杂谈20240627,米卡导弹补遗,怪蛇4和5,30年磨洋工之IDF教练机,

文摘   2024-06-27 19:31   云南  

昨天费力不讨好的写了米卡导弹和一堆导弹的比较,结果发现,自己累,观众也累,以后不太想继续这种话题了,但是还留下了点尾巴,得最终补充一下。


#米卡导弹和AIM-9X导弹补遗

昨天写到了导弹气动布局的对比,就一个很尖锐的问题,设计师为啥选择窄边条翼,还有选择鸭翼这些,鸭翼的暂时不提了,9X也是正常布局,前面的鸭翼其实是固定的。

请教了一些比较资深的朋友,回答大致如下:

对于超音速导弹而言,选择窄边条翼或者三角翼,总体差别不大,阻力也好,升力也罢,主要起作用的还是弹翼面积,面积越大升力越大,这是一个绝对指标,假如硬要说区别,那就是三角翼的高速阻力稍小。

这是米卡导弹的红外成像改型,这种布局成了新时代的世界潮流是有原因的,最大的原因是阻力小,但是弹翼面积足够大,能够支持高机动,这是最朴素的道理,而且这种比较长的边条,也可以作为导弹内部压力最高的发动机区域结构加强措施,这是一个很巧妙的设计。

按照某些非主流资料,米卡导弹的发动机,直径比较大,而且长度不小,比冲很大,仅次于AIM-120A,外加头部红外导引头极度压缩球头尺寸降低阻力,所以该导弹具有很远的射程,接近40km,几乎是我们霹雳10的两倍,这就是细节的魔力。

新一代近距格斗空空导弹设计中,AIM-9X的导引头和米卡IR导弹的导引头,尺寸非常小,大体就弹径的一半,而且9X导弹直径只有127mm,实际尺寸更小,就这一点而言,美国人在导引头的实力真是无敌,尺寸小,成像质量高,探测距离远,抗干扰能力强

这也是美国从二战开始,疯狂投资传感器/导引头带来的福利,几十年持续不断的高强度投资,这是必然的结果,后来追赶的要成功,也是这一条路,法国人如此,我们中国也避免不了。

中国霹雳10空空导弹,虽然采用了类似的红外成像导引头,也是128X128阵元,但是球头太大,几乎是米卡和9X的2倍多,这种设计带来了较大的阻力,所以射程上不去,反过来说,德国人卡死在红外成像阵面上,换线阵,我们则卡死在粗笨的光学系统上,框架尺寸做的过大,假如米卡和9X算是一代的话,德国人算是半代,我们的设计算是做到了0.9代,具备了全功能,但是阻力影响比较大。

另外一个离谱的是,美国和法国的发动机优势:

美国的火箭发动机技术直在世界 上居于领先地位,小直径小重量的发动机总是能提供比其它国家更多的能量,AIM- 9 X使用的MK 36mod1l型火箭发动机可以提供68000牛/秒的总冲,双推力体制,助推段推力高达3277daN,续航推力约1200daN,总燃烧时间越过8秒,也有数据说是6.8秒。由于AIM - 9X的阻力小,尽管有燃气舵的损耗,这具发动机仍然可以赋与它和AIM -9M相似的动力射程,和具有7000牛.米/秒总冲的R-73导弹相比,尽管导弹动力较小,但截面积和弹冀展长小导致阻力只有R- 73的一半,加上成像体制的远程探测的优势,AIM -9X拥有对R -73压倒性的优势,比如迎头攻击,AIM-9X最大射程为6千米,而R -73仅2千米,锁定角150°时,AIM-9X射程可以达到12千米,而R-73仅为8千米不到。

米卡和AIM120导弹的气动布局选择

法国人搞米卡的时候,为啥不采用AIM120的路子,采用三角翼设计,却搞了标准类似的梯形弹翼?

