瀚海狼山:射程300公里以上的雙脈沖導彈，其技術難度堪稱逆天！ |2021-01-01
瀚海狼山（匈奴狼山）夜間沒事翻看一些關于固體火箭發動機的專業材料。突然意識到一點：這就是雙脈沖導彈的固體發動機。是真正堪稱逆天的高技術。實現的難度絕不是一般的高！前兩天剛剛說過，雙脈沖的空空導彈本身是超級大國的研發部門最早提出來的新技術設想，說白了就是一種技術忽悠。因為在雙脈沖出現之前，所有的空空導彈的固體發動機的燃燒時間都不會超過30秒，在這30秒之內，最好的NEPE固體火箭燃料也只能把空空導彈加速到4馬赫左右，就算是全程4馬赫，也只能在有動力階段把導彈推出40公里不到的距離，剩下的射程就是純粹靠慣性飛行；然后靠氣動彈翼來偏轉接近目標，沒有了主動動力的空空導彈的命中率會大大下降。而雙脈沖空空導彈是先燃燒助推幾十秒，然后靠慣性飛行很長一段距離，最終鎖定目標后再二次燃燒開機。在仍然有二次動力的情況下以高G機動擊殺目標，因此叫做雙脈沖遠程空空導彈。這個概念提出以后。 另外一個傳統的空戰強國也說在這方面即將突破。于是乎同樣是研發空空導彈的第3家研究單位的主創人員就真的相信了。結果在提出這種技術幻想的僅僅3年之內，就研發出了至少2種真正是雙脈沖的空空導彈。超級大國空軍專家分析后認為，其中一種叫做PL15的雙脈沖導彈，保底動力射程300公里！而另外一種體量更大的重型空空導彈，被認為保底射程至少400公里；甚至傳說在實際試射中擊落過700公里之外的動力氣球。700公里是空空導彈的射程，想想都讓人咋舌。可是這2種導彈實際裝備后，才發現超級大國雙脈沖還完全是PPT上的概念；最強的AIM120D的最大動力射程也就是在120到150公里之間。而另外一家的超遠程空空導彈更是忽悠。現役最好的R77導彈在實戰中被對方打得毫無還手之力。這本身算是一個被戰略忽悠，而忽悠成遙遙領先的世界第一的例子。但是狼山認為如果把這個實例當軍事笑話來看，就過于膚淺了。 因為只有對固體火箭發動機技術有比較深入了解的人，才明白這個雙脈沖2次點火的技術，是與日常的固體火箭理論格格不入的，完全屬于是不按套路出牌。其思維難度在一定程度上，不亞于在一夜之間憑空悟出氫彈的關鍵技術細節。狼山就把固體火箭的具體原理大致介紹一下，就會明白這種雙脈沖2次點火要實現有多難。人類到目前的所有導彈和運載火箭技術，從大到起飛重量超過3000噸的土星五號，小到幾十克的鉆天猴煙花，其實都運用了1000多年前就發明的火箭原理。通過向后持續噴氣來獲得反推力飛行。最早的火箭當然就是竹筒裝的黑火藥，也是最原始的固體火箭。直到今天，所有大大小小的固體火箭的基本原理和1000年前的竹筒裝黑火藥仍然沒有太大的區別；甚至航天飛機的兩大固體助推火箭高達2500噸的總推力，其開始點火的物質仍然離不開黑火藥。當然，人類通過火箭實現航天夢主要靠后來的液體大火箭，鼻祖都是德國的V2飛彈。V2用酒精當燃料，液氧當氧化劑。首次飛出了大氣層。
現代液體火箭的發動機是一套或者多套循環燃燒裝置。主要構件是渦輪泵和噴嘴，然后上面是氧化劑和燃料的儲箱。這樣所有現代液體火箭的發動機和燃料體系都是相對隔離的。但是當代所有的固體火箭發動機，從單個直徑超過6.2米，總長超過60米，單發推力3000噸級超級固體火箭，到最新的迷你導彈上的小型固體發動機。它們的內部結構和工作原理都是一樣的。也就是整個完整的固體火箭本身，就是一臺完整的發動機。現代固體火箭都是從頂部開始點火燃燒。整個燃燒體內部從上到下有一個貫通的燃燒中空孔洞管，從頂上一直延伸到最底部的噴口。點火之后，就像一段中空的枯樹干一樣從中間往外層逐步燃燒。以前的所有的固體火箭發動機，一旦點燃就沒有中途熄滅的道理。不像液體火箭發動機一樣，可以臨時停轉燃料泵，讓火箭熄火滑行，過一段時間再重啟點火。至今誰也沒辦法讓已經點燃的固體火箭發動機中途停下來。固體火箭的另外一個基本原理，就是內部燃燒的總面積和推力成正比。在這個原理之下會有個問題。很顯然，如果固體火箭內部的藥柱中間最早燃燒的中孔是一個正圓柱，那么越往外層燒，則燃燒的總面積越大。這樣固體火箭的推力會隨著燃燒的深入越來越大。但是大部分火箭或者導彈，剛剛發射起飛的時候，推力需求才是最大的。
這個難題，火箭專家想法解決了。這就是把中間藥柱的長中孔，不是澆筑成簡單的圓柱，而是改成復雜的米字狀甚至是雪花片狀，這樣火箭的燃燒內面積更加均衡。但是說到這里，同時解決了導彈雙脈沖點火，二次燃燒的難題了嗎？根本沒有！固體火箭發動機內部復雜形狀燃燒中孔的新設計，只是解決了火箭推力曲線全程更合理的問題，但是根本沒有解決固體火箭2次點火兩次燃燒的難題。因為固體火箭不論大小，一旦點燃就只能到徹底燒完為止，絕不會像液體節流火箭那樣，中途熄火后再被動點燃。這是一個不能輕易突破的基本原理。到這里有人會說，這個簡單，可以把一發導彈的固體發動機做成兩節，和大型火箭一樣中途拋掉燒完的部分不就行了？可問題是，不論PL15還是更大的雙脈沖導彈。作戰全程都保持完整的氣動外形，根本沒有在中途拋掉一段這個環節。整個導彈兩次點火燃燒。用的都是尾部的同一個噴嘴。原則上任何共用一個噴嘴的固體火箭都不能2次燃燒。這個雙脈沖固推技術屬于違反基本原理。全球除了這家，別人到現在都沒想明白。 |
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