行的飞行器,巡航导弹的范围是非常广泛的,包括反舰导弹和对陆打击的导弹都是属于巡航导弹,而其中以美国的战斧巡航导弹最为出名,这是一款在海湾战争期间大放异彩的型号。当时美军使用大型水面舰艇发射了战斧巡航导弹对伊拉克实施了精确制导的打击行动。

目前在巡航导弹上普遍使用的发动机和战斗机是类似的,这就是涡扇发动机,涡扇发动机是在涡喷发动机的基础上改进而来,而涡喷发动机也是第二次世界大战期间的产物。有些反舰导弹会使用火箭发动机来作为动力,但是考虑到航程巡航导弹使用涡扇发动机的比较多。

涡扇发动机的特点就是油耗比较低,这个就让战斧续航导弹具备很远的航程,在战斧巡航导弹中大部分存放的是燃料,这个和使用涡扇发发动的战斗机也是类似的。想要增加航程就只能通过增增加弹体的尺寸,但是同时带来了重量的增加,如果不改变发动机推力一味增加尺寸来获得更多的燃料就不划算了。


航空视界


小型涡扇发动机,轴流低压,离心高压,环短燃烧室。因为是亚音速巡航,经济性好,航程远。

BGM-109战斧巡航导弹全重1300公斤,战斗部重450公斤,发动机重66公斤,燃料重量至少600公斤。



天明遥遥山海关



东山军迷


根据战斧巡航导弹的速度和外形尺寸以及外观设计看。它是用涡轮风扇发动机作为动力源的。它有进气道。由于是涡轮发动机,所以它不具备超音速飞行的能力,但是它具备高智能的超低空回避雷达波能力,它有地面地形识别能力,和及时改变飞行方向的能力,主要是来自卫星导航的指令。这种最大射程这就在1500公里左右。一句话,战斧巡航导弹就是一款无人驾驶的高智商自杀式巡航导弹战斗机。





aircraftone


相同重量,飞行距离和速度成反比。


刘恒溯


用的是小型涡喷或涡扇发动机,不是火箭发动机


老吴0728


小型涡扇发动机,非常省油,加之整个导弹质量不大,气动阻力小,因此有较大航程。


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