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第三部分 论战争武器装备7(第2页)

除了绝对射程增加外,更重要的是采用火箭助推器/冲压喷气主发动机可以扩大有效杀伤区。采用冲压喷气主发动机的空空导弹有可能使有效杀伤空域增大两倍,并在这一空域仍有很高的杀伤概率。

采用冲压喷气发动机后,导弹性能虽然提高了,但成本也要加大,约是固体火箭发动机方案的两倍。但是,由于火箭/冲压喷气型导弹在超视距作战中有很多优点,因此成本的增加显得并不重要。因为多花点钱改进动力装置以提高导弹的攻击力总比在空战中损失一架价值4000多万美元的战斗机要合算。

参加英国超视距空空导弹竞争的两大阵营已经形成。一个以英国宇航公司(现为马特拉·英国宇航动力公司)为首,包括意大利的阿列尼亚公司、德国的戴姆勒2奔驰宇航公司、国的GEC马可尼公司和瑞典的萨伯公司,推出流星导弹参加投标;另一个由休斯英国公司牵头,用AIM2120先进中程空空导弹的冲压喷气发动机型(未来中程空空导弹)参与竞争,合作伙伴有法国宇航公司、福克公司、肖特公司和汤姆逊2肖恩公司。

冲压喷气发动机的优点之一是设计简单,仅有进气道、燃烧室、燃料喷嘴和燃料贮箱几个主要部分,不需要活动部件。由于冲压喷气发动机在开始工作前需加速到约2马赫,这需要与固体助推器一起使用。助推器目前一般采用整体式无喷管方案。

冲压喷气发动机总的设计原则都是一样的,但具体设计方案依据所选用的燃料和燃烧过程而定。未来中程空空导弹采用直接喷射冲压发动机,而流星导弹则准备采用掺硼的固体冲压喷气发动机方案。

冲压喷气发动机的一个主要优点是它燃烧时使用的是大气中的氧而不是自带的氧化剂。

需解决的问题是要随着气压变化,亦即根据高度对燃烧过程进行控制。

对这一问题最简单的解决方案就是不进行调节,南非的肯特隆和索姆切姆公司最初采用的就是这种办法。这种办法大大简化了设计问题,但要使冲压喷气发动机在最佳状态工作时,导弹就要在极为有限的高度范围内飞行。肯特隆公司的最初方案是使空空导弹先在特定的高度走廊飞行,将高度问题留在末段,此时冲压喷气发动机的性能已显得不太重要。鉴于该方案的缺点,索姆切姆公司已开始研制一种主动机械阀装置作为节门使用。

法国宇航公司确定了4种冲压喷气发动机基本设计方案,即自调节固体推进剂冲压喷气发动机,掺硼固体推进剂冲压喷气发动机,直接喷射冲压喷气发动机以及可调**冲压喷气发动机。在休斯公司牵头的投标阵营中,法国宇航公司负责研制推进系统。

法国宇航公司在为休斯公司的未来中程空空导弹研制推进系统的过程中进行了几项研究工作。80年代末90年代初,该公司完成了适于空空导弹的小口径冲压喷气发动机(SPC)研究工作。该公司还是马特拉公司等于1990到1995年间实施的拉斯第克(Rustique)自调节冲压喷气发动机项目的分包商。在1988到1990年间,法国宇航公司在SPCI计划中研究了将A**P导弹的冲压喷气发动机改小后用于空空导弹的可行性。

在这一方案中,两个进气道相差90。而不是180。。尽管这一方案从技术上讲是可行的,但从费用上来讲,将小型的A**P发动机用于战术空空导弹是行不通的。

在SPC2计划中,法国宇航公司研究了改变燃料喷射结构的可行性,将燃料喷嘴从A**P进气道的弯管处移到燃烧室的前部。这一方案在技术上同样是可行的,但调节所用的电磁阀太重而且费用太高。

继SPC项目之后,法国宇航公司对冲压喷气发动机采用复合材料进行了研究,以降低费用。另外还研究了一种简化的燃料贮箱、费用低廉的增压系统和一种紧凑的直接喷射系统。后来,这一项目并人了1994年开始实施的简单调节冲压喷气发动机(sRS)项目中,目的是充分利用法国宇航公司近年来在小口径冲压喷气发动机研究方面的成果。

通过研究,法国宇航公司倾向于**直接喷射冲压喷气发动机方案和在SRS项目中研究的调节技术。该公司认为可调式固体冲压喷气发动机之所以不适合,是因为其技术风险以及研制和生产费用都很高。自调节冲压喷气发动机适用于反辐射导弹,但不适用于空空导弹。这是由其固有的高度制约因素决定的。马特拉公司更主张采用在。MPSR计划中开发出来的“自调节”方案。MPSR计划的试验弹的调节是通过对大气压力变化敏感的流率来实现的。

用在A**P导弹可调**冲压喷气发动机,从技术上来讲是可行的,但从经济上也是不可行的。

法国宇航公司的直接喷射冲压喷气发动机方案,是在燃料贮箱内使用了一个弹性叶片。

该叶片与一个减压阀相连,燃料通过一个四喷嘴组件送人燃烧室。

在选择推进方案时,法国宇航公司也曾考虑过采用掺硼或铝等金属添加剂的固体推进剂,然而这样一来便存在着容易被敌方探测到的危险。因为未燃烧的金属粒子具有良好的雷达散射特性,排出的羽烟容易被雷达探测到。此外,在导弹飞行中段,羽烟中未耗尽的金属粒子会影响发射载机与导弹之间的制导数据传输。因此,使用掺硼推进剂的动力装置有很高的技术风险。

