中型四代机弹舱设计的设想：如何比较省空间的容纳4中+2 ...

据说军队对中四提出过增加格斗弹的要求，也听说不容易挂格斗弹，在这方面个人有一些想法，提出来供大家参考。

一、关于设计思路有意思的事
    在谈具体的设想思路前，想说一下题外话，关于人对一些事物认知的事情：人类在碰到一个要解决的问题时通常并不会从一开始就能达到最优，而是在不断的反复实践中积累经验才进步的。在这方面有典型例子是家用汽车的设计：在世界各国小汽车进入家庭的时候，一开始都是三厢车多，但家庭用户需要更多空间和多用途，然后打通后备箱和后排座椅的设计让汽车空间更灵活运用，这让整体容积更小但空间利用更灵活的两厢车大行其道，这也是人们关于功能与设计不断进化的例子。
   通过上面这个例子，我们可以看到，关于弹舱设计并非一成不变，弹舱如何布局让空间利用更好是有很多思路可以去突破的，不要把思路就限定到某个模式。

二、弹舱设计的进化

    目前，在弹舱设计上能够明显体现出进化的是F-22到F-35的弹舱设计变化和J-20格斗弹舱的变化，这表明在弹舱发射武器的认知上有了相当的进展。
    F-22的弹舱设计实际上也是有F-111和轰炸机等弹舱设计作为参照的，所以F-22的主弹舱门设计和F-111结构基本类似，不同的是F-22的主弹舱被中间隔板隔开成两部分，这样做的好处是隔板能够改善结构受力，隔板可以为弹舱门关闭后提供支撑，减小由于单侧弹舱门打开时对另外一个弹舱的气流冲击带来的振动和噪音。F-22的主弹舱设计前后并不规则，这样做的原因是F-22设计时优先考虑空中优势，另外当时导弹未缩小弹翼，尤其是格斗弹弹翼很大，F-22的侧弹舱相当大，主弹舱就变得空间非常紧张，所以主弹舱就不是很规整。F-22的侧弹舱采取的是格斗中始终打开的方式，这种方式对气动有不利影响，到J-20设计时，格斗弹采用小弹翼设计，侧弹舱占用空间小，可以将更多空间让给主弹舱，J-20本身容积较大，故J-20主弹舱比较规整，多用途能力强。另外在侧弹舱设计上J-20采取了与F-22不同的设计，一方面是J-20采用鸭式布局结构要解决格斗弹与鸭翼不能冲突的问题，另外一方面弹翼缩小后采用单门结构更合适，所以在格斗挂架上有了更多创新设计。
   F-35的弹舱设计要求相当苛刻，能够满足三军不同的要求且能够挂大直径攻击弹和中距弹，同时用了一台大直径的发动机，这使得弹舱设计相当有难度。F-35的弹舱设计也体现出非常紧凑的特点，希望尽量将空间都利用上，所以弹舱是非规则结构，而挂载不同弹药的长度和尺寸不同，发射要求不同，采用了双开门设计，内侧舱门可以单独打开，从而便于发射中距弹。单个舱门打开时，由于舱门是一个向外鼓起结构，提高了舱门的刚度，原理与把纸张折叠成扇子样再展开后刚度提升的效果类似。

   对于中四来讲，很显然空间比较紧张，那么弹舱设计上也应该在当前基础上进一步发展，提高空间利用并能容纳尽可能多的弹药。

三、中四弹舱设想
    目前鹘鹰采用了类似F-22和J-20主弹舱的结构布局，这种布局一出来大家首先想到的是其弹舱结构布局与F-22和J-20类似。有这个想法非常正常，毕竟这样设计有其合理之处，不过这样设计弹舱的空间利用率并非最好，主要是中间隔板的存在多少浪费一些空间，原因是隔板两边的导弹距离隔板要保证足够间隙，这样隔板两边的导弹距离就是：隔板厚度+隔板距离两侧导弹的足够间隙，而如果没有隔板，那么导弹与导弹之间就只需要一个间隙就可以满足安全要求，也就是说隔板的存在消耗了一个隔板的厚度和一个安全间隙的尺寸。如果能够取消隔板，那么显然就能够提高空间利用。而取消隔板后，隔板以前能够起到的改善结构受力和为弹舱门提供支撑的作用就要有相应的办法来替代。
    另外F-22和J-20的主弹舱都没有挂格斗弹，包括F-35目前也没有实现在弹舱内挂格斗弹，因为目前这种弹舱看上去格斗弹不容易像F-22那样将弹舱门一直打开让导弹伸出在外，毕竟这个弹舱门太大了，打开后对气动影响较大，所以相当一部分人认为这种主弹舱结构不太好安装格斗弹，个人认为在这里需要突破一下思路，把J-20的格斗弹舱实现方式在这里利用一下，就是格斗弹挂在中间位置，采用伸缩挂架往下伸展或者收缩，具体结构示意图如下：

