4-2-6 气动布局的部位安排方便性分析 由于发动机类型及数量对气动布局有重要影响,不同类型的发动机有不同的布局特点和要求,使得弹身内部设备及舵机舱的安排困难,往往不得不采用这种或那种气动布局,现在就这方面的问题分别加以说明。
1.对火箭发动机
当导弹采用液体火箭发动机时,鸭式的部位安排无甚困难,如图4.24所示。当采用正常式时,舵机舱常受发动机喷管的制约。随着舵机尺寸的小型化,若弹身直径较大,舵机安排比较容易;若弹身直径较小时,舵机的安排就比较困难。
当发动机为固体火箭发动机时,采用鸭式对保证静稳定度及承力构件的布置问题都较容易解决,如图4.25所示。其中
型式较简单,但质心位置移动较大,而
型式将固体火箭发动机移至质心附近,但由于采用了斜喷管,使推力的轴向分量降低了。
若改为正常式,则舵面恰好位于固体火箭发动机喷流的影响区,无法工作,见图4.26。如将喷管位置与舵面位置错过45°,则因喷流所经之处气流受到干扰,舵面的气动性能要受到影响,操纵性及稳定性也将受到影响,故这种形式实际上很少用。
为了避免这种缺点,可将固体火箭发动机移至质心附近,采用延长尾喷管,使其由弹身内部通至尾部排出喷流,如图4.27所示。但这样一来,舵面的操纵机构将做得较复杂,特别是当舵面需差动时;另一方面是弹身容积利用很不好。
图4.24 采用液体火箭发动机时舵机的布置方案
图4.25 鸭式导弹舵机的布置方案
图4.26 正常式导弹舵机的布置方案图
4.27 采用长喷管时,舵机的布置方案 2.对吸气式发动机
以火箭发动机为动力的导弹,不存在进气道的布局问题。而采用吸气式发动机的导弹,在外形布局上有两种情况,一是一个或二个发动机外挂在弹身上,发动机(带进气道)成为弹体外形的一部分;二是发动机在弹身内,作为发动机重要部件的进气道外露在弹身表面,成为弹身外形的一部分。随着“整体式”技术的发展,导弹与吸气式发动机更多的是采用一体化布局,有关发动机进气道布置方案将在后面讲述。
3.起飞段的操纵问题
如图4.28所示,从起飞段操纵这一点来看,鸭式要方便得多,纵向操纵可由前舵来担任,滚动操纵可由弹翼上的副翼来担任。在正常式上,因联合质心位置很靠近舵面,故舵面已不能用以纵向操纵,而必须在助推器的安定面上安装舵面,并要这种舵面同时起副翼作用,那是很困难的事。所以,在这种情况下,一般在起飞段上导弹不操纵其俯仰运动,只操纵其滚动运动。
图4.28 两种气动布局的重心位置 4.滚动运动的操纵
如图4.29所示,由于鸭式气动布局中前舵的下洗作用影响很大,故此种型式中一般不宜采用差动舵面来操纵滚动运动,而在弹翼上安装副翼,如导弹弹身尾部装有固体火箭发动机,则副翼操纵机构的安装就较困难。
图4.29 鸭式导弹的横滚操纵
图4.30 正常式导弹的横滚运动 对正常式,无论利用差动舵面或副翼,问题的解决并无困难(图4.30)。