德国宇航公司下属的动力装置制造商贝恩切米公司负责为流星导弹研制冲压喷气巡航发动机。该公司不赞成法国宇航公司的主张,并已给德国国防部写信表示反对法国宇航公司对掺硼固体冲压喷气发动机所持的观点。

贝恩切米公司声称,对于掺硼固体冲压喷气发动机面临的技术风险,该公司已进行过几次技术验证,证明是没有问题的。至于羽烟中残存的金属粒子问题,该公司称到目前为止已进行的试验令人鼓舞,结果并不像法国宇航公司所说的那么坏。

贝恩切米公司争辩说,固体冲压喷气发动机有较高的燃料密度,因此,在相同的空间中,后者可有更多的推进剂能量。

该公司还声称,他们之所以选用固体冲压喷气发动机,是因为小口径**冲压喷气发动机在高空飞行剖面上的燃烧稳定性不好,英国宇航公司的海标枪导弹使用的冲压喷气发动机就有这方面的问题。另外,未来中程空空导弹选用了JP10作为巡航发动机的燃料,但是由于这种燃料具有腐蚀性,是否适于长期贮存令人怀疑。

预计英国国防部将在今年7月宣布哪种方案中标。究竟哪家中标,哪一种方案能在竞争中占上风,我们将拭目以待。

上一期我们讨论了冲压喷气发动机的优点、设计方案以及英国超视距空空导弹的招标情况。本期我们再介绍一下冲压喷气发动机在各种导弹上的应用情况。

超视距空空导弹对增程超视距空空导弹需求的日益增长,必然促使导弹设计部门寻求将冲压喷气巡航发动机作为空空导弹的动力装置。英国皇家空军的未来中程空空导弹并不是第一种采用冲压喷气发动机方案的导弹。

早在几年前,美国海军曾经实施过一项先进空空导弹(AAAM)计划,准备用其来替换AIM254不死鸟导弹。这项计划要求在导弹的射程和末段运动特性方面都要有所提高,这就需要采用一种混合型动力装置。当时美国的公司提出了冲压喷气发动机和固体发动机两种方案。

通用动力公司和西屋公司提出了一种固体发动机方案,采用一台助推器和一台双脉冲主发动机,但需解决分离和点火方面的问题。休斯和雷锡恩公司提出了一种整体式火箭冲压喷气发动机方案,但是这种方案只有一个进气道,与两进气道或四进气道设计方案相比,末段机动性要差。

最后美国海军虽然取消了这项计划,但它仍然需要一种替换不死鸟的导弹。休斯公司用冲压喷气发动机改型的AIM2120先进中程空空导弹正好可以满足其需要。

在未来中程空空导弹竞争中,英国宇航公司推出了一种与其S225X导弹一样的双推力固体火箭发动机方案。这种方案存在的问题是,采用固体发动机不如冲压喷气发动机射程远。由于这一问题的存在,再加上要求这种导弹装在欧洲战斗机2000的凹进处,这就意味着固体发动机设计方案会因射程不够而遭到淘汰。

欧洲的法国、德国和瑞典等国都已表示对增程超视距武器感兴趣。南非和以色列都在研究冲压喷气发动机技术在空空导弹上的应用。1987年晚些时候,南非的索姆切姆公司开始研究冲压喷气发动机技术,并已在阿尔坎特潘靶场进行了几次冲压喷气发动机试验飞行器试飞。这种试验飞行器装在其设想中的远程战术导弹上,将主要用在南非肯特隆公司研制的射程在100公里以上的S2突击者空空导弹上。

以色列拉斐尔武器局的马诺尔分部也在研究冲压喷气发动机技术。以色列和南非以前在导弹研制方面有过合作,两国很可能共同研制过冲压喷气发动机。

俄罗斯的导弹设计局还对冲压喷气发动机在空面导弹和面空导弹上的应用很感兴趣。

文佩尔导弹设计局的冲压喷气发动机型R277导弹(AA212)已至少在苏227飞机上进行了5次发射试验。

俄罗斯空军需要一种超远程导弹,好像已经选中了诺瓦托尔导弹设计局的KS-172设计方案。KS2172方案与上述通用动力公司和西屋公司的先进空空导弹方案有异曲同工之妙,它是一种由一台固体助推器和一台“常规”固体火箭发动机提供动力的导弹。

战略空面武器系统

在西方诸国中,法国从40年代末起一直致力于发展采用冲压喷气发动机的空射型防区外导弹;而美国在40年代后期和50年代也进行过冲压喷气发动机试验,后来优先发展了涡轮喷气发动机,再后来为空射型防区外武器选用了涡轮风扇发动机。

法国于1986年开始装备法国宇航公司的A**P中程核导弹,该弹同时在法国空军和海军服役。法国主张采用冲压喷气发动机、速度达2到3马赫的导弹作为其“准战略”核武器,而美国选用的是巡航导弹,因此,法国的武器要昂贵得多。法国认为这笔开支是值得的,因为高马赫数/高空武器是突破敌防空系统的最好工具,特别是所用的平台和导弹数量都很少。

法国还一直在研究将冲压喷气发动机和超音速燃烧冲压喷气发动机技术用于防区外武器。法国空军打算用ASLP来替换A**P,ASLP采用**冲压喷气发动机,射程增加了。为此,法国宇航公司和法国国家宇航研究院开始实施切夫伦()技术演示计划。该计划的目标之一是制造一种具有高度隐身特性的武器。

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