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2014-9-12 23:56 上传

   如上图所示，考虑到隔板取消后要加强受力传递，另外也考虑到中间挂格斗弹或中距弹的体积都不大，那么可以在进气道下面设置一个向下凸起的结构，这个凸起的结构起到原来中间隔板对结构加强的作用，同时这个凸起结构也能够为安装伸缩挂架（挂格斗弹）或弹射挂架（挂中距弹）提供一个安装基座。在安装伸缩挂架时，伸缩挂架可以发射导弹，同时还能够为舱门提供一定的支撑，而舱门上也必须留下在伸缩挂架伸出时能够让开挂架的缺口。如果挂弹射挂架时，需要安装可拆卸支撑结构，改支撑结构即支撑舱门，还起到对舱门上为伸缩挂架留下的缺口起到密封作用。

  伸缩挂架的具体运作如下图：

格斗弹工作过程示意.jpg (217.95 KB, 下载次数: 0)

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2014-9-12 23:56 上传

  通过这样的布置，可以尽量提高空间利用，从而实现如下几种挂载模式：

几种挂载模式示意.jpg (178.85 KB, 下载次数: 0)

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2014-9-12 23:56 上传

四、其他说明

  需要注意的是，上面只是示意图，并非按照比例来画。  
  格斗弹目前缩小弹翼后的翼展并不比中距弹大，所以能够挂中距弹基本上就能容纳下格斗弹。需要注意协调好格斗弹和中距弹之间的交错和间隙。所以，在弹舱尺寸上，按照取消中间隔板来初步估计主弹舱总宽度如下：
  隔板宽度假设是10cm，每侧导弹弹翼距离隔板的安全间隙假设是5cm，那么如果有隔板存在那么隔板两侧导弹的弹翼之间横向距离就是20cm，取消隔板后可以节省出隔板厚度10cm和一个安全间隙5cm，那么总宽度可以节省出15cm的宽度。按照F-22主弹舱隔开后每个弹舱宽度是1.1米（数据来自杨伟他们编写的书）来看，并假设我们未来中距弹也是类似AIM-120C的尺寸（据说今后向这方面努力），那么简单用2.2米减去15cm就是2。05米。现在的鹘鹰底部宽度稍微加宽一些就能容纳这样的弹舱。

  这些都是我个人瞎想，真正弹舱设计时还有很多细节我们并不清楚，权当给大家参考吧。




   


据说军队对中四提出过增加格斗弹的要求，也听说不容易挂格斗弹，在这方面个人有一些想法，提出来供大家参考。

一、关于设计思路有意思的事
    在谈具体的设想思路前，想说一下题外话，关于人对一些事物认知的事情：人类在碰到一个要解决的问题时通常并不会从一开始就能达到最优，而是在不断的反复实践中积累经验才进步的。在这方面有典型例子是家用汽车的设计：在世界各国小汽车进入家庭的时候，一开始都是三厢车多，但家庭用户需要更多空间和多用途，然后打通后备箱和后排座椅的设计让汽车空间更灵活运用，这让整体容积更小但空间利用更灵活的两厢车大行其道，这也是人们关于功能与设计不断进化的例子。
   通过上面这个例子，我们可以看到，关于弹舱设计并非一成不变，弹舱如何布局让空间利用更好是有很多思路可以去突破的，不要把思路就限定到某个模式。

二、弹舱设计的进化

    目前，在弹舱设计上能够明显体现出进化的是F-22到F-35的弹舱设计变化和J-20格斗弹舱的变化，这表明在弹舱发射武器的认知上有了相当的进展。
    F-22的弹舱设计实际上也是有F-111和轰炸机等弹舱设计作为参照的，所以F-22的主弹舱门设计和F-111结构基本类似，不同的是F-22的主弹舱被中间隔板隔开成两部分，这样做的好处是隔板能够改善结构受力，隔板可以为弹舱门关闭后提供支撑，减小由于单侧弹舱门打开时对另外一个弹舱的气流冲击带来的振动和噪音。F-22的主弹舱设计前后并不规则，这样做的原因是F-22设计时优先考虑空中优势，另外当时导弹未缩小弹翼，尤其是格斗弹弹翼很大，F-22的侧弹舱相当大，主弹舱就变得空间非常紧张，所以主弹舱就不是很规整。F-22的侧弹舱采取的是格斗中始终打开的方式，这种方式对气动有不利影响，到J-20设计时，格斗弹采用小弹翼设计，侧弹舱占用空间小，可以将更多空间让给主弹舱，J-20本身容积较大，故J-20主弹舱比较规整，多用途能力强。另外在侧弹舱设计上J-20采取了与F-22不同的设计，一方面是J-20采用鸭式布局结构要解决格斗弹与鸭翼不能冲突的问题，另外一方面弹翼缩小后采用单门结构更合适，所以在格斗挂架上有了更多创新设计。
   F-35的弹舱设计要求相当苛刻，能够满足三军不同的要求且能够挂大直径攻击弹和中距弹，同时用了一台大直径的发动机，这使得弹舱设计相当有难度。F-35的弹舱设计也体现出非常紧凑的特点，希望尽量将空间都利用上，所以弹舱是非规则结构，而挂载不同弹药的长度和尺寸不同，发射要求不同，采用了双开门设计，内侧舱门可以单独打开，从而便于发射中距弹。单个舱门打开时，由于舱门是一个向外鼓起结构，提高了舱门的刚度，原理与把纸张折叠成扇子样再展开后刚度提升的效果类似。

