空空导弹工作时间只有10秒左右,如何保证导弹的射程?

陈坐光


应该说使用非固体冲压火箭的空空导弹点火时间上只有10秒左右,而且第四代空空导弹对比前几代没有太大提升。这是由空空导弹固体药柱体积和燃烧速度决定的,燃烧时间的范围基本已被这两个参数组成的方程框死了,空空导弹不论如何发展,这一点变化不会太大。但通过提高比冲,足以将导弹加速到4马赫以上。然后导弹通过惯性继续滑翔,通过弹翼和可动舵面偏转完成机动动作追击战斗机轰炸机等目标。

但由于大气阻力的存在,空空导弹不可能一直处于4马赫以上的速度。随着飞行距离的增加,速度必然减少;而高G过载对空空导弹速度的衰减尤为严重。而且导弹末端如果要击中目标,必然要在速度上对战机取得一定优势,否则要么追不上,要么做不出大过载机动而被甩开。这也是为什么空空导弹的不可逃逸区与最大射程的有着相当大的差距,通常只有最大射程的一半;而且面对不同的战机不可逃逸区也不同,与目标的飞行速度和过载都有关系。

从这一点说,优秀的空空导弹一定是比冲高(初速度高),弹翼和燃气舵面尽量小(过载能力强的同时能量衰减小)。




AIM9红外格斗弹家族的弹翼对比,同样采用鸭式布局,第四代格斗弹AIM-9X的弹翼最小,阻力最低。

此外随着技术进步,第四代空空导弹融入了GPS+双向数据链,导弹在初段的飞行可以随时进行位置修正,从而大大缩减与目标误差。这相当于提高了有效射程。

为了能够取得远距离命中,第四代主动中距空空导弹还有另一个妙招,那就是双脉冲固体火箭发动机技术和冲压固体火箭发动机技术。

双脉冲技术就是在药室内将两段药柱用阻燃隔板隔开,发射时先用掉第一段药柱,滑翔飞行,接近目标时点燃第二根药柱,做二次加速,从而将导弹的不可逃逸区推移到射程末端。典型代表有美国的AIM-120D。


AIM-120D

固体冲压火箭则走的是另一个路线。固体冲压火箭发动机的药柱与其他空空导弹的固体药柱不同,它不自带氧化剂,依靠冲压发动机进气口提供压缩后的空气获取氧化剂,从而大大提高了能量密度。结果就是固体冲压火箭可以获得长达100秒以上的点火时间,从而使导弹获得持续的动力,使最大射程和不可逃逸区大大增加。典型的代表是欧洲的流星导弹。日本和英国宣布联合研发的空空导弹也是一种冲压固体火箭式。我国近年来在固体冲压火箭上也获得了突破。


固体冲压火箭原理

流星空空导弹


纸上的宣仔


有人说空空导弹作战时间只有10秒左右,这个我还没有计算过。于是,我找出非常安全的美军AIM-120先进中程空空导弹 (AMRAAM)的资料,开始计算了起来。

美国雷声-休斯飞机制造有限公司生产的这款导弹,应该是美军最先进的空空导弹了,它名字就有先进二字,不可能不先进。AIM-120长3.65米,直径17.78厘米,翼展52.58厘米,发射重量150.75千克,弹头 22千克高爆穿透,采用中段雷达半主动/数据链制导+末段雷达主动制导。固体火箭发动机推进,射程75千米,其中AIM-120C-5射程超过110千米,飞行速度的马赫数是4。我以前总说飞行速度4马赫,总有人给我抬杠, 1马赫不就是340.3米/秒嘛,这就是一般的速度计量单位,4马赫你就340.3米/秒乘以4,等于1361.2米/秒,飞行速度4马赫多顺嘴儿,非常说成飞行速度的马赫数是4,觉得这样才过瘾,那么,咱们就这么说吧,反正也是绕我的嘴,晃读者的眼。

 

