探讨探讨火箭助推在滑跃甲板航母上使用的可行性。

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 15:16:10

的确在航母上使用火箭助推讨论的比较多,很多讨论也有一定深度。当然在传统思路下采用火箭助推方式的确已经不合适,但是不是有别的思路可以克服一些火箭助推的问题,从而让火箭助推能够更实用?个人觉得或许有,下面简单谈谈个人的一些设想,供大家参考。

显然,如果火箭助推是在平直甲板上,那么对火箭推力要求很大,这样无论是火箭的大小和数量,还是航母甲板运作都不允许,所以火箭助推最合适还是选择滑跃甲板,这样就可以降低对推力的要求,从而降低火箭推力和重量,另外推力减小火箭向后喷射的燃气影响范围也减小,那么相对而言其他问题就好解决一些。

火箭助推的一个麻烦地方是对甲板调度和使用的影响,个人以前提过一个建议,就是把火箭助推的喷口稍微向上调整一些,譬如与水平面成10度左右,这样向上喷射会避开甲板,另外也避免喷射到后面的飞机和人员那里。

基于这个向上喷射的办法,个人建议把这个火箭装在两个发动机之间的结构上,安装位置再靠上一些,这样对甲板后后续飞行影响更小。

对于由于倾斜安装带来的抬头力矩的问题,通过调整火箭的安装位置或许可以解决,譬如火箭安装位置靠近发动机上部,让火箭推力倾斜通过重心等来避免过大的抬头力矩。

当前放弃火箭助推的一个重要原因是补给不方便,助推完毕后抛掉火箭费用高昂,个人认为如果用在滑跃甲板上并采用火箭固定在飞机上或许问题能够没有那么突出。下面简单估算。

根据当前SU-33的数据,基本上再增加8吨左右推力就可以让其在110米跑道上满载起飞,而根据当前固体火箭的比冲在250s左右的情况,如果以滑跑5秒钟来看,基本上不到200公斤的燃料就可以,考虑到结构重量和再加上一些冗余,基本上300公斤的火箭也就足够了。那么,根据小鹰号航母携带的舰载机燃油为6000吨左右来看,舰载机起飞通常会带6吨以上的燃油,那么航母自身飞机燃料也就能满足1000次的起飞需要,那么相应需要的火箭数量是1000枚,也就是需要300吨。这个300吨还没有一个弹射器系统重量重。考虑到冗余,把整个数量增加到1500枚,那么总的重量也就是450吨,也只是与一个弹射器的系统重量相当。

接下来要考虑的是火箭回收的问题。采用固体火箭后,火箭燃烧完毕后就剩下一个壳子,这个壳子重量较轻,所以可以让飞机带着飞且在飞完后带回。这也就是前面为什么建议放到两个发动机之间靠上的位置的原因。基本上这个位置大概是传统陆基飞机减速伞的位置,应该说在主结构上,稍微增大一点空间就可以安装。

当舰载机飞回后,可以利用一种专门装置将火箭壳体取下,然后装上新的火箭。整个过程除了安装高度较高外不会比挂载导弹更复杂。经过结构优化设计后可以和加油,挂弹等同时进行,希望不会影响起飞操作。


在火箭的具体补给上,可以采用类似陆地火箭弹的那种方式,即成框架方式来运输和补给,而发射完毕的火箭壳体,也采用类似的方式返回,从而让整个补给速度更快。

现代固体火箭的安全性已经有所提升,另外可以考虑一些保护性措施,在一定程度上可以解决安全性问题。另外在安全性上的可靠性应该不会高于对弹药库的要求。

简单小结:

通过滑跃甲板减小对火箭推力的要求,进而降低整个助推火箭的重量,通过倾斜安装降低对甲板和后续飞机和人员的冲击,通过携带火箭壳体返回来抛弃壳体的费用,通过快速安装避免影响起飞,通过模块化运输来方便补给。


最后要说一下,虽然火箭助推可以在一定程度上绕开弹射器,但总体上还是弹射器更有用。上述火箭助推方式可以用于类似瓦良格这样的滑跃甲板航母,如果新航母研制还是应该采用弹射器为好。
的确在航母上使用火箭助推讨论的比较多,很多讨论也有一定深度。当然在传统思路下采用火箭助推方式的确已经不合适,但是不是有别的思路可以克服一些火箭助推的问题,从而让火箭助推能够更实用?个人觉得或许有,下面简单谈谈个人的一些设想,供大家参考。

