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200吨级碳纤维壳体固体火箭发动机研制成功 未来国产导弹更轻 射程更远

时间:2020-05-05 13:44:53

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200吨级碳纤维壳体固体火箭发动机研制成功 未来国产导弹更轻 射程更远

3月5日,中国航天科技集团研制200吨推力先进固体火箭发动机地面热试车获得圆满成功,标志着中国固体火箭发动机技术又向前迈进了一大步。

国产固体火箭发动机碳纤维外壳,看起来不起眼的东西,却是国产导弹技术一个飞跃

从相关资料来看,国产200吨推力固体火箭发动机直径为2.65米,装药71吨,太阳同步轨道运载能力为1.5吨,它采用了多项先进技术,综合性能达到当今一流水平。

国产JL-2导弹,海外资料认为它采用的是有机纤维壳体

在国产200吨推力固体火箭发动机采用多项先进技术这中有一项最为引人注目,那就是大直径碳纤维缠绕复合材料壳体技术,这应该是中国第一次公开已经掌握大型固体火箭发动机碳纤维缠绕复合材料壳体技术,众所周知,固体火箭发动机壳体也是导弹壳体,它的工作环境极为恶劣,包括发动机工作产生的高温、高速飞行产生的气流冲击、温度聚然变化、对方反导拦截武器攻击等等,因此要求发动机壳体具备良好的耐高温、耐腐蚀、强度高、抗冲击等方面性能。

早期导弹发动机多采用金属壳体,例如超高强度钢、钛合金等,但是金属材料重量大,影响导弹射程和载荷,因此导弹发动机壳体发展趋势就是采用高强度非金属材料,起初主要采用玻璃纤维、芳纶、石墨等,在相同尺寸下,发动机壳体质量可以减少50%左右,战略导弹投掷重量可以提高1倍以上,可以说效果非常明显,不过这类材料在强度、刚度等方面还存在一定缺陷,因此上世纪80年代之后,碳纤维开始在固体发动机壳体上面得到运用。碳纤维与芳纶相比,刚度和强度可以提高80%和30%,壳体重量再一次下降30%,另外碳纤维壳体热膨胀系数小,发动机工作期间尺寸稳定,可以提高发动机工作可靠性,碳纤维还具备一定雷达吸波能力,可以提高导弹隐身性能,有助于增强导弹突防能力。

三叉戟-2导弹采用碳纤维壳体,作战能力得到有力增强

法国M51导弹正在生产,可以看到它的壳体也是由碳纤维缠绕而成

正是因为碳纤维缠绕壳体具备以上优点 ,所以现代导弹都倾向采用这种技术,上世纪80年代美国研制三叉戟-2(UGM-133A)潜射弹道导弹就采用这个技术,导弹性能迅速提高,至今还是美国主力潜射弹道导弹,法国M-51潜射弹道导弹也采用了碳纤维壳体,从而在导弹增加威力的情况射程突破1万公里,成为法国新世纪战略威慑力量的基石。

从海外资料来看,国产DF-31、JL-2等导弹固体火箭发动机壳体采用的是第二代有机纤维,例如芳纶等,它的重量明显高于三叉戟-2、M51导弹,这样就影响了导弹载荷和射程,或者实现同样投掷重量,国产导弹体积和重量更大,因此中国将大直径固体火箭发动机碳纤维缠绕壳体技术作为一个重点领域进行攻关,此前制约国产固体火箭发动机采用碳纤维壳体主要问题就是国产碳纤维水平偏低,难以满足导弹使用要求,进入新世纪,国产碳纤维水平突飞猛进,T800级碳纤维已经实现1000吨级生产能力,T1000也达到100吨级,M60J级碳纤维也研制成功,这表明国产碳纤维在三个重要方向(高强高模量、高强度、高模量)都实现了突破,从而为碳纤维在国产导弹和运载火箭上面运用打下了坚实的基础。

未来国产导弹重量更轻,射程更远

从航天科工透露信息来看,国产200吨固体运载火箭发动机直径达到2.65米,起飞推力200吨,这些指标都超过了三叉载-2和M-51导弹,三叉戟-2导弹直径大约在2米左右,起飞重量60吨,因此中国可以利用这个技术研制新一代洲际弹道导弹,它的体积和重量更小,射程更远、投掷重量更大,进一步增强中国战略威慑能力。(小飞猪的防务观察)

AK-47“东家”跨界研发巡飞弹,中国“后来居上”

据美国《华盛顿邮报》2月23日报道称,在近日阿联酋首都阿布扎比举行的大型防务展上,俄罗斯著名“枪械大厂”卡拉什尼科夫集团,罕见“跨界”推出了一种名为“KUB-BLA”的小型自杀攻击无人机。随着小型军用无人机技术近年来的广泛普及,美媒认为,这种小型攻击无人机(也可称“巡飞弹”)未来或像过去AK-47步枪在全世界范围内扩散一样,深刻改变未来战争面貌。那么,这种有着“AK-47血统”的无人机作战性能到底有多先进?中国是否拥有同类武器?本文就此为您简析。

