为什么导弹能飞那么远

飞机坦克都有一颗强悍的“心”,导弹也不例外 。它不但有发动机,种类还很多,能将导弹推到最大20多马赫的超高速度 。
导弹家族很大,按弹道分有弹道导弹、飞航式导弹、巡航导弹等;按功能分有反舰导弹、防空导弹、空空导弹、反坦克导弹、反辐射导弹等 。

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不同导弹工作环境不同,任务目标不同,速度和机动性不同,所以配备的发动机也不同 。弹道导弹在数百公里高,近似真空的外层空间飞行,需要自带氧化剂、还原剂 。而巡航导弹全程在大气层中飞行,为了获得更远航程,会选择经济性更好的吸气式发动机 。
导弹发动机分火箭发动机、吸气式发动机、特种发动机等几大类 。
一、火箭发动机,又分液体、固体火箭发动机 。
1、液体火箭发动机,用单组元、双组元液体推进剂 。工作时间长,比冲大,推力易调节,便于多发并联,能多次点火 。但结构复杂,燃料注入时间长,不利于储存操作 。
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按推进剂供应方式,又分泵式、挤压式 。泵式效能高,多用在大型导弹的运载火箭上,比如美国“大力神I”洲际弹道导弹、苏联SS-10洲际弹道导弹等 。
挤压式结构简单性能略低,多用在中型导弹,比如苏联SS-3短程地地导弹、美国“长矛”地地战术导弹等 。
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▲“长矛”地地战术导弹
弹道导弹分导弹头重返大气层时,以近乎垂直的角度落下,速度达二十几马赫,任何手段能无法防御,不论是航母,还是反导系统都无能为力 。
2、固体火箭发动机,在现代导弹上应用广泛,从大型弹道导弹到中小型地空导弹、反舰导弹、空空导弹、反坦克导弹等都有使用 。
它的燃料和氧化剂按配比混合,在燃料舱中浇铸成药柱,中间燃烧通道 。药柱点燃后,高速气体迅速喷出,反应速度快,推力大,运输储存方便,源源动力召之即来 。
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装备液体、固体火箭发动机的弹道导弹,弹头重返大气层速度高达二十几马赫 。不管是航母还是反导系统,任何手段都无法防御 。
但常规固体火箭发动机燃料一次性烧完,不能二次点火 。所以一些需要末端高速机动的空空导弹设计了双脉冲火箭发动机 。它有两段燃料,初始加速用一段,接近目标再启动第二段,末端机动性提高不少 。
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反坦克导弹也是固体火箭发动机,存储方便使用灵活,成为坦克杀手 。
二、吸气式发动机,包括涡喷、涡扇、冲压、火箭-冲压一体化等 。
对陆、对舰攻击导航需要远射程,如何用更少的燃料飞更远距离,就考验发动机效率和经济性 。涡喷、涡扇、冲压发动机吸入空气助燃,不用带氧化剂,相对于火箭发动机占了很大便宜 。连工质也是外部空气加热,所以效率很高 。
吸气式发动机主要在大气层内飞行的导弹上使用,比如巡航导弹,反舰导弹、防空导弹等 。
1、涡喷发动机体积小、速度快,多用在超音速导弹上;涡扇发动机体积大、迎风面大、经济性更佳,多用在亚音速导弹上 。
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大部分导弹采用两种或两种以上发动机组合,发挥各自优点 。比如美国“战斧”巡航导弹,起飞段是火箭助推器,巡航段用F-107-WR-450涡扇发动机,用几百公斤RJ-4高密度燃料,实现了2500多公里超远射程 。
2、冲压发动机理念很先进,它结构简单,只有进气道、燃烧室和喷管,连涡轮和压气机都取消了 。燃料在燃烧室内燃烧喷出,效率很高 。
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著名的“黑鸟”侦察机装备两台冲压发动机,最大飞行速度达3.3马赫,成为世界上速度最快的飞机之一 。
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导弹也一样,冲压发动机能将导弹加速到5~8马赫,非常惊人 。比如俄罗斯3M22“锆石”超音速反舰导弹,使用超音速冲压发动机,末端突防速度达8马赫 。美国航母也不敢轻易接招 。
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