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冷發射
來源:互聯網

冷發射(英文名:Cold Launch)又稱彈射,即不點燃火箭導彈發動機的發射,是指火箭或導彈在起飛時由發射系統提供一個推力,使它加速運動直至離開發射系統。當火箭或導彈被彈出發射管且離開發射管一定距離后,主發動機點火使火箭導彈繼續加速飛行。彈射發射時發動機的燃氣不會對地面設備和人員造成傷害。

冷發射是從20世紀50年代末期,為滿足潛艇水下魚需發射的需要而發展起來的,隨即推廣用于導彈的潛艇水下發射和井下發射,按照做功工質的不同,冷發射可分為燃氣式、壓縮空氣式、液壓式、電磁式等多種,在各類導彈(戰略導彈、飛航式導彈)中已得到了廣泛地應用。

發展歷史

冷發射的彈射技術首先用于魚雷發射。60年代以后,推廣用于導彈的潛艇水下發射和井下發射,在各類導彈(戰略導彈、飛航式導彈)中已得到了廣泛地應用。早期的彈射裝置龐大而笨重,不便于實戰使用,但隨著科學技術的不斷進步以及作戰方式的變革,冷發射技術得到了越來越廣泛的應用,目前,最先進的陸基戰略戰術導彈發射方式均采用垂直冷發射技術。

工作原理

冷發射系統包含發射筒、彈射裝置、適配器和導彈4個部分。發射筒為鋼制承載結構,能承受導彈裝填后的貯存、運輸和發射時的載荷。筒內有固定導彈的軸向和周向支承和限位機構,內壁有防熱涂層,筒上有發射導彈所需要的附屬機構。發射筒垂直放置于發射井中,筒體與井壁之間設有支撐減振系統;彈射裝置安裝于發射筒底部,通過釋放高壓燃氣-蒸汽混合氣體產生推力,作用于導彈尾罩將其彈射出筒;導彈與發射筒之間設置有多級適配器,通過鎖緊裝置固定在導彈表面,在導彈出筒過程中起支撐、導向和減振作用,各級適配器出筒后依次與彈體脫離。導彈被彈射出筒一段距離后點火作程序飛行。

分類及應用

按照做功工質的不同,冷發射分為以下幾類:燃氣式、壓縮空氣式、液壓式、電磁式。

燃氣式

燃氣式可以進一步劃分為以下幾種形式:串聯或并聯無后坐式、橫彈式、活動底座式、燃氣-蒸汽式、自彈式、提拉式、炮射式等。無后坐式、橫彈式、活動底座式、燃氣-蒸汽式以及提拉式等彈射器的高壓室固定于彈射器上,不隨導彈一起運動,所以也稱為固定高壓室式。自彈式彈射器的高壓室則隨著彈體一起運動,也稱為運動高壓室式彈射器。自彈式本質上是自力發射與彈射的結合,因彈射力占發射動力的主要部分,自推力所占比重較小,一般將其歸為彈射的一種。

無后坐式彈射器

無后坐式彈射器主要用于小型戰術導彈,利用噴氣推進原理抵消發射簡的后坐。

橫彈式彈射器

橫彈式彈射器的彈射力垂直于導彈縱軸。 一般用于空空、空地、空艦等機載導彈的發射。

活動底座式彈射器

活動底座式彈射器用于地下井發射戰略導彈,如俄羅斯的SS-18戰略導彈、美國“衛兵”反導系統中的“斯普林特”低空攔截導彈等。在井下,導彈與活動底座一起向上運動。導彈出井后,活動底座可以止動于井口,與導彈分離,也可隨導彈一起飛出井外,在空中與導彈分離。

燃氣-蒸汽式彈射器

燃氣-蒸汽式彈射器用于水下發射或陸基機動發射戰略導彈,如美國的“北極星A3”、“海神C3”等,也可用于地下井發射戰略導彈。燃氣-蒸汽式彈射器的做功工質為燃氣與蒸汽的混合氣體,其溫度可大幅度降低,只有幾百攝氏度,因此,可以去掉隔熱裝置,從而解決活動底座與導彈分離過程存在的安全問題。

