為啥戰斧,長劍這樣的巡航導彈只有6-7米長,卻有2500千米左右的射程,用的什麼發動機?

開通冥路指引生方


戰斧巡航導彈作為美軍現役最主要的巡航打擊和遠程打擊力量之一,是美軍在上世紀八十年代裝備服役的一款多用途型巡航導彈,主要由艦艇、潛艇和轟炸機作為發射平臺(早前還有陸基版本後來因為違反中導條約而銷燬),現在主要部署在美軍空基轟炸機和海軍的軍艦以及潛艇上。

的確作為一款經過多次戰爭洗禮的巡航導彈,“戰斧”兩個字也成為了巡航導彈的代名詞,很多新出的巡航導彈都將戰斧巡航導彈作為參考和比對目標,就像早前幾年國產手機都將蘋果手機作為參考和對比目標一個道理。而戰斧巡航導彈之所以能夠受到這麼多的歡迎離不開其自身的實力展現,特別是其“2500公里的射程、10米之內的打擊精度”等更是戰斧導彈頭頂的花環。但是我們大家在看過戰斧導彈的個頭後,都會不禁思議,一枚長度只有六七米,彈徑不過半米的導彈憑什麼射程比戰鬥機還遠很多?的確這麼小的彈體要想長距離飛行2500公里說起來就不可思議,但是戰斧巡航導彈真正做到了,當然能夠達到2500公里射程的巡航導彈不光只有戰斧,現在中俄兩國的巡航導彈的射程也能達到2500公里以上,所以擁有超遠射程並不是戰斧導彈獨有的特色。
而戰斧巡航導彈之所以能夠飛行這麼遠,最主要的兩個參數是導彈的推重比和升力係數,正常來說導彈要想飛行的很遠,就要求導彈總重量要儘可能的輕才行,發動機的推力要大和發動機的推重比也要高,其次就是導彈在整個飛行過程中的氣動阻力要儘可能的小。前面第一個的推重比就直接影響了戰斧導彈的射程遠近,比如戰斧導彈的射程也隨著型號的不同而不同,雖然這些射程不一樣的導彈外形看起來沒什麼區別,但是在彈頭質量、發動機、制導系統上都不相同,雖然戰斧導彈從一開始就一直搭載的是美國威廉姆斯製造的F107系列渦扇發動機,但是這些發動機在保持了質量輕、可靠性高的同時隨著型號不同推力也不一樣。
比如射程能夠達到2500公里遠的是BGM-109A對陸核攻擊型號和早前被銷燬的BGM-109G陸基版本,其他型號的戰斧導彈的射程一般最遠只有1300公里左右,所以型號不同、批次不同其射程也不一樣。比如搭載了核彈頭的戰斧導彈和搭載了常規彈頭的戰斧導彈首先在彈頭、發動機、制導系統3個關鍵參數的彈頭上不一樣,這個不一樣不光是類型不同,其彈頭質量也不一樣,比如核彈頭的質量只有120千克左右,而常規彈頭的質量達到了450千克左右,這個差異下導彈的推重比就不一樣了,而且不同類型的制導系統的質量不同的話,導彈的射程也不一樣。簡單來說就是在兩枚戰斧導彈只有搭載的彈頭/制導系統類型不一樣的情況下,彈頭/制導系統質量更輕的戰斧導彈射程更遠。如果導彈的發動機推力一定的情況下,要想保證導彈的正常飛行,在彈頭質量增大的情況下,就要通過減少燃料的方式來保證正常飛行,這種情況下導彈的射程也是不一樣的。其次就是不同型號的戰斧導彈搭載的發動機也不一樣,發動機不一樣就體現在整枚導彈的推重比、發動機的推力和經濟性等方面。比如搭載了推力更大、質量更輕更節油的發動機的導彈射程就要更遠一些。可能有人會說要想導彈射程更遠裝更多燃料不就行了嗎?的確這個辦法是可行的,但是燃料的增加無疑也會增加導彈的質量,這樣算下來如果導彈上的發動機的推力不夠的話,很可能就飛不起來了,所以有的戰斧巡航導彈之所以有固體助推器的原因就是推重比不夠,所以在起飛階段需要助推才行,畢竟導彈在彈翼打開正常飛行後只需要很小的推力即可。

其次影響射程的一個因素是導彈的升力係數,比如有的重型反艦導彈比戰斧導彈體積、質量更大,但是射程往往只有幾百公里遠,這個除了重型反艦導彈為了縮短敵方防禦系統的反應時間以更快的速度飛行而消耗了大量的燃料,造成射程普遍不高外,還有就是兩款導彈在升力係數上不同。
不知有多少人仔細觀察過戰斧導彈的彈體上有一對可以摺疊的翅膀,普通的導彈雖然在外形上和戰斧導彈一樣都是圓柱體,導彈的升力全部來自這個圓滾滾的彈體,所以升力普遍都不高,而戰斧這類巡航導彈在飛行過程中,彈體中部的彈翼會自動打開,瞬間從一枚導彈變身為一架固定翼無人機,這對彈翼對導彈的升力係數起到了很大的作用,提高了導彈的升力係數後,巡航導彈所搭載的發動機只需要很小的推力來平衡推力與空氣阻力的差值即可,況且巡航導彈的空氣阻力普遍都比較低,所以發動機只需要很小的推力就能保證導彈的正常飛行,而原來導彈因為重力需要通過速度*升力係數來平衡的差異也通過彈翼增加的升力係數可以維持導彈在重力和升力之間的平衡,發動機不需要輸出更大的推力來加速飛行,所以發動機同樣只需要很小的推力就能保證導彈的正常飛行。這樣設計的話,導彈本身的升力係數很大,發動機又工作在最省油的工況下,導彈的射程自然就遠了。