显然,如果火箭助推是在平直甲板上,那么对火箭推力要求很大,这样无论是火箭的大小和数量,还是航母甲板运作都不允许,所以火箭助推最合适还是选择滑跃甲板,这样就可以降低对推力的要求,从而降低火箭推力和重量,另外推力减小火箭向后喷射的燃气影响范围也减小,那么相对而言其他问题就好解决一些。

火箭助推的一个麻烦地方是对甲板调度和使用的影响,个人以前提过一个建议,就是把火箭助推的喷口稍微向上调整一些,譬如与水平面成10度左右,这样向上喷射会避开甲板,另外也避免喷射到后面的飞机和人员那里。

基于这个向上喷射的办法,个人建议把这个火箭装在两个发动机之间的结构上,安装位置再靠上一些,这样对甲板后后续飞行影响更小。

对于由于倾斜安装带来的抬头力矩的问题,通过调整火箭的安装位置或许可以解决,譬如火箭安装位置靠近发动机上部,让火箭推力倾斜通过重心等来避免过大的抬头力矩。

当前放弃火箭助推的一个重要原因是补给不方便,助推完毕后抛掉火箭费用高昂,个人认为如果用在滑跃甲板上并采用火箭固定在飞机上或许问题能够没有那么突出。下面简单估算。

根据当前SU-33的数据,基本上再增加8吨左右推力就可以让其在110米跑道上满载起飞,而根据当前固体火箭的比冲在250s左右的情况,如果以滑跑5秒钟来看,基本上不到200公斤的燃料就可以,考虑到结构重量和再加上一些冗余,基本上300公斤的火箭也就足够了。那么,根据小鹰号航母携带的舰载机燃油为6000吨左右来看,舰载机起飞通常会带6吨以上的燃油,那么航母自身飞机燃料也就能满足1000次的起飞需要,那么相应需要的火箭数量是1000枚,也就是需要300吨。这个300吨还没有一个弹射器系统重量重。考虑到冗余,把整个数量增加到1500枚,那么总的重量也就是450吨,也只是与一个弹射器的系统重量相当。

接下来要考虑的是火箭回收的问题。采用固体火箭后,火箭燃烧完毕后就剩下一个壳子,这个壳子重量较轻,所以可以让飞机带着飞且在飞完后带回。这也就是前面为什么建议放到两个发动机之间靠上的位置的原因。基本上这个位置大概是传统陆基飞机减速伞的位置,应该说在主结构上,稍微增大一点空间就可以安装。

当舰载机飞回后,可以利用一种专门装置将火箭壳体取下,然后装上新的火箭。整个过程除了安装高度较高外不会比挂载导弹更复杂。经过结构优化设计后可以和加油,挂弹等同时进行,希望不会影响起飞操作。


在火箭的具体补给上,可以采用类似陆地火箭弹的那种方式,即成框架方式来运输和补给,而发射完毕的火箭壳体,也采用类似的方式返回,从而让整个补给速度更快。

现代固体火箭的安全性已经有所提升,另外可以考虑一些保护性措施,在一定程度上可以解决安全性问题。另外在安全性上的可靠性应该不会高于对弹药库的要求。

简单小结:

通过滑跃甲板减小对火箭推力的要求,进而降低整个助推火箭的重量,通过倾斜安装降低对甲板和后续飞机和人员的冲击,通过携带火箭壳体返回来抛弃壳体的费用,通过快速安装避免影响起飞,通过模块化运输来方便补给。


