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发信人: ersy (哎呀蛇蝎), 信区: Green
标 题: 绝密的毒蝎反击利器 台军“捶妖计划”(图3)
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Dec 5 15:12:42 2003), 站内信件
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马夸特公司的X-7测试火箭,冲压发动机外挂于弹体,属于第1代冲压载具
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在风洞中进行测试的第2代冲压发动机载具模型,这张图片最近在国际间被公开
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在90年代中期研发的S225XR冲压发动机远程空对空导弹,相关技术已被用于“流星”导弹
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“擎天”载具的研发一直被中山科学院视为高度机密的计划,其技术已进展到第3代,可应
用于反舰导弹和中程攻陆导弹上
其实上述的第3代冲压发动机载具的发动机与弹体整合,指的就是ALVRJ和后续STM使用
的组合式火箭冲压发动机系统(Integral Rocket/Ramjet Propulsion System),即助推
的固体火箭助推器与续航冲压发动机整合为一体装置于弹体内部的后段,位于弹体尾段的
固体火箭助推器先燃烧,其固体药柱烧完留下的空间就作为冲压发动机的燃烧室,因而能
节省导弹的长度与体积,这种燃烧室又称为突扩(dump)燃烧室。像ALVRJ尾部的固体火箭
助推器只要5秒钟就可达到激活冲压发动机的速度。中山科学院在1999年成立30年院庆活动
中公开的“擎天”载具,几乎就是STM的翻版。差别大概在于ALVRJ和STM都是空射,而“擎
天”载具是陆射,因此要加装侧挂式助推器,以增加推力。
目前服役中及发展中的导弹系统,绝大部分使用固体火箭发动机当推进动力,但某些
需要超声速巡航的导弹已逐渐考虑采用整合式火箭冲压发动机。因为组合式火箭冲压技术
的发展,缩小整个推进系统的体积,因此开启了应用于空射导弹之门,所以超声速燃烧冲
压发动机应用于导弹上的雄厚潜力不容忽视。俄制AS-17(Kh-31P/A)空射反舰/反辐射导
弹就是采用组合式火箭冲压发动机,大陆自俄罗斯购入的“现代”级驱逐舰上配备的“日
炙”反舰导弹,也是采组合式火箭冲压发动机。80年代早期的法、德ANS反舰导弹也选择这
种推进方式,ANS于1993年由于ANNG计划的产生而中止。
另一个谈到冲压发动机不得不提的相关技术就是固体管道火箭。固体导管火箭也属于
冲压发动机家族之一员,虽是火箭,但因所使用的固体燃料含的氧化剂较少,所以必须和
冲压发动机一样从大气中吸取氧气,又称为固体燃料冲压发动机。固体燃料冲压发动机是
将含有少量氧化剂的固态燃料(含镁、铝、硼等金属颗粒)先燃烧成为富燃料气体,此即
第一次燃烧,这些燃料气体再与经由进气道引进的空气混合,在冲压燃烧室中进行二次燃
烧以产生推力。由于固体燃料冲压发动机构造远较液体燃料冲压发动机简单,因此可缩小
体积,德法两国还将固体燃料冲压发动机用于空对空导弹,俄国R-77主动雷达制导空对空
导弹也有使用固体燃料冲压发动机的型式。
中山科学院研发的固体管道火箭研发始于1981年,主要就是着眼其兼具固体火箭的简
单、可靠以及吸气式发动机的高比冲、长时间的持续推力及重量较轻等优点。1983年7月成
立“固体管道火箭奠基研究”计划,采自行研制及与院外机构合作同时进行,主要是建立
基本研究能力及系统设计分析能力;1987年7月,接续成立“固体管道火箭应用及基本研究
”计划,完成基本型固体管道火箭自由试飞,并进行长燃时远程飞试验弹研制。1990年7月
,再成立“组合式固体管道火箭研究”计划,成功的完成组合式火箭冲压引击转换关键技
术,可应用于超声速反舰导弹上。另外,中山科学院在固体管道火箭进气道、燃烧室及气
体产生器等关键技术开发,也都有一定的成果。
为了使冲压发动机载具达到巡航高度和速度,除了尾部的串接式助推器外,弹身侧面
通常还会加装2或4个较小型的侧挂助推器。不过因这些侧挂助推器燃烧完,必须同时脱离
弹身,否则将严重影响载具主体后续飞行。中山科学院开始研发在“擎天”载具上加装侧
挂助推器时,光要使侧挂助推器同时脱离弹体就遇到不少困难,如:不能同时脱离或脱离
后因气流因素,使助推器回撞载具主体等,后来引进相关技术和人才才逐渐突破技术瓶颈
