请教关于AIM-9X与紫菀中部的推力矢量发动机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 00:43:40
固体火箭的固有缺点就是点火后推力不易控制,那么AIM-9X的鸭翼后的矢量发动机怎样调节呢?难道是像卫星的姿态控制发动机一样用肼做燃料吗?固体火箭的固有缺点就是点火后推力不易控制,那么AIM-9X的鸭翼后的矢量发动机怎样调节呢?难道是像卫星的姿态控制发动机一样用肼做燃料吗?
<P>9X是牛比,飞行极其诡异,能翻转180度打击目标,看来日本漫画的空战不是幻想了.</P>
<P>大家有兴趣的话,可以在电驴上搜索关键字"AIM-9X"有视频下载</P>
<P>这段资料来自《中国武器大全》。</P>
<P>舵机舱内除装有误差信号处理放大线路和燃气驱动双控制通道舵机外,还装有驱动舱机和涡轮发电机的燃气发生器,以及供给导弹单相交流电的电磁感应涡轮发电机。驱动力矩10.8dNm,舵面偏角18°,过渡时间0.4s。燃气发生器的药柱长119mm,外径31mm,重量134g,燃烧速度4.9mm/s,燃烧时间21.6s。涡轮发电机采用鞍形定子绕组,工作电压168V,输出功率150VA,频率6000Hz,重量20kg,体积69cm3。制导飞行时间20s。</P>
<P>如果我没理解错的话,燃气发生器并不产生推力,也就是8个孔同时喷出燃气,驱动舵机工作。我以前理解为矢量发动机,看来是错的。</P>
像空空格斗弹这么小的东东,是不大可能采用战斗机上用的矢量喷管的,但它确实有大过载机动的需要,因此它大多采用结构简单,适合短时间工作,成本低廉且能产生较大侧向推力的推力矢量控制装置.具体的说有三种:燃气舵,扰流片和摆帽.
    另两种先按下不表,单说说这燃气舵:
    其实燃气舵应算是较早应用于导弹控制的矢量控制装置了,原理并不复杂.我这里有张AIM-9X的尾部燃气舵图片.大家可以看到,它其实就是在火箭发动机喷管的尾部对称地放置了四个舵片.当舵片未偏转时,其两侧气流对称通过,不会产生侧向力;而当其偏转时,则产生侧向力.如果我们通过弹载计算机控制四个燃气舵向不同的方向偏转,就可使导弹产生俯仰,偏航及滚动三个方向所需要的侧向力.
    燃气舵本身当然是无动力的,所以我们只能叫它推力矢量装置,而非推力矢量发动机.
    燃气舵的优点是结构简单,致偏能力强,响应速度快.
    缺点是产生较大阻力(不偏转时也是如此),另外舵面在火箭尾焰高温冲击下烧蚀很严重,所以只能短时间内工作.

