飛彈機載發射技術

飛彈機載發射技術是飛彈由飛機(或直升機)，攜帶在空中發射的技術。飛彈機載發射技術是一項比較複雜的飛彈發射技術，隨飛機和飛彈的利類不同，而要解決的問題也不同。發射飛彈對周圍的安全是有影響的。飛機本身是個脆弱的載體，而機上又有飛行人員。因此，機載飛彈發射必須在保證飛機和人員安全的前提下完成。

基本介紹

• 中文名：飛彈機載發射技術
• 外文名：missile aircraft-launching technology
• 學科：航空工程
• 領域：工程技術

簡介

飛彈機載發射技術是飛彈由飛機(或直升機)，攜帶在空中發射的技術。飛彈機載發射技術是一項比較複雜的飛彈發射技術，隨飛機和飛彈的利類不同，而要解決的問題也不同。發射飛彈對周圍的安全是有影響的。飛機本身是個脆弱的載體，而機上又有飛行人員。因此，機載飛彈發射必須在保證飛機和人員安全的前提下完成。

第一，要保證飛彈離開飛機時不會碰撞飛機，直接威脅飛機的安全。採取的具體指施是，飛彈投放後的短時問內，要保持飛彈的姿態不變，飛彈靠自身的重力下落到一定距離或者飛機把飛彈彈射出一定距離後飛彈發動機再點火工作。

第二，飛彈點火飛行時飛彈發動機的氣流不要噴射到飛機發動機的進氣口，以保證飛機發動機正常工作。方法是飛彈發動機設離開可能危及飛機安全的區域時不點火，待飛彈滑到安全區時，發動機再點火飛行。有的飛彈上有慣性導航系統，但需要載機提供位置和姿態的準確數值給飛彈作基準，協助飛彈上的慣性導航系統完成動基座對準以後發射飛彈，此時飛彈發射對飛機的姿態要求就主要考慮機彈分離的安全性了。而對於彈上沒有慣性導骯系統的飛彈，就對發射飛彈時的飛機姿態要求比較嚴格，如要求飛機的俯仰角在陀螺開鎖時為a±1°，飛彈發射時的俯仰角為a±1.5°(a為一個常數)。 為此，飛彈發射時需要調整飛機的俯仰角，以滿足飛彈發射姿態的要求。飛機的機翼角變形會達到士(2°~5°)，而有的機冀吊掛飛彈不允許有如此大的角度誤差，所以飛機還必須測量出此角度並裝定到飛彈上。一架飛機掛4枚以上(每個機翼上兩枚以上)飛彈時，要求兩個機翼上的飛彈交替發射，不能先發射完一邊再發射另一邊。由此可見，機載飛彈發射技術有許多特點需要在設計上考慮。

國外機載飛彈發射系統

機載飛彈發射系統是現代飛機/飛彈武器系統的一個重要組成部分，它將隨飛機飛彈系統的發展而協調和同步地發展。如隨著第三代戰鬥機的超音速機動、超音速巡航、隱身、快速遠距捕獲目標，以及突襲和多月標攻擊等戰技性能的實現；隨著新一代機載飛彈的採用，使超視距、全方位和全天侯作戰方式已成可能，就必然要求發射系統同步地發展，以適應全武器系統發展的需要。也因為這樣，長期存在的機載飛彈發射系統遠遠落後于飛機飛彈發展的局面有了較大的改觀，許多軍事大國都投入相當的人力和物力去研製與第三代飛機/飛彈武器系統相適應的先進的發射系統。