,像原来是使用机械装置使侧挂助推器脱离弹体,但却常因机械故障而无法同时脱离,后
来改用爆炸脱离装置,才解决这一难题。其它研发过程中遭遇的问题还有,冲压发动机喷
管内壁硅酚绝热层曾因长时间高温焦化和剥蚀,无法长时间达成热防护目的;也遭遇燃烧
不稳定,造成弹体振动等问题,不过最后都一一克服。
中山科学院在完成“擎天”MK-1冲压发动机载具研发和试飞之后,1996年继续进行“
擎天”5号冲压发动机载具的超声速超低空掠海飞行试验。虽然“擎天”5号配置的精密高
度控制系统的软硬件是中山科学院首次研发的成品,不过第一次试飞就成功发挥作用,所
以“擎天”5号是以超声速和数米高的终端弹道,成功完成第一次试飞。
由上述试飞内容推断,中山科学院进行“擎天”载具研发似乎是以发展“超声速反舰
导弹”为目标,加上1994年时“擎天”计划室和“雄风”作业室合并,这也难怪外界一直
传说中山科学院在发展配备冲压发动机的“雄风”3型超声速反舰导弹。不过若从中山科学
院也同步发展固体管道火箭看来,“雄3”超声速反舰导弹也有可能不是使用“擎天”载具
技术,即液体燃料冲压发动机,有可能采用固体管道火箭技术,亦即配备固体燃料冲压发
动机。
不过军方对中山科学院冲压发动机技术应用的要求并非仅只于超声速反舰导弹。前行
政院长郝柏村在《八年参谋总长日记》一书中就曾提到,1986年6月21日中山科学院黄孝宗
代院长来见,认为干元案应恢复研发,此乃依图形识别制导的巡航导弹,我有冲压发动机
研制能力,及发展战略性远程导弹之潜力,于是同意恢复,但由于敏感性,不得与外商合
作。这段文字透露军方早有利用中山科学院冲压发动机技术,研发中远程导弹的意图。
虽然“擎天”载具最大巡航高度已可达12千米,速度可达声速两倍多,但是中山科学
院仍在1992年利用地面测试设备,进行液体燃料冲压发动机在高空高速环境下,最低点火
能力的研究。虽然冲压发动机原本就是设计在高速下使用,但是速度一旦超过3马赫左右(
大概值),气流通过进气道减速到亚声速,虽可提供冲压发动机足够的压缩比,但副作用
却是高热,于是使燃料一喷入燃烧室就分解而无法进行氧化反应,也就是“烧不起来”。
所衍生的问题就是如何在高速气流中点燃燃料,这也是中山科学院进行地面测试的目的。
当时中山科学院模拟3个环境条件进行点火测试,一是冲压发动机载具在高度2千米、
飞行速度2.7马赫时进行点火,这刚好是固体火箭助推器烧完,冲压发动机接续激活的时候
;二是冲压发动机载具进入巡航阶段时,即飞行速度已达3.2马赫,飞行高度为22千米;最
后则是进行冲压发动机载具飞行速度在3.2—4马赫,飞行高度16—25千米的全空域极限点
火试验。试验结果都能达到点火要求,虽然地面测试成功并不意谓中山科学院的冲压发动
机载具已可在与测试环境相同的大气中运行,不过已遥指中山科学院研发冲压发动机所欲
达成的性能目标。
另外,值得注意的是中山科学院在导弹气动力奠基研究上,还曾进行过“高超声速气
动力设计能力研发”奠基研究计划,为了进一步提升气动力研究水准,还自力建立我国第
一个高超声速震波风洞。在导弹气动力关键技术方面,建立了自低亚声速至高超声速、低
空至极高空飞行、简单外形至复杂外形、轴向分离至侧向分离及传统翼翅控制至喷流控制
气动热力研发能力,显示中山科学院在“高超声速”领域着墨颇深。虽然我们不知道中山
科学院是否已完成配备冲压发动机的高高度超声速中程陆射导弹的研发,不过可确定的是
,若要走这条路必定是以“擎天”载具为基础构型,再予以发扬光大。
虽然“擎天”载具具有发展成中程陆攻冲压导弹的潜力,但仍有很多问题要解决。第
一个要面对的课题就是射程。虽然《武吓台湾》一书中提及的“捶妖计划”是虚构情节,
但把掠海反舰冲压导弹的飞行弹道改成高高度确实可加大射程,以法国冲压核导弹ASMP为
例,以低空飞行射程只有90千米左右,但采高高度飞行射程却可远达250千米,约为低空的
2.8倍。不过即使“擎天”载具射程达200千米,采高高度飞行可远达560千米,射程仍称不
上“中程”。若射程要增为属中程导弹的1 000千米以上,首先弹体要先加大以便有较大的
空间,容纳较多的燃料,才能增加射程。由于是超声速飞行,因此弹体仍要维持修长的气
动力外型,所以弹身也需拉长。弹体加大和增长之后,便能携带较大的弹头,大幅增加攻
击能力。因为整个弹体加大,弹重也会大增,为了使导弹快速达到激活冲压发动机的速度
和高度,在采用组合式火箭冲压发动机的前提下,尾部的固体火箭助推器必须加长,并且
增加4具较大的侧挂助推器,用以增加推力。
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老鼠怕猫?
那是谣传!^-^
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