冲压炮弹的性能怎么样?

刘洋溢L

冲压炮弹全称叫冲压喷气发动机增程炮弹,很多人以为冲压增程弹就是在尾部加装一个冲压发动机这么简单,其实不然,冲压增程弹是把整个炮弹设计成一个冲压发动机,炮弹与发动机高度融合成一体而成的。与普通炮弹比冲压弹主要优势在于射程提高大精度高(发动机可以运用精确制导技术)并且成本低易于维护,但是由于集成了一整个发动机,因此也存在毁伤部装药有所减少,威力不如普通炮弹的缺点。下面就由我带大家一起揭开冲压增程炮弹神秘的面纱和世界以及中国冲压增程炮弹的发展!


(冲压发动机剖面图,可以看见整个弹就是一个冲压发动机)

冲压喷气发动机性能一枝独秀

冲压喷气式发动机简称冲压发动机,属于一种结构简单,但是推力巨大的适用于高速飞行的发动机,它与普通涡扇发动机最大的区别就是没有压气机,所以外号叫不带压气机的空气喷气发动机。


为了便于大家理解,我简单描述一下冲压发动机的工作方式和原理:当安装发动机的炮弹高速运动时,空气流以极快的速度冲击进发动机内部的进气道,随后由于阻挡而速度骤降,在这个降速过程中温度和压力随之上升,当压力达到最大值时,喷油嘴喷出煤油与空气混合燃烧成为高温高压气体,而后迅速膨胀,最后这些高温高压气体以高于进气速度数倍的速度从尾部喷出产生巨大动力,以此推进炮弹进一步的运动,增加射程!因为这样的原理,所以冲压发动机不能在静止和低速装置上使用,一般会和火箭发动机和涡扇发动机混合使用在火箭或者导弹上面,但是因为结构简单,成本较低和喷力巨大以及不依赖化学氧化剂的优势,各个国家都在积极进行冲压增程炮弹的研究!


冲压增程弹研究百花齐放

冲压发动机的概念在1913年由法国人雷纳·劳伦提出,至今已经有一百多年的历史。从冲压发动机诞生以来,人类对它与炮弹的结合研究就从未停止,现在世界上存在的冲压炮弹方案主要有两种:一种是1933年苏联人提出的方案。
(苏联人方案)

一种是1975年美国人提出的方案
(美国人方案)

这两种方案大同小异,在实验中增程效果都达到了百分之五十以上。在过去的几十年,瑞典、荷兰、南非、以色列、韩国等国家都进行了冲压增程弹的研究,但是主要框架都没有跳出这两种类型,只是外形和结构以及材料等稍做了改变,虽然有了这么多研究,但是由于需要把一整个发动机集成到一个小小的火炮炮弹之中,设计和制造难度极大,性能不稳定,世界上依旧没有一款真正的大口径火炮服役使用的冲压增程弹。

中国冲压增程弹服役后发制人

我国从上世纪90年代才在航空科工院与南京理工大的带领下开始冲压增程弹的研究,起步落后于世界半个世纪,但是在军工科技人员呕心沥血的攻关之下,我国奋起直追,即将成为世界上第一个批量服役大口径火炮冲压增程弹的国家。
(我国155口径冲压增程弹)

我国155毫米榴弹炮在使用了冲压增程炮弹之后,射程提高了70%以上(比西方国家都高),最大射程达到了一百公里,并且由于集成了精确制导技术,在射程提高的同时并没有牺牲精度,虽然不可避免的降低了毁伤部装药量,但是精度的提高弥补了这一劣势。



目前我国的冲压增程炮弹已经完成了原理样机设计、风洞试验、地面工作转级试验、强度飞行试验、实弹发射实验等大部分的前期工作,服役就在眼前。可以预见,在装备了这一神器之后,我国的火炮优势将进一步凸显,炮兵将成为火箭部队之后人民解放军的另一杀手锏!