   对于中四来讲，很显然空间比较紧张，那么弹舱设计上也应该在当前基础上进一步发展，提高空间利用并能容纳尽可能多的弹药。

三、中四弹舱设想
    目前鹘鹰采用了类似F-22和J-20主弹舱的结构布局，这种布局一出来大家首先想到的是其弹舱结构布局与F-22和J-20类似。有这个想法非常正常，毕竟这样设计有其合理之处，不过这样设计弹舱的空间利用率并非最好，主要是中间隔板的存在多少浪费一些空间，原因是隔板两边的导弹距离隔板要保证足够间隙，这样隔板两边的导弹距离就是：隔板厚度+隔板距离两侧导弹的足够间隙，而如果没有隔板，那么导弹与导弹之间就只需要一个间隙就可以满足安全要求，也就是说隔板的存在消耗了一个隔板的厚度和一个安全间隙的尺寸。如果能够取消隔板，那么显然就能够提高空间利用。而取消隔板后，隔板以前能够起到的改善结构受力和为弹舱门提供支撑的作用就要有相应的办法来替代。
    另外F-22和J-20的主弹舱都没有挂格斗弹，包括F-35目前也没有实现在弹舱内挂格斗弹，因为目前这种弹舱看上去格斗弹不容易像F-22那样将弹舱门一直打开让导弹伸出在外，毕竟这个弹舱门太大了，打开后对气动影响较大，所以相当一部分人认为这种主弹舱结构不太好安装格斗弹，个人认为在这里需要突破一下思路，把J-20的格斗弹舱实现方式在这里利用一下，就是格斗弹挂在中间位置，采用伸缩挂架往下伸展或者收缩，具体结构示意图如下：

弹舱总体布局示意.jpg (195.89 KB, 下载次数: 0)

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2014-9-12 23:56 上传

   如上图所示，考虑到隔板取消后要加强受力传递，另外也考虑到中间挂格斗弹或中距弹的体积都不大，那么可以在进气道下面设置一个向下凸起的结构，这个凸起的结构起到原来中间隔板对结构加强的作用，同时这个凸起结构也能够为安装伸缩挂架（挂格斗弹）或弹射挂架（挂中距弹）提供一个安装基座。在安装伸缩挂架时，伸缩挂架可以发射导弹，同时还能够为舱门提供一定的支撑，而舱门上也必须留下在伸缩挂架伸出时能够让开挂架的缺口。如果挂弹射挂架时，需要安装可拆卸支撑结构，改支撑结构即支撑舱门，还起到对舱门上为伸缩挂架留下的缺口起到密封作用。

  伸缩挂架的具体运作如下图：

格斗弹工作过程示意.jpg (217.95 KB, 下载次数: 0)

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  通过这样的布置，可以尽量提高空间利用，从而实现如下几种挂载模式：

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四、其他说明

  需要注意的是，上面只是示意图，并非按照比例来画。  
  格斗弹目前缩小弹翼后的翼展并不比中距弹大，所以能够挂中距弹基本上就能容纳下格斗弹。需要注意协调好格斗弹和中距弹之间的交错和间隙。所以，在弹舱尺寸上，按照取消中间隔板来初步估计主弹舱总宽度如下：
  隔板宽度假设是10cm，每侧导弹弹翼距离隔板的安全间隙假设是5cm，那么如果有隔板存在那么隔板两侧导弹的弹翼之间横向距离就是20cm，取消隔板后可以节省出隔板厚度10cm和一个安全间隙5cm，那么总宽度可以节省出15cm的宽度。按照F-22主弹舱隔开后每个弹舱宽度是1.1米（数据来自杨伟他们编写的书）来看，并假设我们未来中距弹也是类似AIM-120C的尺寸（据说今后向这方面努力），那么简单用2.2米减去15cm就是2。05米。现在的鹘鹰底部宽度稍微加宽一些就能容纳这样的弹舱。

  这些都是我个人瞎想，真正弹舱设计时还有很多细节我们并不清楚，权当给大家参考吧。