三角翼不是升力阻力好,而是系数好看点,但是你要是把弹翼的面积算进去呢?120设计导弹的时候,已经意识到弹翼产生的升力已经无法和弹体产生的升力匹敌了,它的弹翼更多的是调整导弹的气动中心的作用,本身的升力特性几乎可以忽略不记。

相对而言,那个时期选择大边条翼的,是相对保守的设计策略,气动上还是更强调弹翼的作用,边条翼有增强弹体的作用,这个在火箭燃空后对导弹意义重大,另外边条翼的低速下限性能还是明显好很多。

麻雀导弹和哈姆导弹,可以看到哈姆导弹极度增加了弹翼面积,弹翼还是全动的,安装在接近重心位置,这是方便快速转向的设计。

上图是小牛和霍克导弹,这是上世纪50-60年代设计的导弹,弹翼面积都比较大,后续的导弹弹翼面积都大幅度缩小

三角弹翼要想起作用,要么象麻雀,哈姆这类,弹翼翼展够大,面积够,要么就像小牛,霍克这种把面积堆够。

9X的设计有些别的东西,和120还不一样,120考虑的主要是燃空后,9X考虑的更复杂,虽然弹翼还在原来舵位置,但是原理和性能完全不同了,光杆弹的升力靠什么?

靠不对称气流和伯努利效应的滚转效应,9X的弹翼其实可以看作三翼面的前翼面,弹体是独立的气动面,9X前翼的扰动气流对弹体是有滚转和缠绕气流双重作用的,事实上增强了导弹弹体的升力,同时还避免了光杆弹滚转方向和机动方向矛盾时的升力陷阱。

总体来说,新一代高速空空导弹,弹体升力都很大,不管是米卡类型的还是9X类型的,弹翼面积都不大,更离谱的是,英国的AIM132,直接取消弹翼,依靠弹身抬头的升力,和更粗更长火箭发动机推力吃饭,也是一个路子。

#怪蛇导弹乱弹。

这是以色列人的怪蛇4空空导弹,假如要说丑,新一代近距格斗导弹中,它最丑,没有之一,该导弹采用了非常复杂的舵面设计,最前方导引头之后,就是两排三角翼,其中前面三角翼是固定的做整流作用,后面一排三角翼是操纵的,就做俯仰和侧滑机动。

弹体中间还有一对非常窄的后掠翼,单独控制导弹的滚转,这也是世界第一个,弹体后方,则是一排边条加强弹体发动机部位,最后则是4个貌似弹翼的东西,其实学法国魔术导弹的套筒设计,本身不受力。

就这个角度来说,以色列人的舵机能力也差,气动掌握上,也比较好玩,嫌弃推力矢量消耗发动机燃料,用复杂的气动来弥补机动性,而且该导弹也是西方世界第一款和头盔瞄准器一起服役的产品,1992年就服役,这个导弹配套头盔DASH也向中国推销过,价格过于昂贵,我们放弃了,最终等了20年,就是霹雳10空空导弹。

以色列人在军事技术上的鼻子超级灵敏,比美国动作更快,上世纪80年代就快速行动起来,他们在头盔瞄准具上取得的成果也很早,外界总体评价很高。

该导弹射程大于15km,作战最大高度20km(挂在F-15战斗机上),最大速度M3,最大过载40G,和后来主流的推力矢量导弹50G差距不大。

采用了红外焦平面导引头,但是设计制造时间太早,成像质量比较渣,破片战斗机11kg和响尾蛇9L相同,弹重105kg,直径160mm,长度3米,弹翼3翼展50mm,这可以算是以色列应急科研应对米格29/R-73的结果,谁都想不到,苏联解体了,这个导弹也失去了对抗的目标。

中间是怪蛇4近距格斗导弹,右侧是怪蛇5中距雷达制导空空导弹,主要区别就是雷达头换红外头,取消了一排前方整流三角翼,以及后体的整流加强边条,但是滚转还是依靠那一对很扎眼的筷子类型舵面,看着很丑。

2000年后,欧美都开始大力发展新一代格斗导弹,以色列出来的太早,技术部件和总体设计都显得比较落伍,所以推销效果也一般般,后来基于怪蛇4基础开发了雷达导引头的怪蛇5,气动设计就没有那么疯狂,做了大幅度简化。

作为一个小国,他们在武器上可以算是极致的精打细算,保留了原来的火箭发动机,和导弹直径,换了小巧的雷达头,舵面作了简化,这就是怪蛇5,可以算是新一代雷达制导空空导弹射程最近的一个,早期以色列人还声称,不需要数据链。

援助过分强,也是一大祸害,以色列的空空导弹技术就被压制了,国内大量的美制战斗机,都无条件采用美制导弹,开发新一代导弹和AIM-120竞标,那是疯了,他们自己没先进战斗机可卖,不可能带动的,这就是小国的限制。