促進機載飛彈發射系統的主要因素

（1）飛機減阻和隱身的需要

根據分析和預測，超視距作戰將是未來要求飛機本身一定要具備超音速機動、巡航和隱身的基本條件，而且還要求機載武器系統的每個環節都要最大限度地挖掘設計潛力、提高性能。機載飛彈發射系統顯然要在減阻和隱身要求上儘量降低對飛機性能的損失，因而必將促使研製保形、低阻和小雷達反射截面的發射系統。另外，視距內的近距格鬥也是未來空戰的另一種重要形式，它要求作戰飛機不僅尾追、迎頭或側面攻擊目標，還應能在任意姿態下，以任意過載條件發射飛彈。因此，要求作戰飛機不僅載有多種武器和多位置配置，還要採用多種飛彈發射方式。這樣，將促進研製先進的多種發射方式(彈射、導軌或投放式)的發射系統。

（2）飛彈懸掛和發射的要求

到本世紀末，將發展三全(全天侯、全方位和全高度)和多型(發射後不管、中程攔射和近距格鬥)機載飛彈。它們不僅制導原理、氣動外形、重量和接口各異，而且其初始制導和離機參數要求也不相同。它們不僅要在機內“全埋”、機身下“半埋”和機翼下外掛，而且還要以不同的發射方式離機。為適應和滿足這些要求，不僅要研製和設計導軌發射裝置，還要研製和發展彈射發射裝墅和投放發射裝置。

（3）外掛武器管理和接口的要求

現代空戰需要對飛機及其配裝的飛彈、火箭和炸彈等武器系統進行全面的控制，並要監視它們的發射或投放，從而產生了外掛武器管理系統(SMS)。由於這種系統的採用，將對機載飛彈發射系統的設計提出特殊的要求。首先要求飛機、飛彈和發射系統具有標準的武器接口。這種武器接口標準化要求，對發射系統的設計和發展是一種促進和原動力，同時，標準化接口的實現，也必然會把機載飛彈的裝機使用通用化提高到一個新的水準。

彈射發射方式與飛機和飛彈的關係

1.與飛機的關係

(1)飛機安裝和運載飛彈以及發射飛彈後，飛機的氣動外形、重量、重心位置和慣矩都要發生變化，特別是飛彈較重、體積較大和離載機重心位置較遠安裝時，變化更大。這種變化對載機飛行品質的影響不容忽視，如降低航速、載機的操縱性和穩定性變壞。外掛後，若相對機翼前緣和水平尾翼的位置不合理，會明顯影響載機的縱向穩定性和抖動特性。為克服這些影響，應合理調整飛彈的配置位置和安裝形式，如採取半埋安裝或保形安裝形式。

在半埋安裝或保形安裝時，飛彈將部分地或完全埋在載機形廓之內。在這種安裝情況下， 為使飛彈能搜尋和跟蹤月標並保證能使飛彈發射離機，只有兩種技術途徑可取:

①用伸縮式發射裝置。在飛彈發射前，將其伸出機體外，發射飛彈後再縮回機體內。這種裝置結構較為複雜，要求占據的機內空間較大。因此，國內外尚無套用實例。

②用彈射發射裝置，彈射發射飛彈。

載機發射飛彈後，大量的燃氣可能進入載機發動機進氣道。由於燃氣的氣動力、熱力和化學成分的作用，將對載機發動機的工作穩定性產生顯著的影響，其影響程度稱因發射條件、載機發動機的喘振穩定裕度，以及飛彈尾噴流場參數的不同而有很大的差異。為防止和削弱飛彈尾噴燃氣流對載機的有害作用，避免空中熄火停車，除合理配置飛彈安裝位置，提高載機發動機的喘振穩定裕度和防止燃燒室火焰中斷外，最有效的技術措施莫過於採用彈射式發射飛彈了。

(2)飛彈發射離機瞬間的姿態直接影響其分離特性、載機的飛行安全和飛彈的戰術效果。

從保證載機的戰術效果來說，發射飛彈時，不僅要求飛彈與載機安全分離， 而且嬰求飛彈合格分離。但由於發射飛彈時，載機的機動效應和干擾流場效應，飛彈分離問題已變得越來越複雜。由於載機千擾流場的影響飛彈的航跡飄浮不定；高機翼和直邊條機身產生的千擾流場，會使飛彈移向機身下的載機中心。

