炮射火箭

生活百科 2023-01-17 13:59生活百科www.aizhengw.cn

炮射火箭

近几年,炮射火箭的发展和套用较普遍。究其原因,主要是战争对武器提出新的要求,科学技术能解决生产製造中的一些技术问题。,它的发展过程也是很曲折的。

基本介绍

  • 中文名炮射火箭
  • 对象战争
  • 属性提出新的要求
  • 方法科学技术

炮射火箭的由来

十九世纪中叶,火箭和火炮使用。那时,火箭的射程较大,射击密集度较高,比滑膛炮好;但线膛炮出现后,火炮的射击密集度和命中精度大大提高,当时,火箭几乎让位于火炮。随后,工业和科学技术水平不断提高,使火箭技术得到新的发展,从而逐步发展成今天的火箭武器。,由于火箭和火炮各自的优缺点,在不同的套用领域中,谁也无法排挤掉谁,取而代之。因为炮弹是在密闭的炮膛中发射,火药产生的能量,较充分地转化为炮弹前进的动能;对于火箭,推进剂产生的能量只有一部分是推进火箭的动能,高速喷气本身所具备的动能无益地耗散了。,在一定的火炮初速範围内(大约每秒一千五百米),发射一枚威力相同的炮弹比发射一枚火箭的成本低得多。另方面,火炮的射击精度比无控火箭高得多,但它又不及火箭的射击密集度高。再就是要继续提高炮弹的初速,则受“极限速度”的限制,就是说无论装多少发射药,炮弹也超不过这个“极限速度”。极限速度的理论值约为每秒三千米左右。理论上的这个极限速度,可以这样理解弹丸在炮膛中的运动是由火药气体推动的,所以弹丸的速度不可能超过气体膨胀的速度,而后者是有极限的。,火箭却无“极限速度”限制,只要合理地设计火箭的级数并由它们携带相应的推进剂提供动能,就可以持续加速,射程也不受限制。,二者相比,火炮的主要优点在于射击精度较高,在一定初速範围内比威力相同的无控火箭的成本低得多,主要弱点是结构较重;火箭的主要优点在于射程不受限制,结构简单,主要弱点是射击精度较低,在一定速度条件下,成本较高。如把两者结合,做到互补各自的不足,发挥各自的优点,则是可取的。于是出现了火炮发射火箭的构想。
明朝人赵士祯一五九八年(神宗万曆二十六年)曾发明了一种发射火箭的武器叫“火箭溜”,它可以任意地给火箭一定的射向和角度,使发射的火箭不致偏斜,提高了火箭的命中精度,是现今炮射火箭雏形的一种构想。
二次大战前,国外也曾研究过炮射火箭助推弹,由于增程效果、射击精度等一些技术问题未能解决,曾认为发展这种弹是不切实际的想法。但到五十年代末,国外又开始了这方面的研究试验工作,直到七十年代初解决了一些技术问题,这一工作才有所进展,并作为一个研究成果用于部队实战中。

原理与组成

炮射火箭,就是用火炮发射火箭。整个武器系统主要由火炮和火箭组成。火箭由人工或机械装入火炮,火炮承载着火箭和发射药。火炮击发,火箭受发射火药气体的推动飞出炮口,飞离炮口一定时间,火箭发动机点火,推动火箭飞向目标。
这里有两个不同的含义应加以区别。即炮射火箭(又称火炮助推火箭)和炮射火箭弹(又称炮射火箭助推弹或火箭增程弹)的不同含义。从飞行器的增速讲,炮射火箭从火箭助推器中得到它的大部分速度,由火箭推力所增加的速度与初速相比,是同一数量级或更大些。从力学上讲,炮射火箭具有较高的质量比和总推力。而炮射火箭弹是依赖炮射获得主要速度,再从火箭推力得到很小的增速。从机械上讲,火箭弹意味着在厚壁壳体中加一个小火箭药柱,以推进重的有效载荷。但作为一般性了解,这里仍统称炮射火箭。
发射火箭的火炮,可以是线膛炮,也可以是滑膛炮。飞行器主要由火箭发动机和有效载荷(如战斗部、测量仪器等)组成。为保证命中精度,通常採用折迭(或固定)尾翼的稳定机构,或旋转稳定或者旋转——尾翼稳定。

