炮射火箭

近幾年，炮射火箭的發展和套用較普遍。究其原因，主要是戰爭對武器提出新的要求，科學技術能解決生產製造中的一些技術問題。但是，它的發展過程也是很曲折的。

基本介紹

• 中文名：炮射火箭
• 對象：戰爭
• 屬性：提出新的要求
• 方法：科學技術

炮射火箭的由來

十九世紀中葉，火箭和火炮同時使用。那時，火箭的射程較大，射擊密集度較高，比滑膛炮好；但線膛炮出現後，火炮的射擊密集度和命中精度大大提高，當時，火箭幾乎讓位於火炮。隨後，工業和科學技術水平不斷提高，使火箭技術得到新的發展，從而逐步發展成今天的火箭武器。但是，由於火箭和火炮各自的優缺點，在不同的套用領域中，誰也無法排擠掉誰，取而代之。因為炮彈是在密閉的炮膛中發射，火藥產生的能量，較充分地轉化為炮彈前進的動能；對於火箭，推進劑產生的能量只有一部分是推進火箭的動能，高速噴氣本身所具備的動能無益地耗散了。因此，在一定的火炮初速範圍內（大約每秒一千五百米），發射一枚威力相同的炮彈比發射一枚火箭的成本低得多。另方面，火炮的射擊精度比無控火箭高得多，但它又不及火箭的射擊密集度高。再就是要繼續提高炮彈的初速，則受“極限速度”的限制，就是說無論裝多少發射藥，炮彈也超不過這個“極限速度”。極限速度的理論值約為每秒三千米左右。理論上的這個極限速度，可以這樣理解：彈丸在炮膛中的運動是由火藥氣體推動的，所以彈丸的速度不可能超過氣體膨脹的速度，而後者是有極限的。但是，火箭卻無“極限速度”限制，只要合理地設計火箭的級數並由它們攜帶相應的推進劑提供動能，就可以持續加速，射程也不受限制。因此，二者相比，火炮的主要優點在於射擊精度較高，在一定初速範圍內比威力相同的無控火箭的成本低得多，主要弱點是結構較重；火箭的主要優點在於射程不受限制，結構簡單，主要弱點是射擊精度較低，在一定速度條件下，成本較高。如把兩者結合，做到互補各自的不足，發揮各自的優點，則是可取的。於是出現了火炮發射火箭的構想。

明朝人趙士禎一五九八年（神宗萬曆二十六年）曾發明了一種發射火箭的武器叫“火箭溜”，它可以任意地給火箭一定的射向和角度，使發射的火箭不致偏斜，提高了火箭的命中精度，是現今炮射火箭雛形的一種構想。

二次大戰前，國外也曾研究過炮射火箭助推彈，由於增程效果、射擊精度等一些技術問題未能解決，曾認為發展這種彈是不切實際的想法。但到五十年代末，國外又開始了這方面的研究試驗工作，直到七十年代初解決了一些技術問題，這一工作才有所進展，並作為一個研究成果用於部隊實戰中。

原理與組成

炮射火箭，就是用火炮發射火箭。整個武器系統主要由火炮和火箭組成。火箭由人工或機械裝入火炮，火炮承載著火箭和發射藥。火炮擊發，火箭受發射火藥氣體的推動飛出炮口，飛離炮口一定時間，火箭發動機點火，推動火箭飛向目標。

這裡有兩個不同的含義應加以區別。即炮射火箭（又稱火炮助推火箭）和炮射火箭彈（又稱炮射火箭助推彈或火箭增程彈）的不同含義。從飛行器的增速講，炮射火箭從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與初速相比，是同一數量級或更大些。從力學上講，炮射火箭具有較高的質量比和總推力。而炮射火箭彈是依賴炮射獲得主要速度，再從火箭推力得到很小的增速。從機械上講，火箭彈意味著在厚壁殼體中加一個小火箭藥柱，以推進重的有效載荷。但作為一般性了解，這裡仍統稱炮射火箭。

發射火箭的火炮，可以是線膛炮，也可以是滑膛炮。飛行器主要由火箭發動機和有效載荷（如戰鬥部、測量儀器等）組成。為保證命中精度，通常採用折迭（或固定）尾翼的穩定機構，或旋轉穩定或者旋轉——尾翼穩定。