后来这个雷达导引头的技术,传播到了铁穹导弹上,废物继续利用,可以算是新一代中距导弹中,直径最小的一个,他们才160mm,美国178mm,中国203mm,俄罗斯200mm,这种套路和法国的米卡如出一辙,好处是快速出货,但是坏处也多,极大的妨碍 导弹的对远距离目标的射击,AIM120和中国的霹雳12,早期射程并不好,大约就是50-60km,后期不断优化,射程也不断加强,极限射程超过200km,由于以色列有上百亿无偿美元援助,可以无限制获得AIM-120空空导弹,所以怪蛇5导弹的开发,基本等于纯外销,能忽悠一家是一家。

在外销上,远远不如美国AIM120好,这是技术全面的落后,缺乏强大小巧的舵机,就很难混,这是机载空空导弹的一个难点,迫于导弹总体尺寸重量的限制,使得舵机尺寸和重量限制很死,而且要求高功率高可靠性,这也是吃这碗饭必须的核心技术。

怪蛇导弹其实之前还有怪蛇3,大力出奇迹,简单放大了响尾蛇导弹得到的怪物,中国引进,火箭发动机很粗,导引头也有些新意(美国拿到的技术),之前是更早是山寨货色蜻蜓1和2,没啥可说的。

如何评价以色列的空空导弹,应该说,他们还是有能人,但是比较容易走偏,和美国的型号相比,显得比较low,短平快赚钱是他们的传统,干活粗糙点,不寒碜,新一代武器研发费用昂贵,他们也是能躲就躲,找一些低投资的项目搞快速回款。

总体来说,以色列军工很有自己的一套,外销很有名,设计师水平不错,但是这个也有一半欧美几乎无条件支援的背景,尤其美国,大部分技术和部件都可以低价快速到手,这是他们不断出彩的关键,中国则不同,没有这个命,偶尔外面搞点小东西回来,大部分还得自己认真一点点摸索,起点差,但是后续发展潜力大,所有军事技术全面开工,追赶美帝,这不是以色列这种体量的国家能比的。

#IDF教练机:除了颜值

让我们看看,汉翔公司30年后的杰作,IDF教练机,这个飞机设计很有意思,后座特别低矮,基本延续了F-16D的传统,同时要注意到,该机风挡圈子是美国上世纪70-80年代F15A最早使用的红漆,这么久了工艺还没有更新,算是直接冻在80年代不走。

这个飞机的外形,大家可以看得比较清楚,机头很长很细,机身也是如此,这也是设计师考虑到发动机推力不足,做的选择,该机的雷达直径估计在500mm量级,不如枭龙,更不如歼10等。

认真看,可以看到该机的D型倾斜进气道,算是比较早的皮托管,这飞机虽然采用了双发设计,但是极度的限制了发动机的直径,还有机身横截面,长细比选择比普通飞机更大,带来了更小的阻力。

飞起来的样子,可以看到飞的外形流线很好,尾部还有个钩子,特别注意,飞机后机身疯狂的向后收缩,这也是发动机尺寸很小,带来的优势,这种设计,可以带来很小的尾部阻力,尾部阻力大约占战斗机的30-40%。

该机的机身和进气道做了比较好的协调,边条和中机身有个比较明显的椭圆弧线,和进气道完美吻合,这些也是美国通用动力设计师的经验,这些细节能看出功底。

该机的最大特色是外表很漂亮,颜值很难打,90年代武器很强悍,但是现在嘛,也就剩下颜值了。

最近些年,该机可能迎来一波升级,相控阵雷达和更新一代空空导弹,总体来看,于事无补。

尾部可以看到向下倾斜的平尾,也是F16的残余,总体而言,这是采用F-16的核心技术,打造的一款小型两侧三代机,虽然发动机推力严重不足,但是该机还是达到了惊人的2马赫,可以看到美国设计的功底。

最近30年,美国大量倾销F-16还有法国的幻影2000,直接卡死了IDF的发展之路,30年几乎分毫不动,过度依靠外部势力做强做大的,势必影响本身发展,可以说2000年之前,空中优势不在我们这里。

2000年后空中优势天平开始向我们倾斜,2020年后,他们的空军基本不能叫空军了。

在这里也特别注意到,人生发展过程中,贵人相助是一个可遇不可求的大事,但是也要注意,这个贵人也不可能一直相助,所以,自己要努力!

PS:手腕疼了,休息!

大水来
航空技术爱好者,哲学爱好者
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