提拉式彈射器

提拉式彈射器也稱為活塞氣缸式彈射器,其典型代表為俄羅斯的垂直發射防空導彈S-300和“道爾”等。

壓縮空氣式及液壓式

壓縮空氣式及液壓式主要用于無人機氣液彈射。無人機氣液彈射技術是國際上適用于中小型無人機的一種先進發射技術,該發射方式具有安全隱蔽性好、經濟性好、適應性好等優點,對發射場地要求較低,發射費 用較低,通用化程度高。

電磁式

電磁式發射器是利用電磁力推動物體,使物體在短距離內加速到一定速度后發射,其主要應用于無人機起飛。

性能特點

優點

發射環境及設施的適應性較好

冷發射時,彈上發動機導彈飛離發射裝置一定距離后才點火工作,尾噴燃氣流對發射場、設備和人員等作用較小。因此,導彈可以在森林、易燃物附近發射。采用冷發射便于在地面構筑簡易掩體,便于利用地形地貌采取偽裝措施,利于隱蔽。

地下井工程造價成倍地降低

地下冷發射時,由于不需導流、排焰等處理措施, 一般井徑只需比彈射簡的外徑大數百毫米即可。與熱發射相比,地下井的結構大大簡化,井的尺寸及工程量大幅度縮小,工程造價隨之成倍地降低。因此,可以多造一些彈射井并按一定的安全距離分散布置,達到提高導彈生存能力的目的。另外,當井徑相同時,冷發射方式可以發射更大型的導彈,從而增加導彈射程和彈頭的有效載荷,提高航空武器系統的威力。且發射環境的改善,有利于保護彈上儀器,可以節省維護修補井壁的時間和費用。

有利于載機的安全

空中冷發射時,彈射器將導彈橫向彈出一段距離后,彈上發動機再點火工作,其產生的燃氣射流不會對載機發動機或機身造成影響。導彈也不再穿越載機形成的頭部激波,有利于保持導彈的姿態穩定性。

可提高其滑離速度

反坦克導彈冷發射時,可提高其滑離速度,從而減小初始段彈道的散布,有利于導彈順利進入視場而受控,從面提高發射精度,縮小殺傷區近界,提高近距離作戰能力。無控火箭或簡易制導火箭也可采用彈射方式增加初速,提高發射精度。

提高威力

冷發射可以減輕彈上發動機的負擔,可以使導彈第一級發動機節省10%以上的燃料。由此節約出來的發動機質量可用來增加戰斗部裝藥質量, 從而提高航空武器系統威力;或者,將節約出來的發動機質量用來增加續航發動機的推進劑質量,由此來增加導彈的射程。

減少導彈的推力損失

對于垂直發射的導彈,采用冷發射方式可以減少導彈的推力損失,轉彎可在彈上發動機點火之前完成。

缺點

可靠性相應降低

彈射裝置需要增加產生燃氣、密閉燃氣、隔離、止動等功能組件,質量加大,結構復雜,整個發射裝置的可靠性相應降低。

需增加止動或分離裝置

一般彈射裝置都需要增加隔離裝置,將做功的高溫燃氣與導彈隔離開來。當隔離裝置在發射簡口處止動與彈分離時,止動過程對發射裝置造成沖擊,且需設置專門的 簡口止動裝置。當隔離裝置隨彈一起飛離發射簡,在空中分離時,需保證二者可靠分離,并需控制隔離裝置落地點,使其落下后不危害周圍設備和人員。

產生后坐

由發射原理決定,彈射時發射裝置都產生后坐。一般彈射裝置需要設置反后坐裝置,此裝置不僅結構復雜,而且由于反后坐裝置產生后噴燃氣,會造成發射環境惡化。對于較大型的陸基機動垂直發射的導彈,不必設置反后坐裝置,后坐力由地面承受,但因此對發 射場地有較嚴格的要求,不利于實現任意點機動發射。

重新裝彈不方便

彈射器重新裝彈不方便,小型導彈的彈射筒只能一次性使用。

垂直彈射時有導彈墜落風險

垂直彈射時,彈上發動機在空中點火必須安全可靠,否則因點火不成功而造成導 彈墜落,將給人員和陣地、設備等造成極大危害。

發展趨勢

冷發射方式的導彈,在發射后如果出現發動機不點火的情況,就有可能回落到艦上,對載艦安全造成嚴重威脅。所以,提高系統發射的安全性仍是今后艦載導彈垂直發射系統的重要任務。

參考資料 >

導彈發射系統(四)溫和而不溫柔——冷發射技術.光明網.2023-12-21

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