特 點

由於火炮發射是一個極為猛烈的加速過程，用火炮發射的火箭所承受的瞬間載荷比通常的火箭要大數百倍，所以炮射火箭的關鍵是解決火箭在炮膛內承受高加速度的結構問題。

因為固體火箭發動機具有構造簡單、結構重量輕，可靠性高，使用方便，成本低，工作時間短等特點，因此炮射火箭目前主要採用固體火箭發動機作動力裝置。

普通火箭的加速度過載只有幾十克到二百克左右，而炮射時，火箭的加速度過載則有幾千克到上萬克。但是，固體火箭發動機藥柱的機械強度較低，在高加速度過載的情況下容易破裂，從而導致發動機產生故障，甚至使整個火箭中途發生爆炸。為了解決這個問題，一方面要改進藥柱的設計及組份，以提高機械強度；另外可對藥柱採用支承方法，以解決承受高加速度問題。支承技術的採用，是炮射火箭的一個重要特點。

藥柱破裂問題解決後，火箭在什麼時候點火呢？這是一個需要解決的問題。對炮射火箭助推彈來說，如果選擇適當，可獲得最大射程，還可使不同射程內的射彈散布最小。實驗表明，應在普通彈的彈道最高點使炮射火箭的發動機點火，可獲最佳增程效果。

發動機點火後，為了達到良好的射擊精度，就要保持飛行器的的飛行穩定，而飛行穩定則可藉助尾翼裝置獲得。炮射火箭的尾翼裝置可分為固定尾翼和折迭尾翼。固定尾翼的外緣直徑與炮管口徑相等，通常用於次口徑彈；折迭尾翼是適應火箭從炮管內飛出而設計的，尾翼的外緣直徑大於炮管口徑（如氣動折迭尾翼），當火箭未飛出炮口時，尾翼折迭嵌入彈體內；在火炮擊發，火箭飛出炮口後，嵌入的折迭尾翼打開，控制火箭穩定飛行。但是，用線膛炮發射的火箭助推彈，有的不用尾翼機構，而用膛線造成彈體旋轉，以保持飛行穩定。

為經受住火炮發射時的高加速度和彈體出炮口時的應力，還應考慮炮射火箭殼體的強度。辦法之一是加厚殼壁，但質量比不高，火箭性能不佳。因此要選用重量輕、比強度和比剛度很高的材料做殼體，例如玻璃纖維纏繞殼體。這就可做成高質量比火箭，從而可多攜帶有效載荷。但是，戰術用的炮射火箭助推彈，對質量比的要求不如多級炮射火箭高。例如，有一種一零五毫米的炮射火箭助推彈，用鎳、鉻、鉬合金鋼做殼體，這是一種重型鋼質殼體，質量比不高，但它還是可以做戰術武器使用。

在選用火炮方面，為了使用現有的大量制式火炮，目前生產的炮射火箭助推彈，可以分別在這些炮中使用。但是在研製新式火炮時，其炮管長度通常比老式的要長些。因為適當加長炮管，可提高火炮初速，從而增大射程。但是用大口徑炮發射多級火箭時，這種火炮就不屬於常規火炮了。它好似一個滑膛的高壓管子。有一種近似經驗法認為，有效載荷的重量和這種大口徑炮管直徑的三次方（炮管長為口徑的倍數不變）成正比。所以炮管直徑加倍，則有效載荷增到八倍。但是，膛內最大加速度和炮管直徑成反比，炮管直徑加倍，則最大加速度減半。

用 途

大體上，大炮口徑在四十毫米以上，目前有可能使用炮射火箭。現在許多國家已經把炮射火箭作為制式彈裝備部隊，在榴彈炮、加農炮、迫擊炮、海軍炮、航空炮等中使用。國外的試驗分析認為，大口徑炮發射炮射火箭，相當於射程很遠的飛彈，用它代替反艦飛彈，在射程和成本上都是可取的。至於在其他一些領域中的使用，大致上還處在進一步探討中。但是從現有的探討可以看出，套用範圍還是較為寬廣。就是在空間科學方面，也有不少人在做套用工作，為火箭技術和火炮技術的結合開闢道路。

綜上所述，炮射火箭的出現與它的軍事用途分不開。在軍事上的使用又與它有一定的可取之處相聯繫。例如，炮射火箭助推彈和普通炮彈相比，在不增大膛壓的條件下增大了射程，改進了彈道低伸程度，縮短了彈丸的飛行時間，因而有利於提高命中率。如果研製新型火炮採用此彈，則可減少炮口能量，減輕炮重，因而可解決射程與火炮重量之間的一些矛盾，對提高機動性有利。