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4-2-1 翼面在弹身周侧的布置型式
所谓气动布局是指导弹各主要部件的气动外形及其相对位置的设计与安排。具体来说就是研究两个问题:一是选择气动翼面(包括弹翼、舵面等)的数目及其在弹身周向的布置方案;另一个是确定气动翼面(如弹翼与舵面之间)沿弹身纵向的布置方案。
图4.2平面布置方案 图4.3 空间布置方案
弹翼的布置型式,根据其在弹身周侧的配置有两种不同方案:一种是平面布置方案(亦称飞机式方案,面对称布置方案),这一方案的特点是导弹只有一对弹翼,对称地配置在弹身两侧的同一平面内,如图4.2所示;另一种是空间布置方案(亦称轴对称布置方案),这种方案包括的各种型式,如图4.3所示。
一、 面对称翼面布置的特点
面对称布置方案具有阻力小、质量轻、倾斜稳定性好等特点;其次,这种布局的导弹,其升力方向(亦即导弹对称面)始终对着目标,所以战斗部可采用定向爆炸结构,使质量大为减轻;第三,这种弹翼布置在载机上悬挂方便。但面对称布置的导弹侧向机动性差。这种布置在转弯时可采用下述办法:
1.平面转弯
导弹转弯时不滚转,转弯所需的向心力由侧滑角产生,同时推力在Z有一分量。
图4.4平面转弯 图4.5 倾斜转弯
2.倾斜转弯(协调转弯)
导弹转弯前先作滚转动作,即通过副翼,产生一个滚转力矩,导弹滚转一个角之后,使升力Y偏转的同时产生侧向力Z,至于升力的大小,则可以由攻角来调整。这种转弯是通过副翼和升降舵同时协调动作来实现的,故称之为协调转弯。
图4.6 发动机的两种布置方案
为了发挥平面布置型式的有点,克服其缺点。国外在导弹的气动布局和气动外形研究设计中结合倾斜转弯技术(BTT)做了大量的工作。它们研究和发展的思路是由普通轴对称布局和外形发展到圆柱形的单一平面系统,继而又对先进的融合系统和吸气式系统(采用冲压发动机)进行了大量的研究和实验。如图4.7所示。
采用冲压发动机的导弹,气动外形设计与进气道设计结合,可充分发挥BTT导弹与冲压发动机的优势。国外对吸气式系统(采用冲压发动机)进行了大量的气动、推进系统一体化设计的研究工作,如图4.8。
图4.7 有翼导弹外形的发展 图4.8 气动、推进系统一体化外形
二、轴对称翼面布置的特点
常用的轴对称翼面布置型式有“+”字型布置方案(+-+型)、“×”字型布置方案(×-=×型)和混合型布置方案(+-×型),它们均为气动轴对称型式,其主要特点为:
(1)无论在哪个方向均能产生同样大小的升力,即各个方向都能产生最大的机动过载,所以在攻击活动目标的导弹上得到广泛应用。
(2)升力的大小和作用点与导弹绕纵轴的旋转无关,即导弹无论如何旋转,升力的大小和作用点均不变。
(3)在任何方向产生升力都具有快速响应的特性,大大简化了控制与制导系统的设计。
(4)在大攻角情况下,将引起大的滚动干扰,这就要求滚动通道控制系统快速性好。
(5)由于翼面数目多,必然质量大,阻力大,升阻比小,为了达到相同的速度特性,需要多消耗一部分能量;另外,导弹上的四个翼面基本上是雷达的四个反射器,这就增加了敌方雷达对导弹的探测面和可探测性。
从便于载机悬挂或从地面发射架上发射来看,“×”型要比“+”型方便些。
正常式导弹的俯仰运动 正常式导弹的滚转运动 正常式导弹的偏航运动
旋转弹翼式导弹的俯仰运动 旋转弹翼式导弹的滚转运动 旋转弹翼式导弹偏航运动
无翼式导弹俯仰运动的操纵 无翼式导弹滚转运动的操纵 无翼式导弹偏航运动的操纵
操纵元件-陀螺副翼