    楼主所说的燃气发生器属于直接力控制装置,多用于三轴稳定的远程弹药(如火箭弹的简易控制)上,与AIM-9X用的不是一回事,
    我认为AIM-9X也没什么特别神的,现在不少格斗弹都用燃气舵.只是前者几乎光杆的气动布局做得比较绝(连升力都要靠弹体保持仰角来提供),似乎对燃气舵很有信心.但空空弹的最大射程是包括了较大部分的无动力飞行阶段的,我不禁担心,待导弹发动机燃完停机后,由于燃气舵完全没用了,那么这种气动舵面很小的光杆弹的机动性必然急剧下降.俄式格斗弹没放弃气动舵,怕的就是这种情况.
    因此我军与AIM-9X载机(比如F22)缠斗时,应尽可能保持较大距离(好在我军格斗弹的射程通常较大),在敌发射AIM-9X后,立即做较大过载的机动,只要距离不是太近,应该可以很轻松地摆脱它.
看了<FONT face=Verdana color=#da2549><STRONG>驭风</STRONG><FONT color=#000000>的解释受益非浅呀!张知识了!</FONT></FONT>
驭风大侠高!小弟实在PF!
<P>AIM-9X的鸭翼后的矢量发动机怎样调节呢?</P>
<P>前翼后的不是啥矢量发动机, 那东西似乎叫激光近炸引信</P>
<P><a href="http://www.raytheon.com/products/stellent/groups/public/documents/content/cms01_054518.pdf" target="_blank" >http://www.raytheon.com/products/stellent/groups/public/documents/content/cms01_054518.pdf</A></P>
<P>aster-15/30中部采用的是侧向燃气推力控制技术,在导弹重心附近装有一个燃气阀,利用4个横向喷嘴直接产生横向加速度,赋予导弹在末端飞行阶段相对更大的机动性,这套系统称为PIF控制系统。</P>
<P>就我在录象中看到的飞行时间而言,远不到20秒就命中目标了,格斗弹保持20秒的发动机工作时间似乎并不是太难的事?9X的射程我是不清楚,我只是和我以前所看到一些F16,F15 dogfighting录象中的格斗弹比较,感觉9X的轨迹的确很牛,当然都是主观上的.</P>
对,就是这个东西。这个燃气阀应该是只能开不能关的,怎样调节推力呢?
[B]以下是引用[I]fat_bird[/I]在2005-12-28 16:51:00的发言:[/B][BR]<P>AIM-9X的鸭翼后的矢量发动机怎样调节呢?</P><P>前翼后的不是啥矢量发动机, 那东西似乎叫激光近炸引信</P><P><a href="http://www.raytheon.com/products/stellent/groups/public/documents/content/cms01_054518.pdf" target="_blank" >http://www.raytheon.com/products/stellent/groups/public/documents/content/cms01_054518.pdf</A></P><P>aster-15/30中部采用的是侧向燃气推力控制技术,在导弹重心附近装有一个燃气阀,利用4个横向喷嘴直接产生横向加速度,赋予导弹在末端飞行阶段相对更大的机动性,这套系统称为PIF控制系统。</P>
[B]以下是引用[I]青之六[/I]在2005-12-29 13:00:00的发言:[/B][BR]对,就是这个东西。这个燃气阀应该是只能开不能关的,怎样调节推力呢?<div class=quote>[B]以下是引用[I]fat_bird[/I]在2005-12-28 16:51:00的发言:[/B][BR]<P>AIM-9X的鸭翼后的矢量发动机怎样调节呢?</P><P>前翼后的不是啥矢量发动机, 那东西似乎叫激光近炸引信</P><P><a href="http://www.raytheon.com/products/stellent/groups/public/documents/content/cms01_054518.pdf" target="_blank" >http://www.raytheon.com/products/stellent/groups/public/documents/content/cms01_054518.pdf</A></P><P>aster-15/30中部采用的是侧向燃气推力控制技术,在导弹重心附近装有一个燃气阀,利用4个横向喷嘴直接产生横向加速度,赋予导弹在末端飞行阶段相对更大的机动性,这套系统称为PIF控制系统。</P></div>

这个请参阅世界航空航天博览 2006 第一期
一是装在弹体上的气动舵,这个大家都熟悉;二是装在主发动机尾部的推力矢量装置,例如前面提到的AIM-9X上用的燃气舵;三是装在弹体中部侧面的直接力控制装置,例如大家正在讨论的紫苑。

    直接力控制装置就是依靠安装在导弹侧面的小型推力器产生横向推力来改变导弹飞行轨道或姿态的装置,也就是我们说的侧推发动机PIF。它又可分为两大类:

    一类是固体脉冲式的(可再细分为点火具式和发动机式两种),其结构就像小型固体火箭发动机,只是结构更加简单而已。推进剂点燃后,产生的高压燃气冲破密封膜片从喷管排出,产生反作用推力。它没有控制喷量的阀门,确实不能调节推力大小,一旦点燃在几毫秒内就烧光了推进剂成为废物。那么既然它只能作用一次,如果能控制导弹连续机动呢?好在它小,我们在弹体上多装几台,每次只点燃其中一小部分不就行了吗!你看美国的龙式反坦克导弹,中间密密麻麻布满了几十个小孔,那就是脉冲推力器的喷口。

    另一类是燃气发生器+阀门组件式的(阀门组件可再细分为阀门喷嘴和阀门射流两种)。其结构是:中间一台燃气发生器,向四周连接几个阀门喷嘴(多为四个)。燃气发生器可能用的是固体端燃药柱,这样作用时间长些,产生的燃气通过喷嘴向外喷。与脉冲式最大的不同是,它的喷嘴可是带阀门的,在弹载计算机控制下不仅可随意开启,而且可以控制开启的幅度来调节推力多大,这样向哪个方向喷射、产生多大推力都是可控的。紫苑就是这样获得高机动性的。

    所以脉冲式的其实就是通过协调一群不可控的小发动机“轮番”进行脉冲式喷射来实现可控调姿,而燃气阀门式的则是通过一台可控连续喷射的发动机调姿。前者常用于单轴稳定的滚转弹,后者常用于三轴稳定的导弹,你只要数数导弹中部横向喷口的数量就不难区别它用的是脉冲式的还是燃气阀门式的。


    好,说完直接力控制装置后,再拿它与最前面提过的推力矢量装置做个比较。为什么响尾蛇X要用燃气舵,而紫苑要用燃气阀门呢?

