10.10 动辄数千公里,巡航导弹射程惊人的奥秘:小涡扇和机翼的相互配合

▼这张照片中支架上有一台航空发动机,很多人可能会嘀咕:这航空发动机怎么这么小?在油管上经常观看视频的航模爱好者则肯定会说,这肯定是国外有钱土豪自己给航模制作的小型涡轮风扇发动机。其实,图中的这台迷你涡轮风扇发动机是一台彻头彻尾的军用发动机,是美国ALCM空射巡航导弹的F-107涡轮风扇发动机。巡航导弹之所以能够拥有数千公里的射程,其核心奥秘就在于这台油耗较低,能够持续输出动力的航空发动机!

动辄数千公里,巡航导弹射程惊人的奥秘:小涡扇和机翼的相互配合

目前导弹的类型虽然非常多,但总体而言用的发动机就两个类型。一种是上图这种涡轮风扇/涡轮喷气式航空发动机,另外一种则是和运载火箭一样的火箭发动机。喷气式航空发动机和和火箭发动机有什么区别呢?通俗点说,喷气式航空发动机的推力更小,但是油耗低,动力输出源远流长,可以保证长时间工作,提高导弹射程。而火箭发动机则不一样,火箭发动机动力澎湃,但是油耗巨大,三秒真男人,一下子油箱就空了。安装在导弹上一般猛推几秒钟,后面就是滑翔了。

动辄数千公里,巡航导弹射程惊人的奥秘:小涡扇和机翼的相互配合

所以火箭发动机一般用在弹道导弹,反舰导弹,空空导弹等只需要前期加速的导弹上,涡扇发动机则用在巡航导弹这种需要超远距离飞行的导弹上。不过近年来随着涡扇发动机性能提升,很多追求突防速度的反舰导弹也开始使用油耗小的涡扇发动机,实现了一定程度上的射程与速度兼得。巡航导弹和反舰导弹又不一样,巡航导弹不需要冲击敌方目标密集的防空系统,所以设计时并不强求末端超音速飞行,于是就采用了“温柔”的涡轮风扇发动机。

动辄数千公里,巡航导弹射程惊人的奥秘:小涡扇和机翼的相互配合

这是战斧巡航导弹的

结构示意图,和常规导弹的布局类似,最前方是引导头,装着制导设备。引导头后面是弹头,战斧有两种模式,可以核常兼备,日常执行任务时使用常规弹头。弹头后面就是导弹的动力系统了,即燃料箱和发动机。这张图的图注写的是火箭推进器有点小瑕疵,其实战斧巡航导弹用的是图一的那款F-107涡轮风扇发动机。为了保证2500公里的射程,其燃料箱占据了弹体的绝大部分空间,装满了航空煤油,供F-107使劲造。

动辄数千公里,巡航导弹射程惊人的奥秘:小涡扇和机翼的相互配合

除了和常规导弹类似之处,战斧巡航导弹也有和常规导弹的不同之处,即类似于飞机的气动外形。▲这是战斧巡航导弹在巡航飞行时的照片,从外观我们就可以发现其气动设计和导弹差异较大,反而类似于一架无人机。首先为了保证尾部的涡轮风扇发动机正常工作,战斧巡航导弹在尾部设置了一个突兀的进气道。这一点正好从侧面印证了前一张图片的错误之处。如果是使用火箭发动机的话,是不需要进气道的。火箭发动机的燃烧自带只需要供氧,不需要吸气。

动辄数千公里,巡航导弹射程惊人的奥秘:小涡扇和机翼的相互配合

除此之外,战斧巡航导弹还有一对明显的机翼,一对大展弦比机翼。全长5.56米的导弹配备一对2.65米的机翼,这种设计只有巡航导弹身上才能看到。其实这对机翼似于第二次世界大战期间螺旋桨的平直机翼,特点是在机翼面积较小,但是可以提供较大升力。在发射井中的时候,战斧巡航导弹的这对机翼是收起来的,发射出去后弹出,辅助导弹巡航飞行,扩大射程。总得来说,巨大的燃料箱,油耗较小的涡轮风扇发动机再配合一对机翼,成就了巡航导弹数千公里的射程!


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