旋转火箭弹科普——发展历程、基本原理

2024-12-04
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火箭弹的战术优势明显,飞行速度高、发射过载系数小、发射时无后坐力、火力密集,完成作战任务的突袭时间短。

现代火箭弹的发射管内并没有膛线,只有少数发射管有膛线,也只是赋予火箭弹微旋,不能满足高速旋转稳定性。那么,现代火箭弹依靠什么来稳定飞行呢?

现代火箭弹的稳定方式有两种,一是尾翼稳定,二是涡轮稳定。

① 尾翼式火箭弹——依靠弹尾部的尾翼装置来保持飞行稳定的火箭弹。尾翼装置将火箭弹在飞行中的压力中心移至弹体质心之后,产生一个稳定力矩来克服外界扰动力矩的作用,使火箭弹稳定的飞行。

② 涡轮式(旋转式)火箭弹——依靠弹体绕自身纵轴高速旋转来保持飞行稳定的火箭弹。涡轮式火箭弹通过高速旋转弹丸自身能产生一个陀螺力矩来抗衡外界力矩的作用,使火箭弹稳定的飞行。

火箭弹早期又称火箭炮,是采用尾翼稳定的,譬如苏联喀秋莎火箭炮,没有发射管,依靠导轨发射,火箭尾部安装稳定尾翼,保证火箭弹飞行的稳定。

到了50年代,人们发明了涡轮稳定火箭弹,依靠弹体绕弹轴高速旋转所产生的陀螺效应来保证飞行的稳定,火箭发动机燃气从切向斜角喷口喷出。典型的涡轮稳定火箭炮是中国的63式107毫米火箭弹。

107毫米火箭弹结构上的“涡轮”是指,火箭弹的飞行稳定不是依靠弹体的尾翼或发射管的内膛线的导转,而是依靠火箭弹发动机的偏心推力来高速自旋稳定。具体说来107毫米火箭弹的尾部有着8个喷口,每个喷口与火箭弹的中心线都偏转一个小角度,火箭点火后,燃气在推动火箭弹前进的同时,也在推动着火箭弹自转,实现飞行过程中的稳定。

正是由于107毫米火箭弹采用了涡轮旋转稳定,所以对发射装置的要求很低,更适宜简易发射。理论上只要能承载起107毫米火箭弹,能提供稳定发射仰角的支架就能满足发射条件。在中东这些动乱战场上,我们看到了单管、或多管数量灵活的组合,看到或在建筑物窗口、或在汽车顶棚,或采用普通(莱阳)钢管、或采用简易焊接支架来发射107毫米火箭弹。

火箭弹的基本原理,一般由引信、战斗部、火箭发动机、稳定装置和导向装置(尾翼式)等几部分组成。

① 引信——激活战斗部在弹道终点发挥作战效能的机械或机电部件。为了使战斗部适时可靠地发挥毁伤或干扰等作用,战斗部上都配有引信装置。战斗部类型及作战目标不同配用的引信类型不同,目前火箭弹研制中常用的引信有触发引信、电子时间引信以及无线电近炸引信等。

② 战斗部——在弹道终点发挥作战效能的部件。根据作战目的及对象的不同,在火箭弹上可以采用不同类型的战斗部。目前在火箭弹研制中常用的战斗部类型包括:杀伤战斗部、爆破战斗部、杀伤爆破战斗部、子母战斗部、破甲战斗部、半穿甲战斗部、干扰战斗部以及云爆战斗部等。

③ 火箭发动机——使火箭弹能够飞行的推进动力装置。目前装备及在研的火箭弹主要采用固体火箭发动机。固体火箭发动机通常由联接底、燃烧室、固体推进剂装药、装药支撑装置、喷管及点火具等组成。火箭发动机使火箭弹在弹道主动段末端达到最大飞行速度后结束工作。

④ 稳定装置——使火箭弹能够按预定的姿态及弹道在空中稳定飞行的装置。按照飞行稳定原理的不同,稳定装置可分为涡轮式和尾翼式两大类。涡轮式稳定装置是利用火箭发动机的多个倾斜喷管产生的导转力矩使火箭弹绕纵轴高速旋转,高速旋转产生的陀螺效应使火箭弹稳定飞行,尾翼式稳定装置是在火箭弹的尾部安装尾翼,安装尾翼后的火箭弹使全弹气动力压心(阻心)移到质心之后,飞行时空气动力产生稳定力矩,从而使火箭弹能够稳定飞行。

⑤ 导向装置(尾翼式)——导向钮或定向钮是尾翼式火箭弹经常采用的导向装置。导向装置的作用是引导火箭弹在定向器上沿着一定的方向运动,使火箭弹在定向器上作直线运动或螺旋运动,并在带弹行军时固定火箭弹。当需要火箭弹在定向器上作直线运动时,可采用定向钮来实现;当需要火箭弹在定向器内低速旋转时,可采用导向钮来实现。涡轮式火箭弹本身就高速旋转,无需另外设置导转装置,但为了带弹行军和提供一定的闭锁力,常采用在发动机尾部开挡弹槽的办法来加以解决。



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