    从前述原理可知,燃气舵这类推力矢量装置是安装在导弹尾部,本身不产生推力,而是通过改变主发动机的喷流方向来控制飞行的。因此它能使导弹获得很大的瞬时转弯角,但不能让它横移。

    燃气阀门这类的直接力装置是安装在导弹中部质心位置的,本身产生推力,它能让导弹迅速横移,但并不能使导弹转弯。如果你非要它转弯也行,那得在导弹的头部或尾部也加装上类似的侧推装置,保准比燃气舵还转弯快,但这样导弹结构也太复杂了吧,很少有人这么干。

    知道这些区别就好理解了:

    响尾蛇是空空格斗弹,在战斗机缠斗时,敌我位置态势随机性很强,也许目标在正前方,也没准正在你PP后面瞄准呢,此时你肯定像zi_exnium一样渴望空空格斗弹一发射就有急速转弯进行180度跨肩机动的能力。瞬时转弯角很大的燃气舵当然是你的不二选择了!

    但紫苑是防空导弹,目标在哪里你发射时已很清楚,而且距离远,此时敌机不管怎么折腾对你来说也几乎是静止的,你的导弹垂直升空后可以从容转弯飞向目标(你肯定盼望它千千万别来180度急转弯),因此只在飞行初段起作用的燃气舵对你整个就是累赘。直到飞临目标时,敌机才有通过做大过载机动摆脱你的地空弹的可能,而地空弹的机动性好坏正是要体现在这命中目标前的最后几秒钟!紫苑的飞控体制是PIF+PAF(燃气侧推控制+气动飞行控制),在敌机做最后机动时,气动舵让导弹迅速调头,同时侧推装置配合它急速横移,两者相加,机动性再好的飞机也玩不过它。防空导弹机动过载做到50G也许没什么了不起,但像紫苑这样在最大射程末端依然能保持30G就很罕见,主要拜PIF所赐.



    贴张龙式反坦克导弹的图,它的发动机式脉冲式推力器多达12排60台.注意,它的喷口方向都是偏后的,这样它既能控制侧推,又是主动力装置,这一点是与典型的侧推装置完全不同的.
<P>好贴</P>
<P>顶着</P>
<P>再收藏</P>
<P>不知道驭风大哥</P>
<P>那可不可以这样,将主发动机的喷口改在弹体尾端靠前一点对称的四个喷口,使用阀门组件式,四个全开可以增加向前的推力,通过关掉其中的一些可以增加机动性</P>
[B]以下是引用[I]24摄氏度[/I]在2005-12-30 23:51:00的发言:[/B][BR]<P>不知道驭风大哥</P><P>那可不可以这样,将主发动机的喷口改在弹体尾端靠前一点对称的四个喷口,使用阀门组件式,四个全开可以增加向前的推力,通过关掉其中的一些可以增加机动性</P>

典型的浪费推力, 不过某些弹弹发动机就是这样的
[B]以下是引用[I]24摄氏度[/I]在2005-12-30 23:51:00的发言:[/B][BR]<P>不知道驭风大哥</P><P>那可不可以这样,将主发动机的喷口改在弹体尾端靠前一点对称的四个喷口,使用阀门组件式,四个全开可以增加向前的推力,通过关掉其中的一些可以增加机动性</P>

这样一来,在获得机动的时候,丧失了动力;拐了个弯跑的慢了,对空空导弹来说,感觉得不偿失
驭风大人的文章俺收了。
[B]以下是引用[I]eastya[/I]在2005-12-31 9:58:00的发言:[/B][BR]<div class=quote>[B]以下是引用[I]24摄氏度[/I]在2005-12-30 23:51:00的发言:[/B][BR]<P>不知道驭风大哥</P><P>那可不可以这样,将主发动机的喷口改在弹体尾端靠前一点对称的四个喷口,使用阀门组件式,四个全开可以增加向前的推力,通过关掉其中的一些可以增加机动性</P></div>
这样一来,在获得机动的时候,丧失了动力;拐了个弯跑的慢了,对空空导弹来说,感觉得不偿失