特 点

由于火炮发射是一个极为猛烈的加速过程,用火炮发射的火箭所承受的瞬间载荷比通常的火箭要大数百倍,所以炮射火箭的关键是解决火箭在炮膛内承受高加速度的结构问题。
因为固体火箭发动机具有构造简单、结构重量轻,可靠性高,使用方便,成本低,工作时间短等特点,炮射火箭目前主要採用固体火箭发动机作动力装置。
普通火箭的加速度过载只有几十克到二百克左右,而炮射时,火箭的加速度过载则有几千克到上万克。,固体火箭发动机药柱的机械强度较低,在高加速度过载的情况下容易破裂,从而导致发动机产生故障,甚至使整个火箭中途发生爆炸。为了解决这个问题,一方面要改进药柱的设计及组份,以提高机械强度;可对药柱採用支承方法,以解决承受高加速度问题。支承技术的採用,是炮射火箭的一个重要特点。
药柱破裂问题解决后,火箭在什幺时候点火呢?这是一个需要解决的问题。对炮射火箭助推弹来说,如果选择适当,可获得最大射程,还可使不同射程内的射弹散布最小。实验表明,应在普通弹的弹道最高点使炮射火箭的发动机点火,可获最佳增程效果。
发动机点火后,为了达到良好的射击精度,就要保持飞行器的的飞行稳定,而飞行稳定则可藉助尾翼装置获得。炮射火箭的尾翼装置可分为固定尾翼和折迭尾翼。固定尾翼的外缘直径与炮管口径相等,通常用于次口径弹;折迭尾翼是适应火箭从炮管内飞出而设计的,尾翼的外缘直径大于炮管口径(如气动折迭尾翼),当火箭未飞出炮口时,尾翼折迭嵌入弹体内;在火炮击发,火箭飞出炮口后,嵌入的折迭尾翼打开,控制火箭稳定飞行。,用线膛炮发射的火箭助推弹,有的不用尾翼机构,而用膛线造成弹体旋转,以保持飞行稳定。
为经受住火炮发射时的高加速度和弹体出炮口时的应力,还应考虑炮射火箭壳体的强度。办法之一是加厚壳壁,但质量比不高,火箭性能不佳。要选用重量轻、比强度和比刚度很高的材料做壳体,例如玻璃纤维缠绕壳体。这就可做成高质量比火箭,从而可多携带有效载荷。,战术用的炮射火箭助推弹,对质量比的要求不如多级炮射火箭高。例如,有一种一零五毫米的炮射火箭助推弹,用镍、铬、钼合金钢做壳体,这是一种重型钢质壳体,质量比不高,但它还是可以做战术武器使用。
在选用火炮方面,为了使用现有的大量制式火炮,目前生产的炮射火箭助推弹,可以分别在这些炮中使用。在研製新式火炮时,其炮管长度通常比老式的要长些。因为适当加长炮管,可提高火炮初速,从而增大射程。用大口径炮发射多级火箭时,这种火炮就不属于常规火炮了。它好似一个滑膛的高压管子。有一种近似经验法认为,有效载荷的重量和这种大口径炮管直径的三次方(炮管长为口径的倍数不变)成正比。所以炮管直径加倍,则有效载荷增到八倍。,膛内最大加速度和炮管直径成反比,炮管直径加倍,则最大加速度减半。

用 途

大体上,大炮口径在四十毫米以上,目前有可能使用炮射火箭。现在许多国家已经把炮射火箭作为制式弹装备部队,在榴弹炮、加农炮、迫击炮、海军炮、航空炮等中使用。国外的试验分析认为,大口径炮发射炮射火箭,相当于射程很远的飞弹,用它代替反舰飞弹,在射程和成本上都是可取的。至于在其他一些领域中的使用,大致上还处在进一步探讨中。从现有的探讨可以看出,套用範围还是较为宽广。就是在空间科学方面,也有不少人在做套用工作,为火箭技术和火炮技术的结合开闢道路。
,炮射火箭的出现与它的军事用途分不开。在军事上的使用又与它有一定的可取之处相联繫。例如,炮射火箭助推弹和普通炮弹相比,在不增大膛压的条件下增大了射程,改进了弹道低伸程度,缩短了弹丸的飞行时间,因而有利于提高命中率。如果研製新型火炮採用此弹,则可减少炮口能量,减轻炮重,因而可解决射程与火炮重量之间的一些矛盾,对提高机动性有利。

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