第3章 導彈的結構與主要係統(1)(1 / 3)

導彈的彈體結構

導彈的彈體是導彈的重要組成部分,其功用是把導彈的戰鬥部係統、製導係統及動力係統等連成一個整體,並使導彈具有良好的空氣動力外形,保證導彈完成預定的戰鬥任務。對彈體的設計要求是使彈體滿足給定的各項戰術技術要求,包括對環境的適應能力、質量限製、成本和生產周期等。

一、導彈彈體

由於彈體承受的載荷一般都比較大,構造中的很大一部分都是為了合理承受載荷而布置的,因此,彈體構造中的受力部分(通常稱為結構部分)的設計,在彈體構造設計中占有很重要的地位。32

有翼導彈的彈體指的是由彈身和各種空氣動力麵(彈翼、操縱麵、穩定麵等)組成的整體,其中還包括安裝在它上麵的一些特殊機構,如操縱機構、分離機構、折疊機構等。

彈身為彈上各種儀器設備提供裝載條件,為各空氣動力麵和助推器提供連接和固定的條件。彈身常被分為導引艙、儀器艙、戰鬥部艙、燃料艙、發動機艙等若幹艙段。

彈翼利用空氣動力產生導彈飛行時所需的升力或橫向控製力。

操縱麵(指可以操縱的空氣動力麵)和穩定麵(主要是指安裝在導彈尾部的固定空氣動力麵)產生相對於導彈質心的控製力矩,改變或維持導彈的飛行姿態角。

操縱機構將控製伺服機構傳來的能量傳遞給操縱麵,使操縱麵作相應的偏轉,以產生對導彈質心的控製力矩。

分離機構在導彈飛行過程中,使需要與彈體分離的部分如頭部、助推器、尾段等適時可靠地分離。

翼麵折疊機構的功用在於可靠地實現翼麵展向尺寸的縮短和恢複。

二、導彈各部位的安排

導彈的外形係指導彈的氣動布局和外形幾何參數,它與導彈的戰術技術性能有直接的聯係,直接影響導彈的穩定性與操縱性,製導係統的配置與工作。

氣動布局指的是彈體組成部件(彈身、彈翼、尾翼、舵麵)之間的相互位置安排。由於各種導彈的任務不同,戰術技術要求不同,因而氣動布局又有多種。對任何一種外形布局都是多種因素綜合分析的結果。對有翼導彈的氣動布局來講主要分析兩個問題,其一是翼麵的數目及其沿彈身周側的布置形式;其二是翼麵之間沿彈身縱軸的相對位置。

1.有翼導彈外形

多數有翼導彈是帶有小展弦比輾麵的細長體;翼麵有兩組或一組(個別的有三組),每組有2片~4片翼麵。

導彈的翼麵在彈身周側的布局形式,最常見的有“一”字形、“十”字形、“×”字形等三種。

“一”字形彈翼。此種布局形式對於攻擊固定目標和運動速度不大的目標、機動性要求不高的導彈來講是較適宜的。其最大的優點就是質量小、迎麵阻力小,這對於中遠程導彈來講是很重要的。最大的不足則是機動性較差,所以目前多用在飛航式導彈上。

“十”、“×”字形彈翼。它們的特點是不論在哪個方向上均能產生同樣大的升力,即俯仰與偏航的氣動力特性是相同的,而且在各方向產生升力時都具有快速響應的特點,這樣可以簡化控製係統,因此,被廣泛的應用在機動性要求較高的導彈上。這兩者比較來看,“×”字形彈翼無論是掛機或在發射架上都較“十”字形更為有利。與“一”字形比較則是多了一對翼麵,使導彈的結構質量有所增加。

按照彈翼與舵麵的相對位置不同,氣動布局有正常式、無尾式、鴨式、旋轉彈翼式等四種形式。

正常式。是一種舵麵在彈翼之後的一種氣動布局形式。在這種布局形式中,舵麵的偏轉變化方向與迎角的變化方向相反,即在平衡狀態時,舵麵偏轉所產生的附加升力方向與導彈由迎角變化所產生的附加升力的方向相反。因此,導彈的響應特性較慢,總升力減小。由於舵麵總迎角較小,對於減小舵麵載荷和鉸鏈力矩是有利的。當采用固體火箭發動機時,正常式操縱機構的安置受到空間位置的限製。

無尾式。這種氣動布局形式是正常式氣動布局形式的發展,它是在彈翼後安置舵麵而去掉尾翼。這種形式的優點是減少了翼麵的數量,從而減小了導彈的阻力和降低了導彈的成本。最大的問題是彈翼的位置很難確定,彈翼靠後時導彈會出現過穩定性,這就要求有較大的舵麵及舵偏角:如將彈翼前移靠近導彈的質心,又會使導彈的穩定性降低,使舵麵的操縱效率下降。為克服這一缺點,在無尾式氣動布局的導彈上安置反安定麵。這樣處理,彈翼往後布置不致引起過穩定現象,同時提高操縱效率。

鴨式。舵麵在彈翼之前的一種氣動布局形式稱為鴨式。在這種布局形式中,舵麵的偏轉方向與迎角的改變方向一致,即導彈在平衡狀態時,舵麵偏轉所產生的升力方向總是與導彈迎角改變所產生的升力方向相同。因此,響應比正常式的快,總升力大。它的一個最大優點是操縱機構與固體火箭發動機在空間布局上無矛盾,在采用固體火箭發動機的導彈上位置配置比較方便。它的主要缺點是由於舵麵的不對稱洗流對彈翼的氣動力有影響,使得在通過舵麵差動來進行滾轉時造成穩定困難。