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我们知道空空导弹采用的是固体火箭发动机,它的优点是结构简单、可以长期贮存,特别是不需要吸气,因此整体气动设计比较简单,不需要考虑进气口、进气道及弹身一体设计的问题,所以被广泛的使用,但是它的缺点就非常明显,就是需要氧化剂来帮助燃料进行燃烧,这样就会造成一个问题,那就是导弹重量一部分被用于安装氧化剂,等于增加导弹的空重,并且射程越远,这个缺点就越明显,象AIM-54这样的远程空空导弹,它的重量已经超过400公斤,这样庞大的导弹不但降低了自己的性能,还影响了载机的性能。

  重量并不是制约固体火箭发动机射程唯一的问题,燃料缺乏控制则是另外一个问题,我们知道固体火箭发动机的燃料则于瞬时燃料,它的燃烧时间较短,这样的话导弹在弹道飞行初期可能就耗尽全部燃料,余下只能依靠惯性飞行,所以当抵达弹道末段的时候,能量已经比较有限,难以打击机动性能较高的目标,虽然出现了双推发动机,它是将药柱的燃面做相应的变化,在弹道早期用较大的推力来让导弹加速,然后用一个较小的推力来维持导弹的速度,以提高发动机的工作时间,降低导弹能量损失速度,双推发动机的性能虽然有所改善,但是仍旧没有从根本上解决问题,采用这种发动机的AIM-120射程号称上百,但是在实战中飞行员发射距离几乎没有超过40公里,以期获得较好的命中率。


因此想提高导弹的射程,在弹道末段仍旧能够保持较好的机动性能,又不想让导弹的重量迅速增加,冲压发动机显然是必不可少,因为冲压发动机属于吸气式发动机,它不需要配备氧化剂,因此可以有效的降低导弹的空重,从相关资料来看,我国霹雳-21采用的是固体燃料冲压发动机,它的优点是结构相对比较简单,可靠性较高,特别是利用贫氧推进剂燃烧所产生的高温富燃燃气做为冲压补燃室的强大火源。在外界大气条件和飞行姿态变化时不会造成熄火,可使导弹在较大攻角下工作增加了导弹的机动性。不过它的缺点就是能量较低,燃气流不容易调节,推力控制不便等。流星导弹使用进气道内的阀门来调节燃气发生器喷管的喉道面积,从而改善燃烧室内的燃烧状况,它的燃气量最大调节比例大约是10:1。

  冲压发动机可以利用空气中的氧气降低自身的重量,但是也需要设计相应的进气道以及实现进气道/弹身的一体化,以得到较好的总压恢复比,保证发动机能够正常的工作,笔者注意到小新特务那张图片上霹雳-21采用的应该是肋下两侧进气道,类似于流星的设计,而不是R-77M-PD的X布置四进气道布局。从各国的经验来看,X布置的四进气道布局的优点是控制技术比较简单,因此对于制导与自动飞行系统的要求较小,另外在攻角不大的情况下,可以提供较好的进气质量,有助发动机工作的稳定,但是它的缺点就是随着攻角的增加,进气质量会迅速下降,这是因为总会有两个进气道处于弹身背风面,这样的话就降低它的总压恢复,从而影响发动机的状态,这样就会降低导弹的性能,尤其是机动性能,所以X布置四进气道比较适合飞行包线较为狭窄导弹,如反舰导弹,而不适合对于机动性能要求较高的导弹,如中远程空空导弹。

 

  肋下双气进道的布局的优点一个是进气道均处于迎风面,可以提供比较好的进气效率,同时可以利用弹身对气流进行预先压缩,也可以改装进气道效率,这样导弹进行大攻角飞行的时候,其能量损失就大为减少,有助于提高导弹的大机动能力,另外霹雳-21的进气道采用了方形,而不是圆形,这种设计可以让进气道在一定意义上可以起到弹翼的作用,有利于提高导弹的升力,从而进一步提高导弹的机动性能。


另外一个不确定的细节,就是霹雳-21似乎只有弹体尾部的弹舵,而没有弹翼,这个与流星似乎也相仿,无弹翼布局的导弹优点是平飞阻力小,隐身性能好,横向尺寸小,适装性能好,尤其是第四代战斗机的弹舱空间有限,这一点比较有意义,但是没有弹翼,意味着导弹缺少一个升力面,相应的升力减少,另外导弹空气动力呈现非线性,对于飞控要求较高。不过冲压发动机工作时间较长,导弹的平均速度较高,加上矩形进气道可以在一定意义上担负弹翼的功能,也可以做一个补充,所以霹雳-21未来会采用什么样的布局显然是一个件令人感兴趣的事情。

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