本文一直强调,美国内战了F-22打F-16在70千米发射导弹就中了,那么,我们就用70千米计算吧,70000除以1361.2,等于51.4秒,约等于51秒,好像不是10秒。这51秒飞行过程中,AIM-120C-5以上的升级版使用新型火箭发动机与新型缩小弹翼或是大推力发动机,保证了飞行动力。打击70千米距离上的敌方飞机时,AIM-120使用两段式导引,目标的动态位置信息输入到惯性导航系统(INS),机载雷达、红外线搜索追踪装置(IRST)、联合战术情报发布系统(JTIDS)或是空中预警管制机(AWACS)获取战场保息,AIM-120你飞就完了。持续追踪目标时,AMRAAM能根据目标速率、方向的改变修正拦截路线,保证目标始终在主动雷达的探测范围之内。不打上不算完,打不上再来一枚。

 

另外,现代科技一般能够保证空空导弹的性能不断升级,一直强化打击能力,升级数据链、改进空气运动学特征,精炼GPS惯性测量系统,就能满足飞行员遂行空战任务的需求。








军林天下




能够持续工作10秒的火箭发动机应该属于中距空对空导弹了,格斗导弹的火箭发动机燃料只够烧5秒左右,肩扛式便携防空导弹的火箭发动机燃料只够工作3秒。那么导弹是如何在这么短的时间内达到射程的呢?



首先介绍中距空对空导弹,我们以美军AIM-120来例举说明。该型导弹空射最大射程75公里,最高飞行速度4马赫,导弹内的固体燃料发动机足够持续工作10~11秒。当战机准备发射导弹时需要打开加力将飞行速度提高到1马赫以上,此时导弹的火箭发动机尚未工作就已经获得1马赫的速度,发射以后火箭发动机直接从1马赫的速度上把导弹加速到四马赫。



10秒以后火箭发动机燃料燃烧殆尽,发动机停止工作。此时的导弹刚刚达到最高速度,就像出了膛的子弹完全依靠惯性向前飞行扑向目标。所以空空导弹的射程是跟发射时载机的速度有很大关系的,如果载机加速到2马赫时发生,那么AIM-120的最大射程会超过100公里。



由于AIM-120优异的性能,美军还将它改进为地空导弹来使用,即AMRAAM地空导弹。改做地空导弹以后它的射程从75公里缩短到23公里,射程的锐减并不是因为发动机燃料减少了,而是从地面发射的导弹需要从静止状态开始加速,所以射程也就缩短了。这也射程为5公里的反坦克导弹在武装直升机上发射就能打10公里的目标的原因。



肩扛式便携防空导弹也同理,它的火箭发动机燃料只够工作2秒左右,燃料燃烧完以后靠惯性飞完剩下的路程;大家熟知的RPG40火的火箭发动机只工作0.8秒,火箭发动机的任务是把火箭弹加速到294m/s的速度就结束了,火箭弹随后完全靠惯性在飞行。


兵器知识谱


兔哥回答:空空导弹的分类:空空导弹分为用于近距离格斗的近程空空导弹和用于中远距离拦截的中远程导弹。按射程分为(一)格斗空空导弹,这类导弹的射程比较近,通常在25公里以下,格斗空空导弹主要是近距离使用,采用固体火箭发动机,使用距离最小300~500米往上,格斗空空导弹的体积重量都比较小,(二)中程空空导弹:这类导弹射程从25公里到 100公里不等,采用固体火箭发动机,或冲压喷气发动机;(三)远距空空导弹:射程在100千米以外的称远距空空导弹,这类空空导弹目前多采用冲压喷气发动机。



空空导弹并非发动机全程作功:空空导弹使用的发动机有固体火箭发动机,和冲压喷气发动机。固体火箭发动机的推力大,爆发力强可以使导弹短时间就达到高速度,但工作时间短,通常不超过10秒左右。按照4倍音速计算,最大1500米/秒左右,这么看10秒左右的时间也只能飞行15公里左右。但通常的短程格斗导弹都远超过这个距离,射程怎么来的。另外,中远程空空导弹具有100公里以上的射程,即便是著名的美军AIM-120中距弹,其发动机的工作时间就只有大约12秒,这个数也就是飞20公里左右,但这款导弹可是中距弹,最起码也有70~110公里的射程,怎么达到的?