俄卡拉什尼科夫集团跨界推出的KUB-BLA自杀攻击型无人机(巡飞弹)升空、飞行并命中目标动态图。

美国《国家利益》杂志网站分析认为,KUB-BLA无人机只相当于一个茶几大小,却能精确命中64公里外的地面目标,相当于一枚飞行速度较慢但造价低廉的“微型巡航导弹”。美国伊利诺伊大学国际关系学教授、《无人机与恐怖主义》一书的作者尼古拉斯·格罗斯曼则指出,由于造价低廉,用户可大批量采购KUB-BLA无人机以发动“蜂群式攻击”,此举将令精确制导弹药“大众化”,意味着许多第三世界国家都有机会获得这种低成本高精度武器,从而缩小与发达国家军队之间的“技术代差”。

图为KUB-BLA无人机飞行CG图。

以色列成攻击无人机“鼻祖” “哈比”系列出口多国

自杀攻击型无人机(下文简称“巡飞弹”)并非新概念武器,最初设想由美国诺斯罗普公司(现已并入诺斯罗普-格鲁曼公司)于20世纪80年代提出,当时前者计划研发一种代号“沉默彩虹”的喷气式反辐射导弹,主要具备低成本和长时间巡航两大特点,但因缺乏实战需求,后于1991年取消研发。而以色列航空工业公司(IAI)于20世纪90年代研发的“哈比”(源自希腊神话中的“鹰身女妖”)巡飞弹,由此成为世界上第一种具备实战能力的反辐射巡飞弹。

以色列“哈比”是世界上第一种具备实战能力的反辐射无人机。图为“哈比”无人机发射瞬间。

“哈比”于1997年首次亮相,采用三角翼布局,全长2.7米,翼展2.1米,全重仅135千克,具备“发射后不管”和全天候作战能力。其配备一台最大功率28.3千瓦的AR731型气冷活塞发动机,最大巡航时速185公里,最大航程500公里,最大续航时间长达6小时。该弹采用被动雷达寻的制导,搭载32千克重爆炸破片弹头。

“哈比”以火箭助推方式发射后,通常会以1829米的巡航高度在目标区上空盘旋。由于外形尺寸小,并采用低噪音发动机,很难被地面敌军发现。一旦探测到敌军目标雷达信号,“哈比”就会以垂直弹道向目标俯冲,与之同归于尽。若未发现目标,则按预设航线返回基地。根据IAI官方网站公布的官方资料显示,除在以国防军服役外,“哈比”还出口至智利、印度、韩国、土耳其等国,目前仍在生产中。

“哈比”反辐射无人机命中敌军雷达连续镜头。

首次公开的“哈洛普”(原名“哈比2”),是IAI在“哈比”基础上改进而来的新型巡飞弹。“哈洛普”不仅尺寸加大(长3米,翼展2.5米,弹头增加一对高置鸭翼以提高机动性),还特别针对上代“哈比”存在的缺点予以改进,尤其提高了对采用“突然关机”对抗方式雷达的攻击能力,并增加了“人在回路”的攻击监督方式,这意味着“哈洛普”可在必要时改为人工操纵并重新瞄准目标,或在攻击前的最后时刻改变弹道,减少附加损伤。该弹最大特点是在弹头下方新增一个可旋转360度的光电转塔,便于操作人员识别目标,除攻击敌军雷达外,还能用来攻击其他地面目标(包括移动目标)。

图为以色列“哈洛普”巡飞弹宣传图,三个英语宣传词分别为:“巡飞”、“定位”及“消灭”。

后来居上!中国CH-901小型巡飞弹性能强于AK“跨界”无人机

除俄罗斯和以色列外,中国在巡飞弹研发方面起步也较早。目前中国陆军列装有类似以色列“哈比”的ASN-301反辐射无人机,曾在“朱日和阅兵式”中高调亮相。除反辐射无人机外,举行的珠海航展上,中国防务企业还展出了名为CH-901的小型(单兵)巡飞弹。根据展会现场公布的宣传材料显示,CH-901全长1.2米,重9千克,配备一台低噪音电传发动机,最大巡航时速150公里,最大航程15千米,留空时间120分钟。弹体上还搭载有一个光电探头,可以搜索和识别2公里内的目标,必要时还可搭载高爆弹头,直接摧毁敌军目标,命中精度小于5米。

在的建军节阅兵中首次公开露面的中国陆军ASN-301反辐射无人机发射车特写视频截图。

CH-901既可以由小型SUV搭载,也可单兵携带,在部署方式的灵活度方面要优于卡氏集团的KUB-BLA型无人机(后者只能由大型固定式发射器发射,尚无法由单兵携带)。在多用途作战方面,CH-901既可作为单兵无人侦察机使用,也可作为巡飞弹攻击敌军目标,同样优于KUB-BLA型无人机。尽管与以色列同类产品相比,中国巡飞弹问世时间较晚,但作战性能相差并不大,而与卡氏集团的KUB-BLA型无人机相比,中方产品则要全面优于后者。(参考消息网)

珠海航展上展出的CH-901小型巡飞弹“蜂群”发射器,最多可齐射12枚,可利用单兵移动终端遥控。

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