军史吐槽君

冲压炮弹:就是在炮弹后面增加冲压发动机,使得射程得到进一步提高的炮弹。

我们先了解一下冲压发动机:冲压发动机是利用正面高速气流进入发动机后减速使空气增压的。压缩的空气进入燃烧室后与燃料混合进行等比燃烧,生成的高温燃气通过喷管膨胀喷出产生推力。

按照使用范围分为:亚音速、超音速和超高音速三类。

从以往的数据统计得出来的结论,火炮远程压制最关键的射程,目前增程的方法有以下几种:1.弹头形状减阻,可以增程20%;2.底排火箭可增程30%;3.底排火箭复合增程40%;4.滑翔增程可以提高60%;5.冲压发动机可以增程70%。

对于炮弹来说,第一点已经改进到极致了。2和3以及滑翔增程太大只能安装在导弹上,现在各国都有了不少高速滑翔器。对炮弹来说,安装冲压发动机增程是目前唯一的方法。

在各国陆军发展的过程中,增加155毫米榴弹炮远程火力压制一直是各国陆军的强烈要求。我国一直在发展155毫米榴弹炮,对冲压炮弹的研制也提到日程上来了。

80年代初中国的PLL01牵引式加农榴弹炮

中国PLZ-05自行加农榴弹炮

中国基于155毫米加农榴弹炮的冲压增程炮弹与普通155毫米炮弹唯一的不同是它自带动力,是一台小巧的喷气冲压发动机。其实,西方和苏联早在二战前就开始构思冲压增程炮弹,但时至今日也没有用上的。

中国能够研制出冲压喷气增程155毫米炮弹,是30多年不懈努力的结果。90年代航天科工及有关院校就开始了固体燃料冲压炮弹的研究,2006年开始了冲压发动机的研究,2007年初样设计,同年又通过了风洞试验、地面工作转级试验和强度飞行试验。也是世界上第一个公布服役装备部队的国家。在远程火力压制中,除了已知的火箭炮卫士-2D外,又增加了一个利器,愿我们祖国日益强大!

155毫米加农榴弹炮的冲压增程炮弹

以上是一点拙见,欢迎大家批评指正!


独行者老黄

中国早在90年代就研制过155毫米冲压增程榴弹。


从数据上来说,冲压发动机的增程率最高,超过70%。弹形减阻手段的增程率,一般为20%;底排、火箭增程30%;底排/火箭复合增程超过40%;滑翔增程60%。

但是冲压增程炮弹,理论上非常简单,实现起来,却比飞机或者大型导弹使用的冲压喷气发动机困难很多倍。它的冲压发动机设计及工作过程内外条件极为复杂,在高初速、高过载、空间狭小等等不利因素下,有太多的工程难点。155毫米炮弹对于喷气发动机来说,空间很小,气动外形、进气道、发动机燃烧室、喷管要挤在一点点空间里,容易互相干扰导致工作异常。

总结起来就是几个缺点:1.成本高,主要就是工艺复杂,进气口进气道尾喷口都要精密加工,固体推进剂也是个难题,所以成本可能是普通底排火箭增程弹的很多倍。2.装药少杀伤力小,被进排气这些占用了空间。3.正常点火率低,目前实验正常点火率只有70-80%。

还有一个大问题是增加的这些射程是可替代的。155榴弹为例,冲压弹射程大概为60到70公里。

而我国装备的各类火力压制武器

89式122火箭炮,40管备弹40,射程40公里

而我国最新PLA-05榴弹炮用最新的底排火箭增程弹可以到50公里的射程。

WM80式273毫米火箭弹,150公斤装药,射程80公里。



PHL3型300毫米火箭弹,235公斤装药,射程150公里。



所以说我国集团军从0到150公里都已经有各种弹药火力铺盖了,加上冲压弹的缺点问题所以目前看来,是不会大规模成基数的装备部队的。

但现在有个趋势是60到90毫米口径的反装甲弹药可能是冲压弹的用武之地,因为冲压发动机到后期高达3倍以上音速的末端速度是比现在任何反装甲弹药快2倍,那真是装甲的噩梦吧。


哪路人

这东西完整的名称应该是冲压增程弹,类似炮射导弹,是炮弹加冲压发动机加简单制导,由于炮弹的体积限制,虽然射程增加不少,但装药减少,威力降低,同时精度不会太高,有些鸡肋,现在好像还流于研究阶段。


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