最后要说一下,虽然火箭助推可以在一定程度上绕开弹射器,但总体上还是弹射器更有用。上述火箭助推方式可以用于类似瓦良格这样的滑跃甲板航母,如果新航母研制还是应该采用弹射器为好。
弹预警机比较现实
主要是架次少
技术没问题,关键在其他方面。主要是火箭助推器也是要占地的,要保证一个航程那么多次起降的准备多少助推器,助推器一旦用完,航母就没用了?此外助推器的维护和保养都是问题,所以这个办法以前就有人提出过,但是从没有国家大规模的用过。
火箭助推曾经成为过一战时期占据一个短暂时间唯一的一种对于那个年代双翼侦察机助推起飞方式,航母和舰载机发展至今,相对而言更不适合作为大规模常规起飞助推方式使用
费用是最大问题,恐怕用不起。
太重太大的飞机,落下来也是问题的
不过弹点小飞机我认为可以考虑
一天140架次
多大消耗量
算吧
为什么不可以先试用一下?我觉得火箭助飞在的性价比也并非不可接受,毕竟不是啥高技术。火箭弹才多少钱?要是贵的离谱,那陆军的火箭炮还不歇菜了?
开发一种可重复使用的助推火箭加滑跃起飞
也是TG现在比较好的选择了
当然长远还是要用弹射的
neuhl 发表于 2012-5-18 15:18
费用是最大问题,恐怕用不起。
仅在预警机上使用应该可以吧,战斗机没必要。
把助推火箭做成类似导弹、邮箱、吊舱那样外挂在飞机上,起飞后就抛弃怎么样?缺点是占俩挂点,另外不知道飞机结构能不能承受住推力,对挂点有没有影响。
这玩儿已经讨论了很多年翻老帖看吧,已经有不少会员分析列举过很多,其中不少是分析得很透彻
火箭助推滑跃容易控制方向吗?
我觉得可以考虑,平时做一些带助推器的起飞训练,验证可行性锻炼技术,战时再拿出来大规模使用,这样成本问题也就不重要了。
天之蓝海之蓝 发表于 2012-5-18 14:13
技术没问题,关键在其他方面。主要是火箭助推器也是要占地的,要保证一个航程那么多次起降的准备多少助推器 ...


早期火箭助推是用在平甲板上,需要火箭推力大,在滑跃甲板上,对火箭推力就小,这样满足相应起飞次数需要的火箭总体重量就小。根据前面初步估算,估计比蒸汽弹射小。譬如助推1000次,每次一枚火箭,火箭重量300公斤,那么总计是300吨,这比一个蒸汽弹射都要轻。
扬帆 发表于 2012-5-18 14:53
火箭助推曾经成为过一战时期占据一个短暂时间唯一的一种对于那个年代双翼侦察机助推起飞方式,航母和舰载机 ...
如果弹射器能够顺利解决,就不用火箭助推。
这里谈的火箭助推,是看能不能对当前不具备弹射器的航母能否增加作战威力。
lgn12 发表于 2012-5-18 15:22
太重太大的飞机,落下来也是问题的
不过弹点小飞机我认为可以考虑
希望能够让SU-33这样的飞机能够满载起飞。
再大就没有必要了。
guofangjunHE 发表于 2012-5-18 18:03
一天140架次
多大消耗量
算吧
其实,如果装1500枚助推火箭,每枚火箭重300公斤,那么总重是450吨。
目前查到小鹰号携带飞机燃油是6000吨,如果每次飞机携带燃料是6吨,也就是满足1000个飞行架次就需要补给燃油,所以1500枚火箭是可以满足在将所有燃油消耗完毕,在需要再次补给时就可以一起补给了。
大碌木 发表于 2012-5-18 20:12
这玩儿已经讨论了很多年翻老帖看吧,已经有不少会员分析列举过很多,其中不少是分析得很透彻
关于火箭助推,很多讨论没有涉及到是否采用一些手段来处理相关的问题,所以总会发现有这样或者那样的问题。
如果考虑滑跃甲板,火箭成一定夹角向上喷射,应该说一些突出的问题能够获得一定的解决。
这超级月经老掉牙话题真够老得可以,讨论过太多太多
wannaknow 发表于 2012-5-18 19:53
把助推火箭做成类似导弹、邮箱、吊舱那样外挂在飞机上,起飞后就抛弃怎么样?缺点是占俩挂点,另外不知道飞 ...
装在挂架上不可行,主要是挂架承受不了这么大力。另外挂架一般靠外,要用两枚火箭助推,还有两边互相平衡,否则会跑偏。