因此，應克服和削弱這種千擾流場效應。採取的技術措施是：合理地配罵在機上的安裝位置，在安裝位咒上飛彈應盡最外邊；儘可能採用導軌式發射方式等。如果上述措施仍達不到要求的分離效果，則需採用彈射式發射方式，以使飛彈迅速離開載機的干擾流場，從而避免它對飛彈航跡的影響。

2.與飛彈的關係

(1)飛彈的重量

一般來說，合適的發射方式是根據飛彈的重量來選取的，重量輕的飛彈通常採用導軌式發射方式，而重量重的飛彈則常採用彈射式發射方式。國軍標《機載飛彈發射裝咒設計通用規範》規定:重量小於160公斤的飛彈通常採用導軌式發射，重最大於360公斤的飛彈，通常採用彈射式發射，而重量為160~360公斤的飛彈，既可採用導軌式發時，也可採用彈射式發射。

(2)飛彈的制導型式

為使飛彈發射離機後不“尖挖”，要求其初始航跡不超出飛彈制導系統所允許的航跡範圍。對紅外型飛彈，由於其視場們較小、允許發射條件較產，宜採用導軌式發射。而雷達型飛彈，飛彈離機後的“飛行航跡保持在機載制導系統要求的航跡範圍內比較容易，採用何種發射方式都行，包括採用彈射式發射。這樣就使飛機能在有限的武器掛點，上配裝多型飛彈，實現多種戰術用途。

機載武器

機載武器是指從”飛機上投射用於攻擊目標的武器裝備，包括常規的航空槍炮彈.炸彈.火箭彈等非制導武器.以及空空飛彈、空地飛彈、精確制導炸彈。機載巡航飛彈等制導武器，也包括正在發展的機載定向能(雷射波束)武器.機載動能武器等機載新概念武器。為了實現機載武器與載機的安全分離，完成機載武器的預定作戰任務，機載武器必須與發射系統和”飛機平台(含火控系統)密切配合。其中，機載武器發射系統作為關鍵子系統之一，在武器的發射過程中起著呈上啟下的重要作用，是作戰飛機完成作戰任務的不可或缺的能力之一的。強大的機載武器發射能力，取決於功能強、性能優的機載武器發射系統，以及先進、成熟的機載武器發射技術。

空空飛彈發射技術

空空飛彈發射裝置隨著戰鬥機的總體設計思想和總體技術的發展而發展，是機載武器系統的重要組成部分。縱觀空空飛彈發射技術的發展歷程，主要經歷了重力投放式、外掛導軌式.半埋式、保形彈艙式、外掛彈射式以及內埋彈射式等形式.其中外掛導軌式.外掛彈射式和內埋彈射式是現階段的主流發射形式。

自動化控制、先進材科研發和套用、結構靜強度/動強度研究、結構動力學、多體動力學、摩擦學、計算流體力學、結構疲勞與斷裂衝擊動力學、先進機構設計理論與技術、液壓傳動、傳熱學、可靠性、試驗模擬技術以及虛擬樣機仿真技術等。對於空空飛彈發射裝置，其總體組成可分為發射控制系統、飛彈掛飛結構系統、飛彈發射結構系統等，對於彈射發射還需要彈射動力系統。發射控制系統的主要功能是監測發射裝置狀態、控制發射時序對發射狀態進行反饋等；飛彈掛飛結構系統則用於掛飛時固定飛彈，並承受飛彈的過載力和氣動力。保證飛彈掛飛時的安全；飛彈發射結構系統用於發射時對飛彈進行運動約束及導向，保證飛彈良好的發射分離姿態；彈射動力系統是彈射發射裝置的彈射動力，為飛彈彈射提供能量。

空空飛彈發射理論和工程套用技術得到快速發展，但有關該領域的綜述性研究較少，多是對空空飛彈發射分離氣動流場以及噪聲等進行了一定綜述研究。