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航天器发射方式选择:4种方式

时间:2023-07-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:研究和确定导弹的发射方式是导弹武器系统总体设计的重要内容,也是发射装置设计的首要任务。自力发射的主要问题是燃气流的排导问题。无控火箭也欲利用弹射增加离筒速度,提高发射精度。倾斜发射是各种战术导弹大量采用的一种发射方式,无控火箭采用的全是倾斜发射。两种发射方式优、缺点的比较如下。固定发射的发射点是固定的。

航天器发射方式选择:4种方式

一般把导弹的发射地点、发射动力、发射姿态综合形成的发射导弹的方法称作发射方式。发射方式根据不同的分类方法可分为不同的类型,请参考1.2节相关内容,此处不再赘述。研究和确定导弹的发射方式是导弹武器系统总体设计的重要内容,也是发射装置设计的首要任务。

1.发射动力的选择

按照导弹的发射动力,发射方式有弹射、自力发射、投射和复合发射等。发射动力由导弹以外的动力提供时称为弹射;发射动力由导弹发动机提供时称为自力发射;投射是外动力发射的一种,是机载导弹利用地球引力作用使导弹离开飞机,随后发动机点火;复合发射是指由外动力和自推力两种动力复合起来的发射方式。选择发射方式时首先要确定发射动力。

自力发射是使用最普遍的一种发射方式,陆基、海基、空基发射的导弹大都采用这种方式,其也是最早使用的一种方式。其特点是技术成熟,发射装置比较简单,发射也很方便,可靠性高。

自力发射的主要问题是燃气流的排导问题。在地下发射时需要解决排焰烧蚀、井下噪声等一系列复杂问题;在空中发射时要解决燃气流进入载机发动机进气道导致发动机熄火的问题;舰面发射时要防止对舰上设备的烧蚀;水下发射目前还未见使用自力发射方式。

弹射发射时,导弹离开发射装置时已具有一定的初始速度,而后主发动机点火,这有利于提高发射精度,缩小杀伤区近界,提高近距离作战能力。一些反坦克导弹采用弹射发射正是利用这一优点。无控火箭也欲利用弹射增加离筒速度,提高发射精度。

弹射发射的另一突出优点是燃气流对发射区的影响不大,不需要复杂的导流与防护设备。由于这种方式对发射环境和设备的适应性较好,因此非常适合水下发射、井下发射、森林区及发射点有易燃物地区的导弹发射。空中发射也利用外动力将导弹推出一段距离,然后点火,以确保载机的安全。

弹射发射的缺点是:(1)发射装置结构复杂,质量大;(2)需要设置隔离器,在发射时将工质(气体或液体)与导弹分开,导弹离开发射筒后需要可靠分离,还要求隔离器落下后不危害周围设备,这也是要解决的特殊问题;(3)重新装弹不方便,所以小型导弹的发射筒一般都是一次性使用的。

2.发射姿态的选择

现有导弹的发射姿态基本上都是倾斜和垂直,水平发射应用得很少。不同发射姿态,发射装置的结构也不同。在导弹武器系统可行性研究阶段,除了确定发射动力外,还要确定发射姿态。

倾斜发射是各种战术导弹大量采用的一种发射方式,无控火箭采用的全是倾斜发射(探空火箭例外)。垂直发射过去仅用于攻击固定目标的弹道导弹,而现在攻击活动目标(对空、对舰、对坦克)的导弹也采用垂直发射方式。由于垂直发射有许多明显的优点,在导弹的控制和制导技术被突破以后,许多导弹都选择了这种发射方式。

两种发射方式优、缺点的比较如下。

1)快速反应能力

导弹倾斜发射时要进行瞄准,把发射方向指向目标,因此从发现目标到导弹发射需要较长的时间。而导弹垂直发射时无须瞄准,大大缩短了反应时间,提高了快速反应能力。

2)装弹量

垂直发射的导弹垂直存于弹库中,占用的空间很少,载弹量多,可以从装载位置直接发射导弹,因此,在一次作战中,能做到无须补弹而连续发射,使武器能对付饱和攻击。垂直发射时的发射率一般为1~2 s/枚,而倾斜发射时每枚导弹的发射时间则在数秒以上。

3)攻击范围

垂直发射的导弹在空中可以转向任意方位,实现全方位打击,消除了由发射设备限制所造成的攻击死区。倾斜发射为避免燃气流的危害,考虑导弹的飞行安全,要受到地形、雷达天线及周围设备与建筑物的影响,瞄准范围经常受到限制,存在攻击死区。

垂直发射的导弹,引入段较弯曲,增大了杀伤近界及导弹拦截目标所需的飞行时间,对近界作战空域有影响。

4)发射系统的结构(www.xing528.com)

垂直发射系统不需要复杂的实现高低与方位瞄准的机构、随动系统及指挥仪等,不需要由弹库向发射装置装弹的再装填设备,因此设备简化、结构简单、体积和质量小。这使整个系统的成本降低,可靠性提高,而维护人员减少。

导弹单独装在发射箱中,占据的空间小,可集装或分装在大小舰艇、商船甲板的不同位置上,或装在车上。其装载适应性强,受空间限制少。

倾斜发射要考虑瞄准的需要,要避开燃气流的危害,占据的空间较大,装舰或装车受到限制。

5)阵地布置

倾斜发射的发射装置与其他设备之间一般留有70~100 m的距离,以防止燃气流的危害。而垂直发射的发射装置与其他设备之间的距离可以缩小,这既方便了阵地选择,又有利于隐蔽、伪装。

综上,垂直发射有许多优点,但是导弹必须解决推力矢量控制、捷联惯导及亚声速下的大攻角气动耦合等一系列关键问题,才能考虑选用这种发射方式。

3.战斗部署的选择

从导弹武器的战斗部署看,导弹发射可以采用固定发射和机动发射两种方式。

固定发射的发射点是固定的。对弹道导弹可以是地面、半地下、地下固定发射。固定发射点的坐标可准确测量,所以目标方位、距离及发射点周围的重力场也都可以准确测量,有利于提高导弹的命中精度。这种方式的主要问题是发射点很容易被侦破而受到攻击。

海防导弹的坑道式发射,通过事先构筑坑道,将导弹及发射设备贮于其中,发射时移至坑道口,属于半地下固定的一种发射方式,有一定的隐蔽性和防护能力。

机动发射的发射点不固定在某一位置,而是经常变换的。机动发射利用机动的方法躲避敌人的侦察和攻击,以提高生存能力。机动的方法可以是:

(1)公路机动:在公路上实施机动和转移,在预定地点进行发射准备和发射。

(2)越野机动:在非公路和无路地区实施机动、转移、发射准备和发射。

(3)铁路机动:在列车上沿铁路实施机动、转移、发射准备和发射。

(4)水面机动:在舰船上实施机动、转移、发射准备和发射。

(5)水下机动:利用潜艇实施机动和发射。

(6)空中机动:利用飞机实施机动和发射。

不同机动的方法的发射装置,其设计要求与具体结构有很大差别。

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