如果是把这个当续航发动机
前面用一个助推的发动机
那应该是可以实现高速度的
<P>看扁AIM-9X只能说是对AIM-9X理解不透, 国内对AIM-9X的评价还是很高的, 认为在正常的交战距离内, 9X可以作到全程TVC( 欧州的先进近程也是如此, 不过宣传是采用的9M的发动机.), 为什么大家都用TVC呢?/**初段迅速导入好的位置的话,中段就不需要做很夸张的机动了。而普通空气动力舵面,初段速度低,气流不稳定,相应慢舵效低,要到了初中交接段才做大机动,那就不是好地制导率咧**/(某马褂语), 而且小弹翼的阻力小, 燃气舵的另一个好处是受环境影响小, 在中高空效率高.</P>
<P>至于9X的末端机动性如何, 看看它的战斗部大小就清楚了.</P>
<P>老美是很擅长中庸之道的, 更小的阻力, 更高的初始机动性, 更长的发动机续航时间,更精确的导引头, 这些都会使得9X的机动目标的接战距离大幅度提高.</P>
[B]以下是引用[I]24摄氏度[/I]在2005-12-30 23:51:00的发言:[/B][BR]<P>不知道驭风大哥</P><P>那可不可以这样,将主发动机的喷口改在弹体尾端靠前一点对称的四个喷口,使用阀门组件式,四个全开可以增加向前的推力,通过关掉其中的一些可以增加机动性</P>

    像紫苑这类的燃气阀门式侧推装置上,用来控制喷口的阀门多采用针栓式,用比例式调节的工作方式来控制阀门的开启度的.
    主发动机的喷流是极强烈的,针铨式的阀门不适合干这个,否则不是造成推力太小,就是猛烈的高温高压气流损坏阀门组件.所以用阀门控制主发动机不太现实,即使你研制得出来,结构也会搞得很复杂.
    但我前面曾草草提过,导弹上的推力矢量装置中有一类叫扰流片推力适量控制装置,与你的想法有些相似.
    它的原理是:在主发动机喷口四周安装四片扰流片,它们在弹载计算机控制下可以各自转定一定角度,从而部分地遮住喷口的部分面积,造成不对称的压力分布和喷气流偏转,由此产生侧向控制力.当然这种装置中的扰流片也要抗高温高压,而且也会造成一些携力损失,但比你设想的阀门式的现实得多,结构也简单得多.
    许多我们熟悉的导弹就采用这种扰流片式推力矢量装置,其中包括我军使用的R-73空空格斗弹,法国的米兰和霍特坦克导弹等.
[B]以下是引用[I]fat_bird[/I]在2005-12-31 18:52:00的发言:[/B][BR]<P>看扁AIM-9X只能说是对AIM-9X理解不透, 国内对AIM-9X的评价还是很高的, 认为在正常的交战距离内, 9X可以作到全程TVC( 欧州的先进近程也是如此, 不过宣传是采用的9M的发动机.), 为什么大家都用TVC呢?/**初段迅速导入好的位置的话,中段就不需要做很夸张的机动了。而普通空气动力舵面,初段速度低,气流不稳定,相应慢舵效低,要到了初中交接段才做大机动,那就不是好地制导率咧**/(某马褂语), 而且小弹翼的阻力小, 燃气舵的另一个好处是受环境影响小, 在中高空效率高.</P><P>至于9X的末端机动性如何, 看看它的战斗部大小就清楚了.</P><P>老美是很擅长中庸之道的, 更小的阻力, 更高的初始机动性, 更长的发动机续航时间,更精确的导引头, 这些都会使得9X的机动目标的接战距离大幅度提高.</P>

    没有看扁AIM-9X.它的燃气舵和光杆结构可能代表了空空格斗弹的方向.我想我们早晚会跟进的.
    我只能想强调,空空导弹的研制是个平衡问题,总会为了突出某方面而作出些牺牲.AIM-9X的思路利大于弊,但毕竟有弊,我只是想顺便说说它的弊在何处而已.
    当然必须澄清的是,AIM-9X采用燃气舵后,并没有降低其在最大射程尽头的机动性,但也没有像大家期望和想像地那样增加了这种射程末段的机动性.
固体端燃药柱,这样作用时间长些,产生的燃气通过喷嘴向外喷。与脉冲式最大的不同是,它的喷嘴可是带阀门的,在弹载计算机控制下不仅可随意开启,而且可以控制开启的幅度来调节推力多大,这样向哪个方向喷射、产生多大推力都是可控的。紫苑就是这样获得高机动性的。