还是不如装在正中间靠发动机的位置,因为火箭燃气温度高,而且希望向上喷射减少对后面飞机和人员的影响,装在其它位置不好。
牛腩河 发表于 2012-5-18 23:08
这超级月经老掉牙话题真够老得可以,讨论过太多太多
问题是谁考虑过火箭倾斜安装且用在滑跃甲板上?还有谁考虑过火箭助推完毕不抛弃而带回?
要用火剑助推,直接挂机身上,不如助推弹射器滑块,做成弹射器状。:D


譬如火箭安装位置靠近发动机上部,让火箭推力倾斜通过重心等来避免过大的抬头力矩。
……
就是把火箭助推的喷口稍微向上调整一些,譬如与水平面成10度左右,这样向上喷射会避开甲板,另外也避免喷射到后面的飞机和人员那里。
--------------------------------------------------------------------------
通过舰载机的质心做10度的斜线,到机尾的位置,火箭喷口抬得不小哦,地勤作业添加非常大的麻烦。
要这样的位置挂、拆个几百公斤的东西(拆时因发射药耗尽,重量大大减小,但装可难),可不容易哦。

另,如因为上述原因,推力不能通过质心,舰载机主轮刚离开滑跃甲板前端的那时间,火箭推力斜向下,机尾会蹭着甲板吗?
有这个可能哦。

譬如火箭安装位置靠近发动机上部,让火箭推力倾斜通过重心等来避免过大的抬头力矩。
……
就是把火箭助推的喷口稍微向上调整一些,譬如与水平面成10度左右,这样向上喷射会避开甲板,另外也避免喷射到后面的飞机和人员那里。
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通过舰载机的质心做10度的斜线,到机尾的位置,火箭喷口抬得不小哦,地勤作业添加非常大的麻烦。
要这样的位置挂、拆个几百公斤的东西(拆时因发射药耗尽,重量大大减小,但装可难),可不容易哦。

另,如因为上述原因,推力不能通过质心,舰载机主轮刚离开滑跃甲板前端的那时间,火箭推力斜向下,机尾会蹭着甲板吗?
有这个可能哦。
Kapartida 发表于 2012-5-19 09:02
要用火剑助推,直接挂机身上,不如助推弹射器滑块,做成弹射器状。
这个真的是一个很好的思路 用来弹预警机和其他重型支援飞机 经济上能承受 就看技术上有什么问题
TSQ 发表于 2012-5-18 23:14
问题是谁考虑过火箭倾斜安装且用在滑跃甲板上?还有谁考虑过火箭助推完毕不抛弃而带回?
刚才一童子说的 用火箭助推滑块怎么样 然后飞机离地 滑块入海 后面拖根绳 回收也方便


我也考虑过类似的方法,与你的结论相同。说说看法吧:

1. 向上喷射10度左右的安装角可能还不太够,因为滑板的角度超过10度(13度),这样仍然可能喷到甲板。所以要么增加安装角,要么缩短火箭工作时间,使其在飞机进入滑板之前烧完。两者应该都是可行的。

2. 建议在J-15中后部发动机之间开一个贯穿的斜孔,用于安装助推火箭。这样地勤就可以在机腹下装卸,更方便。斜孔上下设置活门,斜孔内设置升降装置,用于将助推火箭升起一点再点火。升起火箭可以确保推力作用线通过重心(其实在重心前面一点也可以)。

3. 助推火箭的携带量可以更乐观一些,因为J-15执行防空任务时直接滑跃起飞即可,再加上对长起飞点的利用,助推火箭需求量可能只是1000的几分之一。所以助推火箭增加的后勤负担并不大。

4. 如果助推火箭的失效,而飞机继续起飞,那么就会坠海。所以有必要设置一个连锁装置,如果点火失败,就不释放轮挡,中止起飞。

5. 尽管斜向上喷射可以避开甲板,但是喷流中的烟雾也可能弥漫在甲板上干扰作业,喷流还可能对正在降落的飞机造成干扰(也许不大)。所以最好采用无毒、无烟推进剂,并且避开正在降落的飞机。

6. 我也考虑过斜向下喷射的方案,助推火箭安装在J-15机腹下中线上。为了避免喷流伤害甲板和人员,火箭要在飞机离舰的瞬间才点火。倾斜角要大一些,比如45度,以补足升力。不过麻烦的是,火箭失效时没有挽救的办法,所以甚至考虑采用双联装助推火箭,互为备份。总的来看,还是斜向上喷射的方案更好一些。