魑魅涅槃


這兩款導彈用的是渦扇發動機!這實際上就是跟客機使用的發動機是同一個類型。可以這麼去理解,戰斧或者長劍巡航導彈就是一架小型的無人駕駛飛機。

渦扇發動機是一種燃油經濟性非常高的發動機,這種發動機可以通過兩個壓縮室緩慢控制噴氣的速度,這樣可以以一種非常經濟的速度進行飛行,一般是控制在亞音速巡航,這是飛行中最省燃料的速度。

其次,採用渦扇式發動機可以降低導彈尾焰,減少不必要的暴露。巡航導彈一般飛行高度非常低,這是為了躲避雷達的盲區(由於地球弧面跟地形原因,雷達無法探測超低空突防的導彈),如果拖著一條紅紅的尾焰很容易被地面肉眼發現,失去隱身作用。

第三點,巡航導彈有兩片飛翼,這是巡航導彈飛行中獲得升力的主要方式,採用這種飛翼式設計可以使導彈獲得超過80%的升力,飛得更省力進而提升了燃油效費比。

第四點,由於不需要太快的突擊速度,巡航導彈的設計彈面都比較大,比如戰斧巡航導彈的直徑是530mm,這比同款反艦導彈的直徑至少大了200mm。彈體內儲存燃料的多少都是看體積的,彈徑越大燃料存量越大,戰斧全重也不過一輛小汽車的重量,但是戰斧導彈的燃料儲量高達900多升,如果轉換成汽油,這得開幾萬公里的車了。


優己


巡航導彈飛行距離遠的原因主要是兩部分:

一個是彈翼結構:採用類似飛機的大展弦比彈翼,帶來高升力,能夠實現推力和阻力的平衡,實現恆速飛行。

其次是發動機:採用渦扇發動機,一來渦扇比渦噴發動機更省油,同樣的燃料可以飛更久,二來巡航導彈飛行高度較低,氧化劑可以從空氣中獲得,所以巡航導彈只需要裝載燃料,能省下其他導彈放氧化劑的空間,所以對比其他導彈又可以裝載更多的燃料。

它在飛行階段靠主發動機的推力與阻力的平衡,彈翼的升力與重力平衡,以近於恆速、等高度飛行的狀態進行飛行,這種狀態下,單位航程的耗油率最少,又比其他類型的導彈裝載更多的燃料,因而能夠飛的更遠。





阿飛和他的刀


導彈是在第二次世界大戰的時候發明的,當時的德國發明瞭V1和V2導彈,其中V1導彈就是今天巡航導彈的鼻祖,V2導彈是最早的彈道導彈。德國使用V1和V2導彈對英國倫敦發動了襲擊,由於當時導彈技術的落後導致德國發射的V1和V2導彈對於英國的損失不是很大。V1導彈的發明開創了一個新的局面,這就是巡航導彈或者飛航式導彈的應用。

巡航導彈是一款在大氣層內運行的飛行器,巡航導彈的範圍是非常廣泛的,包括反艦導彈和對陸打擊的導彈都是屬於巡航導彈,而其中以美國的戰斧巡航導彈最為出名,這是一款在海灣戰爭期間大放異彩的型號。當時美軍使用大型水面艦艇發射了戰斧巡航導彈對伊拉克實施了精確制導的打擊行動。

目前在巡航導彈上普遍使用的發動機和戰鬥機是類似的,這就是渦扇發動機,渦扇發動機是在渦噴發動機的基礎上改進而來,而渦噴發動機也是第二次世界大戰期間的產物。有些反艦導彈會使用火箭發動機來作為動力,但是考慮到航程巡航導彈使用渦扇發動機的比較多。

渦扇發動機的特點就是油耗比較低,這個就讓戰斧續航導彈具備很遠的航程,在戰斧巡航導彈中大部分存放的是燃料,這個和使用渦扇發發動的戰鬥機也是類似的。想要增加航程就只能通過增增加彈體的尺寸,但是同時帶來了重量的增加,如果不改變發動機推力一味增加尺寸來獲得更多的燃料就不划算了。


航空視界


小型渦扇發動機,軸流低壓,離心高壓,環短燃燒室。因為是亞音速巡航,經濟性好,航程遠。

BGM-109戰斧巡航導彈全重1300公斤,戰鬥部重450公斤,發動機重66公斤,燃料重量至少600公斤。



天明遙遙山海關



東山軍迷


根據戰斧巡航導彈的速度和外形尺寸以及外觀設計看。它是用渦輪風扇發動機作為動力源的。它有進氣道。由於是渦輪發動機,所以它不具備超音速飛行的能力,但是它具備高智能的超低空迴避雷達波能力,它有地面地形識別能力,和及時改變飛行方向的能力,主要是來自衛星導航的指令。這種最大射程這就在1500公里左右。一句話,戰斧巡航導彈就是一款無人駕駛的高智商自殺式巡航導彈戰鬥機。





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相同重量,飛行距離和速度成反比。


劉恆溯


用的是小型渦噴或渦扇發動機,不是火箭發動機


老吳0728


小型渦扇發動機,非常省油,加之整個導彈質量不大,氣動阻力小,因此有較大航程。


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