【天玑006】潜射弹道导弹之冠

发表于 2019-12-23 01:05

原创：星海坊主

潜射弹道导弹在设计过程中需要兼顾弹体在海水与空气两相中的运动。将整流罩设计为钝头可以满足增加内部容积的需要，也能降低导弹在水中航行时的形状阻力，但这一设计将增加导弹进入空气后飞行的气动阻力，不仅使气动加热更为严重还会对导弹射程等产生不利影响。

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为改善钝头对潜射弹道导弹总体性能带来的损失，洛克希德·马丁于上世纪70年代首次在“三叉戟Ⅰ”C4潜射弹道导弹引入了减阻杆的设计。减阻杆一般位于导弹顶部，为尖端带有圆盘、可以伸长的金属杆。“三叉戟Ⅰ”上的减阻杆共6节，收缩状态长约14英寸，可纳入整流罩中。

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“三叉戟Ⅰ”的减阻杆完全展开后长达4英尺，在激波与整流罩之间形成分离区，相当于增加了导弹的有效长细比，将弓形激波转化为斜激波，显著降低波后动压与焓值。这一结构将“三叉戟Ⅰ”在主动段高超声速飞行中的最大阻力降低约52%，延长其射程达300海里（约556公里）。

“三叉戟Ⅰ”的减阻杆于1978年开始产品可靠性试验。一年后，带有减阻杆的潜射弹道导弹开始在美国海军服役。“三叉戟Ⅰ”C4（右）的继任者，“三叉戟Ⅱ”D5（左）上也沿用了这一设计并于1990年进入现役。第二个在潜射弹道导弹采用减阻杆的国家是法国，其M51于2010年开始服役。

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因为对水下发射环境认识有限，我国现役潜射弹道导弹巨浪-2采用了较为保守的双头罩设计。为优化水下无动力运动过程中的稳定性其外头罩顶部为小高径比的锥形，进入空气后外头罩分离再露出内头罩以适应后续飞行。双头罩对导弹性能不友好，甚至影响战略核潜艇的指标。

10月12日，航天一院题为《胡振兴：为飞行器戴上“王冠”》的报道中首次公开了一“减阻装置”，并称其为“新一代高速飞行器”的“核心关键件”。该装置分为数“节”，各节之间存在“间隙”，可以“展开”，据此不难推测出其描述对象即为新一代潜射弹道导弹的减阻杆。

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胡振兴：为飞行器戴上“王冠”

发布时间 : 2019-10-12 来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

   新一代高速飞行器有个核心关键件——减阻装置，因其位于头部最顶端，常被人称为飞行器的“王冠”。火箭院总体设计部3室设计师胡振兴，就是这顶“王冠”的设计者，10年间，他的目标只有一个：为飞行器戴上轻质、高效的“王冠”。

   新手遇上大难题，拼了！

　　10年前，胡振兴还是个航天新兵，满腔都是要为航天事业拼搏的热情。一个阴雨连绵的黄昏，胡振兴接到组长电话：去泸州接手一项任务。他欣然前往，没想到的是，这项任务一接就是10年。

　　北京下小雨，目的地下着大雨，经历了飞机晚点、紧急备降的胡振兴，第二天清晨7点才到达目的地。时隔多年，回忆起来，他感叹，路途中风雨坎坷的经历，跟研制历程真像，逆风前行。一样的数次看到曙光又数次遇挫、一样的想尽办法、向目标冲刺。

　　等他到试验场时，最后一发试验刚刚做完，负责接洽的人跟他说，减阻装置每次展开完都要全部拆开后重装，功能性能仍需完善，各节间隙有些大，展开后有点儿晃，动频率不满足要求，这些问题都需要从根本上解决。

　　胡振兴把完成试验后的试验件和需要解决的问题接下来。从此，他和减阻装置开始了相伴10年的长跑。

   推倒数十个方案，透了!

　　该减阻装置是新型飞行器的核心关键件，工作过程涉及内弹道学、摩擦学、非线性多体动力学等多个学科，难度创同类产品之最！

　　“王冠”要想戴得好，强度是首先要解决的问题。由于减阻装置结构和受力的特殊性，强度很难准确计算，胡振兴用了数月时间，设计出第一个方案。满怀信心开展了静力试验，载荷还没加到预定范畴时，结构上的铆钉脱“孔”而出。

　　胡振兴非常震惊，但他没有时间气馁，没日没夜地分析测试数据，下决心一定要找到原因。虽然试验未通过，但胡振兴发现了传力路径的薄弱环节、获得了结构集中系数。这些结果，指导了机构改进设计，也让胡振兴的心沉下来，他深刻认识到，技术是严肃的，容不得半点考虑不周。

　　接下来的两年，胡振兴开展了一轮又一轮的方案设计分析，数十项设计方案一次次被否定，他们就一次次推倒重来。很多时候，他对着图纸琢磨，经常琢磨到深夜。通过对问题的理论机理及关键要素深度研究，攻克了一个个难点，减阻装置的强度、展开、复位功能先后顺利通过试验检验。

   地面试验成功，值了！

　　最难的是频率动特性设计，因指标设计不闭合，设计一度进入死胡同。接下来的5年里，胡振兴把减阻装置数十个状态都分析了一遍，但结果依然让人沮丧，各状态计算值仍不能满足要求。

　　这时，突然有一个计算结果让他眼前一亮。循着这个线索，他想到了孩子学钢琴用的节拍器，上下拨动质量块的高度能调节节拍的快慢，与减阻装置频率设计很像。他连夜查阅资料、建立新方程，最终，他成功推导出减阻装置的频率计算公式，并成功通过计算拟合了所有数据。

　　地面试验测试时，改进后的测试参数高于总体指标，十年“王冠”难题一朝得解，他激动得热泪盈眶，那些曾经看似无解的问题，终于被各个击破。

　　10年，胡振兴为新型飞行器打造出一个无坚不摧的“王冠”，10年，胡振兴从一个年轻新兵变成了一个沉稳的设计师。回首一路艰难，胡振兴却说，感谢这10年的艰辛和挫折，让我们在一次次咬牙坚持中，找到最好的路，做出最好的飞行器“王冠”。

发表于 2019-12-23 09:23

发表于 2019-12-23 12:54

本帖最后由 divee 于 2019-12-23 12:55 编辑

prototype 发表于 2019-12-23 09:42
土共走空泡降阻的路子，加上水下點火能力

浪2没有水下点火，空泡也只是稳定水下弹道而已，空中降阻是把钝头的外头罩扔了

发表于 2019-12-23 21:09

就问31ag，41，能不能也用这种技术。

发表于 2019-12-23 21:16

好帖

发表于 2019-12-23 21:45

发表于 2019-12-23 22:15

发表于 2019-12-24 09:00

发表于 2020-1-19 22:59

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发表于 2020-1-29 22:15

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【天玑006】潜射弹道导弹之冠

陆基的根本用不着减阻杆，因为有足够的空间优化整流罩构型