我也考虑过类似的方法,与你的结论相同。说说看法吧:

1. 向上喷射10度左右的安装角可能还不太够,因为滑板的角度超过10度(13度),这样仍然可能喷到甲板。所以要么增加安装角,要么缩短火箭工作时间,使其在飞机进入滑板之前烧完。两者应该都是可行的。

2. 建议在J-15中后部发动机之间开一个贯穿的斜孔,用于安装助推火箭。这样地勤就可以在机腹下装卸,更方便。斜孔上下设置活门,斜孔内设置升降装置,用于将助推火箭升起一点再点火。升起火箭可以确保推力作用线通过重心(其实在重心前面一点也可以)。

3. 助推火箭的携带量可以更乐观一些,因为J-15执行防空任务时直接滑跃起飞即可,再加上对长起飞点的利用,助推火箭需求量可能只是1000的几分之一。所以助推火箭增加的后勤负担并不大。

4. 如果助推火箭的失效,而飞机继续起飞,那么就会坠海。所以有必要设置一个连锁装置,如果点火失败,就不释放轮挡,中止起飞。

5. 尽管斜向上喷射可以避开甲板,但是喷流中的烟雾也可能弥漫在甲板上干扰作业,喷流还可能对正在降落的飞机造成干扰(也许不大)。所以最好采用无毒、无烟推进剂,并且避开正在降落的飞机。

6. 我也考虑过斜向下喷射的方案,助推火箭安装在J-15机腹下中线上。为了避免喷流伤害甲板和人员,火箭要在飞机离舰的瞬间才点火。倾斜角要大一些,比如45度,以补足升力。不过麻烦的是,火箭失效时没有挽救的办法,所以甚至考虑采用双联装助推火箭,互为备份。总的来看,还是斜向上喷射的方案更好一些。
Kapartida 发表于 2012-5-19 09:02
要用火剑助推,直接挂机身上,不如助推弹射器滑块,做成弹射器状。
这样火箭的喷流会横扫甲板的。
应该助推滑块是比较合理的,当然咱们的国母最好还是大核弹!
neuhl 发表于 2012-5-18 15:18
费用是最大问题,恐怕用不起。
为啥用不起?以前土共战机老是表演火箭弹打靶,被喷得好惨的说。:(
wannaknow 发表于 2012-5-18 19:53
把助推火箭做成类似导弹、邮箱、吊舱那样外挂在飞机上,起飞后就抛弃怎么样?缺点是占俩挂点,另外不知道飞 ...
挂点的肯定承受不了这个力量的。
2012-5-19 16:18 上传

star17 发表于 2012-5-19 09:39
刚才一童子说的 用火箭助推滑块怎么样 然后飞机离地 滑块入海 后面拖根绳 回收也方便
火箭滑块只能放在下面,在这方面很早以前我就有这个思路,在本论坛内能够找到。里面有个火箭推车,采用可重复使用液氧煤油火箭系统。
后来觉得制造液氧比较复杂,改为直接利用雅克141的升力发动机助推,也是采用滑动小车加发动机。

采用滑动小车的麻烦地方比较多,包括小车的助推到头后的减速,下到甲板下的回收,检修后的加油再次助推起飞等。

采用固体火箭相对而言比较简单,推力也可以较大,短时间使用效果较好。缺点是前面谈到的缺点,所以采用前面所提手段来克服。
duanyao 发表于 2012-5-19 10:29
我也考虑过类似的方法,与你的结论相同。说说看法吧:

1. 向上喷射10度左右的安装角可能还不太够,因为滑 ...
滑跃甲板是在末端超过10度,但末端已经在飞机距离后面飞机和人员已经100米了,即便有高温影响也较小了。
对于喷到甲板上,个人认为问题不大,因为后面运动几乎只有几秒钟,到末端加速更快,火箭很短时间内高温燃气扫过甲板也不会造成甲板温度升高很多。加上火箭高度接近2米,高温燃气能够扫过甲板时燃气已经有相当扩散,所以总体而言个人认为问题不大。

对于火箭安装,斜穿的孔偏复杂,也不利于结构强度与空间节省,个人提出了几个办法,见32楼的图。工程上在这方面处理可以非常灵活的。

TSQ 发表于 2012-5-19 16:18
工程上办法灵活多样,上个图说明一下助推和装火箭的情况。
别把火箭画得那么粗短(长径比小),你画个细长的火箭看看,在机尾是否还要增加个能向后延伸架才能满足绕过尾钩的要求。
长度不应小于助推火箭长度的一半。
装、拆火箭,这多麻烦哦。

航母临时轻甲板 发表于 2012-5-19 16:33
别把火箭画得那么粗短(长径比小),你画个细长的火箭看看,在机尾是否还要增加个能向后延伸架才能满足绕 ...