    所以脉冲式的其实就是通过协调一群不可控的小发动机“轮番”进行脉冲式喷射来实现可控调姿,而燃气阀门式的则是通过一台可控连续喷射的发动机调姿。前者常用于单轴稳定的滚转弹,后者常用于三轴稳定的导弹,你只要数数导弹中部横向喷口的数量就不难区别它用的是脉冲式的还是燃气阀门式的。
请教一个问题,如果这类燃气发生器用的是固体端燃药柱,那不需要推力矢量控制的时候是如何关闭推力矢量发动机的?如果关闭不了的话,那不是要四个喷嘴一起打开让燃气排出来?
还有,小声的问一个,驭风大侠有没有aster-15/30侧向燃气控制器的图片啊?我对这个很有兴趣,可找了很久一直都找不到图片。
顺便接着这个帖子问一下:空空蛋的燃烧室有没有采用两种不同燃速装药的?也就是单室双推力的?
好象有,开始时为芯内燃烧,巡航时改为端面燃烧。
[B]以下是引用[I]史上最强的猫[/I]在2005-12-31 22:27:00的发言:请教一个问题,如果这类燃气发生器用的是固体端燃药柱,那不需要推力矢量控制的时候是如何关闭推力矢量发动机的?如果关闭不了的话,那不是要四个喷嘴一起打开让燃气排出来?
还有,小声的问一个,驭风大侠有没有aster-15/30侧向燃气控制器的图片啊?我对这个很有兴趣,可找了很久一直都找不到图片。

    很抱歉没找到紫苑燃气控制器的图片。我对它的燃气发生器工作原则不大了解,但从常识看,你说的问题应该不难解决。
    首先应该没有中途关闭侧推发动机的必要。防空弹初段不需要作猛烈机动,靠空气舵足够了。末段才需要侧推发动机帮忙。所以刚起飞时不一定需要立即启动侧推装置。
    另外,如果PIF启动工作后需要有几秒钟时间保持直向飞行,可以把四个阀门都保持在最小开启状态,不会对导弹的正常飞行造成严重的气动干扰。采用端燃药柱和低燃速推进剂的燃气发生器比普通的固体火箭发动机推力小得多,属于四两拔千斤,设计师肯定会根据所需侧推力大小、作用时间长短和阀门承受力来决定用多快燃速的推进剂及其用多大燃面。
[B]以下是引用[I]光头[/I]在2006-1-3 0:39:00的发言:[/B][BR]顺便接着这个帖子问一下:空空蛋的燃烧室有没有采用两种不同燃速装药的?也就是单室双推力的?

    有,而且在超射距空空弹设计中很流行,从老掉牙的不死鸟到新的AIM-120,连天剑II都是,以至于你不如问哪种中距弹不用双推力发动机。
    双推力除了用不同燃速推进剂外,也可用同种推进剂但不同燃面的,或燃速和燃面都不一样的。这东东不是个很复杂的技术。
    双推力发动机在防空弹中用的最多,主要是因为导弹起飞时从静止加速到巡航速度需要的推力很大,而之后保持这种速度就不需要更大推力了。空空弹也有这种需要,因为它的设计速度不是相对地面的,而是相对载机的,比如设计指标3M的空空弹的真实速度是3M+载机速度,因此它也有加速时也需要比巡航时更大的推力。
    我要出差半个月,回来再聊。
[B]以下是引用[I]驭风[/I]在2006-1-5 13:29:00的发言:[/B][BR]<div class=quote>[B]以下是引用[I]史上最强的猫[/I]在2005-12-31 22:27:00的发言:请教一个问题,如果这类燃气发生器用的是固体端燃药柱,那不需要推力矢量控制的时候是如何关闭推力矢量发动机的?如果关闭不了的话,那不是要四个喷嘴一起打开让燃气排出来?
还有,小声的问一个,驭风大侠有没有aster-15/30侧向燃气控制器的图片啊?我对这个很有兴趣,可找了很久一直都找不到图片。</div>
    很抱歉没找到紫苑燃气控制器的图片。我对它的燃气发生器工作原则不大了解,但从常识看,你说的问题应该不难解决。
    首先应该没有中途关闭侧推发动机的必要。防空弹初段不需要作猛烈机动,靠空气舵足够了。末段才需要侧推发动机帮忙。所以刚起飞时不一定需要立即启动侧推装置。
    另外,如果PIF启动工作后需要有几秒钟时间保持直向飞行,可以把四个阀门都保持在最小开启状态,不会对导弹的正常飞行造成严重的气动干扰。采用端燃药柱和低燃速推进剂的燃气发生器比普通的固体火箭发动机推力小得多,属于四两拔千斤,设计师肯定会根据所需侧推力大小、作用时间长短和阀门承受力来决定用多快燃速的推进剂及其用多大燃面。

多谢了,驭风大哥真是热心人,祝一路顺风。
<P>好详细啊。</P>
<P>狂顶!!!!!!!!!</P>