固体火箭发动机的空空导弹通常的火箭发动机工作数秒至十数秒即停止工作。然后导弹靠惯性继续高速飞行,通常把火箭工作的射程称为“不可逃逸区”。但惯性飞行段同样具有很高的速度,自然能对目标进行打击。但随着距离的增加速度会衰减,也就等于机动性减弱。因此,提高导弹的发动机工作时间就可以增长导弹的“不可逃逸区”射程。目前导弹的发动机工作时间属于绝对的机密,不可能让别人知道,如果泄密,就等于告诉人家在多远距离是安全的,这不是小事。



采用冲压发动机可以延长导弹发动机工作时间:冲压发动机是当代空空导弹远射程的保障。采用冲压发动机的空空导弹可以长时间工作,这样就大大增加了空空导弹的射程和机动性不会因发动机停止工作而衰减,同时也大大延长了“不可逃逸区”的距离。目前的冲压发动机已经具备远射程全程工作,不过体积大了点,同时结构太过复杂,制造难度大;


改进固体火箭发动机:目前火箭发动机空空导弹通过采用二维燃烧技术延长工作时间,首先把导弹推到4马赫左右的高音速,然后火箭发动机停机,并保持小推力维持,使空空导弹的速度存能增加,这样就延长了导弹的射程,同时也保障了惯性段的机动性能。超燃火箭发动机也是新型的火箭发动机技术。

利用飞机的超音速提高导弹的飞行速度:飞机也是可以超音速飞行的,而导弹从飞机上发射就等于是具备了超音速的速度基础,这样导弹要达到4马赫的飞行速度就不需要导弹本身就有些样的速度了;据美国F22测试,当其速度达到1.5倍音速时,发射空空导弹能增加50%的射程。



远远射程空空导弹采用高抛物线弹道增加惯性重力速度存量提高射程:火箭发动机的空空导弹采用高弹道打击远距离目标也是一个不错的方法,能利用导弹向下的重力加速度提高射程;

总之:空空导弹的发动机的工作时间直接决定了导弹的射程性能,工作时间越长越好,但空空导弹受体积的影响不可能储备太多的燃料,因此,提高发动机的性能是唯一可行的路径,相信随着技术的进步空空导弹的射程越来越远。




兔哥42928


导弹问题问W君。

对于导弹来说,或许我们比较陌生,但对于在空气中的飞行的另外一种武器大家为什么就没有这样的疑问呢?W君这里说的是子弹。


子弹貌似也仅仅是在枪管里面经过0.0几秒的加速然后就可以飞到几百米的距离上。

道理其实是一样的——惯性!

一枚由M82狙击步枪所射出的子弹可以飞行大约5公里左右的距离。在这里我们可以知道M82狙击步枪射0.50BMG弹的时候初速是853米/秒,折合不到2.5马赫。


同样,在导弹的火箭发动机工作的时候,其实也是相当于子弹在枪管内被火药气体加速。

火箭发动机燃料燃尽后导弹依靠惯性向前飞行。

这时我们可以看到导弹的速度曲线(近程空对空导弹):

基本上和子弹在枪管内承受膛压后的速度曲线是差不多的。

在后面的飞行过程中导弹就依靠控制翼来进行转弯和追踪目标的动作了。

而我们能够看到导弹在发动机还在工作的时候就击中目标的情况其实很少。

大部分状态下,导弹打中飞机其实是不带有尾焰的!

那么导弹能飞多远,基本上就是惯性和所受到阻力的限制所决定的了。

因此也就形成了迎头攻击和追尾攻击的不同射程了(抱歉,图片用的是地对空导弹)


所谓题主提的保证射程,其实也就是将导弹怎样加速到最大速度,使导弹在惯性作用下能飞多远。


回答完毕.


军武数据库


配上二次启动的高比冲发动机就行了


二马赫


利用阳光速度,可以借鉴阳光力量。


海洋之心18822125170


我想你本意是问精度吧?直接搜索制导方式就可以了,射程由推进剂和导弹发动机提供动力。


中年不秃


懒得跟你说,说了你也不懂。


一支梨花压鱼塘


你生下来的生命也就十秒左右,怎么能问出这么深奥的问题


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