一般在空气中飞行的火箭采用细长型,因为细长阻力小,尤其是速度接近音速更是如此。

而这种助推火箭不在空气中飞行,主要是推飞机起飞,当然可以选择粗短型,没有必要弄成细长给自己找麻烦吧。

航母临时轻甲板 发表于 2012-5-19 16:33
别把火箭画得那么粗短(长径比小),你画个细长的火箭看看,在机尾是否还要增加个能向后延伸架才能满足绕 ...


一般在空气中飞行的火箭采用细长型,因为细长阻力小,尤其是速度接近音速更是如此。

而这种助推火箭不在空气中飞行,主要是推飞机起飞,当然可以选择粗短型,没有必要弄成细长给自己找麻烦吧。

TSQ 发表于 2012-5-19 16:39
一般在空气中飞行的火箭采用细长型,因为细长阻力小,尤其是速度接近音速更是如此。

而这种助推火箭 ...


接下来要考虑的是火箭回收的问题。采用固体火箭后,火箭燃烧完毕后就剩下一个壳子,这个壳子重量较轻,所以可以让飞机带着飞且在飞完后带回。
----------------------------------------------------
根据你1楼的内容,舰载机飞行的过程中,是要一直携带这个助推火箭的,自然要考虑助推火箭空壳带来的空气阻力哦,正如你说的特别是在跨音速时的空气阻力。

另外,发射药耗尽后粗短的空壳(为减重,壳不会太厚吧),会不会因壳底(喷口)的涡流阻力,空壳的前后压差,还没到超音速,就已经先把火箭的空壳压瘪了?
TSQ 发表于 2012-5-19 16:39
一般在空气中飞行的火箭采用细长型,因为细长阻力小,尤其是速度接近音速更是如此。

而这种助推火箭 ...


接下来要考虑的是火箭回收的问题。采用固体火箭后,火箭燃烧完毕后就剩下一个壳子,这个壳子重量较轻,所以可以让飞机带着飞且在飞完后带回。
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根据你1楼的内容,舰载机飞行的过程中,是要一直携带这个助推火箭的,自然要考虑助推火箭空壳带来的空气阻力哦,正如你说的特别是在跨音速时的空气阻力。

另外,发射药耗尽后粗短的空壳(为减重,壳不会太厚吧),会不会因壳底(喷口)的涡流阻力,空壳的前后压差,还没到超音速,就已经先把火箭的空壳压瘪了?
航母临时轻甲板 发表于 2012-5-19 16:54
接下来要考虑的是火箭回收的问题。采用固体火箭后,火箭燃烧完毕后就剩下一个壳子,这个壳子重量较轻, ...

做一个可向上翻起的整流罩就可以了。飞机上类似的结构很多,包括起落架舱门、四代机弹舱舱门、四代机可伸缩加油管等。所以,这个问题没有想象那么难解决。
TSQ 发表于 2012-5-19 17:03
做一个可向上翻起的整流罩就可以了。飞机上类似的结构很多,包括起落架舱门、四代机弹舱舱门、四代机可 ...
呵呵,就算有效,那也太复杂了。
我个人认为得不偿失了。

嗯,就算解决了这些问题,也不考虑得不偿失之类的吧。

还有个问题,就是舰载机带回来的火箭空壳,是在航母上处理后直接多次利用?
还是用过后,暂时存放在航母上,回港后返厂处理,再吊运上航母,等待航母下次出航后,才能利用?

也就是说,在航母一次出航内,助推火箭是只能利用一次,还是能反复多次利用?
没必要脱裤子放屁,
老瓦就那么大,能用多少用多少,用不了就不勉强用。
何必非得把小舢板真当歼星舰折腾呢