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军舰垂直发射导弹时,如何应对高温火焰对导弹的烧蚀?

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干练水手

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发表于 2019-12-26 04:58 | 显示全部楼层 |阅读模式

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垂直发射系统(VLS)是现代军舰导弹攻击快速化、多批次、全方位的重要装备,也是衡量一艘舰艇先进与否的标志之一。像美国的MK-41,欧洲的“席尔瓦”、“海狼”,俄罗斯的“里夫-M”等都是非常有代表性的先进垂发系统。我国导弹垂发技术也同样位居世界先进行列。

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垂直发射系统内部装着很多导弹,发射时产生高温、高压燃气流及大量火焰,对安全性要求很高,哪个环节出问题都会导致严重后果。

2018年6月,德国海军F-124型护卫舰“萨克森”号在演习中用MK-41垂发系统发射“标准-2”防空导弹出现意外。导弹点火后未能飞出,在熊熊大火中炙烤了52秒!

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所幸冷却喷淋系统及时启动,最终只是烧毁了相邻发射舱盖和舰桥前窗。若导弹被高温引爆,那整艘舰艇将荡然无存。

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所以如何妥善的处理发射时的高温、高压是成熟垂发系统的必要条件。

导弹垂直发射有两种:一种是冷发射,一种是热发射。

冷发射靠发射箱底部的燃气发生器产生高压燃气,将导弹弹射出去,然后在空中点火。这种发射方式要求导弹和发射箱承受较高压力,但弹射过程中不点火,不存在高温火焰烧蚀的危险。

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冷发射要防止导弹空中点火失败落下来砸舰,所以发射装置有一定的倾斜角,确保导弹点火失败后落到海里,而不会砸到军舰上。

热发射又叫自力发射,导弹在发射箱内点火,依靠自身动力飞出去。在发射过程中伴随着高温火焰和浓烟,导弹和发射箱要承受高温、高压燃气流烧蚀,对系统要求很高。

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但这种发射速度快、效率高,有不可替代的优点,尤其是在中近程防空导弹,反舰/反潜导弹上使用效果较好。
为防止火焰烧蚀,热发射准备了多种应对手段。以美军广泛使用的MK-41垂发系统为例:

1、导弹设计之初就考虑了耐高温、高压特性。一是外壳用耐高温材料制成,二是战斗部炸药采用耐高温、耐冲击的钝感炸药,符合高技术标准。在一定范围内受慢烤燃、快烤燃及弹片撞击也不会引爆,保证了安全。

2、贮运发射箱既是存储装置也是发射导轨,采用“前穿-通、后吹破”式箱盖设计。前穿通箱盖由耐高温玻璃纤维材料制成,能承受相邻导弹发射时的高温和高压气流冲击。

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▲排导系统与共用烟道

发射箱上盖的闭锁系统与导弹点火程序相连,闭锁机构摩擦力小于导弹推力。点火程序一启动上盖就自动打开,如遇到故障打不开,导弹也能凭自身动力顶开上盖,减小箱内起火概率。

发射箱底盖能分成4瓣,点火后箱内压力增加到一定程度就被燃气吹开,将高温气流和火焰排导出去。底盖再往下是自动开闭门,点火时燃气流吹开自动门进入烟道;压力减小后自动门关闭,阻止邻近导弹发射的燃气流涌入。

3、MK-41系统标准模块中,8个贮运发射箱共用1个排气通风系统和烟道。排导装置内部覆盖耐烧蚀衬里,至少64次发射无须更换。

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▲贮运发射箱换装

4、MK-41系统中每一个发射箱都有单独冷却喷淋装置,与冲水分配管道相接,是导弹的“安全守卫神”。

当导弹温度过高或意外点火时,喷淋系统迅速启动向导弹喷水降低温度,每分钟可以喷出176升水。喷出的水既要吸收燃气热能,又要控制在一定量内,避免过量水蒸气压力过大而爆炸。

5、现在新型的同心贮运发射筒,降低发射温度效果更好。它由内外双筒组成,两筒间的空隙形成独立排烟道。

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▲同心贮运发射筒结构

但排烟道并不是直上直下的,中间有一段狭窄缩进区域,形成与火箭“拉瓦尔喷管”原理相同结构。高温燃气流经过狭窄缩进区域时,被加速到超音速再膨胀作功,由此降低温度,使排烟口处的温度降低了30%。和风漫谈原创,禁止抄袭。

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▲拉瓦尔喷管结构

综上,通过以上种种安全措施,导弹就能不惧火焰和高温的考验快速发射,达到很高的成功率。

和风漫谈原创文字,欢迎关注。图片来自网络,个人观点,仅供参考。
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