提起导弹,很多人马上会联想到火箭。认为所有导弹都是采用与火箭一样的发动机,无非是体型大小而已。其实不然,导弹从二战末期诞生至今,采用了多种推进方式。但每种发动机的推进方式也都会有自己的优缺点,如何按照导弹的用途来安装不同的发动机,也是一门有趣的学问。

下面我们就来简单看一下。

一、脉冲式喷气发动机

这是一种目前导弹都弃用的发动机,只有靶机和大型航模采用。德国在二战末期发明V1导弹后,便采用脉冲式喷气发动机作为导弹的动力。

航空导弹与火箭哪个更厉害(导弹是如何向前跑的呢)(1)

脉冲式发动机的工作原理如同汽车发动机一般,只不过活塞变成了空气。空气与燃料在发动机内燃烧后产生压力;压力负责顶住进气口的盖子,使之关闭;这样燃烧的气体只能往后方喷出,从而推动导弹向前飞行。

这种发动机结构简单,而且燃烧效率比汽车内燃机更高。但工作原理限制了V1导弹的飞行性能,导弹不能采用超低空飞行,只能在3000米的高空以时速600公里前进,因此很容易被发现。

不仅如此,如果战斗机的速度与之近似,那么用机翼轻轻碰触弹体的时候,导弹就会因为失去飞行方向很快掉落。

二、涡轮喷气式发动机

V1导弹糟糕的飞行性能让各国不得不思考应该更换什么样的推进系统。而当时喷气式战斗机刚刚全世界普及,大家就将眼光放到了喷气式发动机身上。

航空导弹与火箭哪个更厉害(导弹是如何向前跑的呢)(2)

喷气式飞机所使用的发动机内部有一个压缩机,里边有好几层风扇,风扇旋转之后会压缩空气,再把压缩的空气送入燃烧室。

被压缩的空气,温度也会上升,此时加入燃料使其燃烧,就会像火箭推进器一样喷出高热气体,变成推力。部分喷出的气体经过涡轮后又变成扭力,通过转动再次吸入空气以此往复。

不过这种装置放在战斗机上还算物尽其用,导弹属于"一次性"用品,价格如此昂贵的发动机给导弹使用实在是有些不划算。因此性价比相对合适的涡轮扇发动机目前成为导弹推进装置的主流。

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三、涡轮扇喷气式发动机

虽然只比"涡轮"多出一个"扇"字,但涡轮扇发动机的热效率高,油耗低,因而可以获得较大的推重比,因此比涡轮发动机更适合作为导弹的推进装置。

这样介绍可能很多人并不能充分理解,如果举一个例子说明,涡轮发动机就类似于战斗机发动机,涡轮扇则是民航客机发动机。二者相比,客机能够清楚看到进气道有一个大风扇。

目前以"战斧"式巡航导弹为代表的大多都是采用缩小版的民航客机发动机。"战斧"的直径为52米,长6.25米,重达1450公斤,弹头重量454公斤,射程超过2000公里以上。

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假设一颗巡航导弹要把450公斤左右的弹头发射到距离超过2000公里的位置,这个导弹的重量大概会达到数十吨,弹体直径1.5米、长10米左右。结果就是整体结构几乎都是燃料槽,火箭推进器的燃料费就是如此惊人。

"战斧"式巡航导弹的时速在880公里左右,为了不被雷达发现,导弹会沿着地形进行超低空飞行。因此,要让巡航导弹可以击毁目标,又不想被敌军拦截。

那么在发射之前,就必须掌握目标途径地区的地形,制成精准地图,并设置好避开高山、建筑物的飞行路线。

4、 冲压发动机

涡轮或涡轮扇喷气式发动机,都是利用转动压缩机来吸入空气,因此只要将原本作为推力的燃烧气体用来转动涡轮,就可以获得扭力。

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不过这种设计会使整个发动机结构复杂化,实际上转动压缩机所需要的推力通过另一种方式也能获得。比如导弹像子弹一样发射出去,那么在弹体前部开一个较窄的进气口,利用速度就可以将进入的空气进行压缩。

这时,只要将燃料与压缩的空气融合,那么燃烧后的气体同样可以作为导弹的推力,而且构造还十分简单,这便是冲压发动机。比较著名的即俄罗斯、印度联合研制的布拉莫斯反舰导弹,就是使用这种发动机。

不过冲压发动机的弱点在于,无法在导弹静止的时候启动。因此导弹想要发射需要利用装置先被高速发射出去,这样才能让空气进入进气口,导弹发动机才可以顺利发动。

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我们可以通过一些视频发现,俄罗斯的很多导弹都是先发射,在空中再点火。那么这种导弹十有八九都是采用的冲压发动机。

不过冲压发动机虽然结构简单、造价便宜,但经不起失误。如果抛射装置发生故障,导致导弹无法在计划高度顺利点火,那么下坠的导弹就是"搬起石头砸自己的脚"了。

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