Tomahawk-cruise-missile分析

巡航导弹专题北京理工大学宇航学院第十组第十组：张艺伟、张岳、张云琦、张泽霖、赵琪、郑秋实、赵杭州战争之斧——美军核潜射战斧.f4v巡航导弹巡航导弹又称远程飞航导弹，是利用弹体气动力和发动机的推力在大气层中飞行，其大部分航迹是以经济航速处于近乎等高巡航飞行的导弹。航空宇航科学与技术巡航导弹世界上最先应用与实战的巡航导弹就是在二次世界大战中德国用于攻击伦敦的V-1导弹，虽然这份时期的导弹在航程和精度方面很落后，但仍然对伦敦造成了严重损害。战后美苏都在V-1导弹的基础上发展了各自的远程巡航导弹，如美国的，“鲨蛇”，“那伐鹤”，“天狮星”，“大猎犬”，前苏联的“狗窝”，“鳟鱼”，“袋鼠”，“厨房”，“王鱼”等。但是这一代巡航导弹尺寸大，精度低，于是在60年代美苏都把力量集中在发展性能更好远程弹道巡航导弹，是巡航导弹的发展几乎处于停止状态。航空宇航科学与技术巡航导弹随着高科技的发展，70～80年代，美苏又应用先进技术发展现代巡航导弹，如美国的战斧(BGM-109)和空射巡航导弹(ALCM),前苏联的AS-15,SS-N-21和SSC-4等。这一时期的巡航导弹体积小，质量小，精度高，成本低，在现代战场中扮演重要角色，高精度远程打击纵深高价值目标，如对敌军事指挥中心、通信中心、导弹发射井、机场、核设施、水坝等实施外壳手术式攻击发挥不可替代的作用。航空宇航科学与技术巡航导弹1991海湾战争中美国首次使用现代巡航导弹攻击伊拉克政府，取得巨大成功。引起世界各国的广泛关注。航空宇航科学与技术2003海湾战争中美英共使用802颗常规战斧(Block3)、153枚AGM-86C/D常规空射巡航导弹，摧毁了伊境内的大量重要目标，充分发挥了进攻性武器作用。引起世人广泛的关注。前苏联也发展了SS-N-24A和S-19等超声速巡航导弹，性能非常优秀。战斧由来1972年5月，美苏签署《第一阶段战略核武器谈判协议》中关于不包括限制发展标准射程在600km以上的巡航导弹的内容，双方很快提出了发展巡航导弹计划。美国一马当先，协议签署11天后宣布重启研制计划；1972年底与5家军火生产公司签署了研制合同，1973年4月在“捕鲸叉”(Harpoon)反舰导弹计划局基础上，成立巡航导弹计划局；1974年1月选定通用动力公司康维尔分公司和林.特姆科.沃特公司竞争拟发展的巡航导弹项目.因为沃特公司研航空宇航科学与技术战斧由来制的模样弹YBGM-110在1976年4月试飞成功，于是美国海军宣布康维尔公司为该型号巡航导弹的主承包商，并正式命名为“战斧”，代号为BGM-109.航空宇航科学与技术最初列入发展计划的“战斧”制的有三种型号，依次为配常规战斗部对敌攻击巡航导弹(TLAM-C)BGM-109C.其次是反舰导弹(TLAM-C)BGM-109B,然后是配核装置的(TLAM-C)BGM-109A。1983年，首款战斧导弹正是装备美军，同年底开始装备北约五国。1991年海湾战争期间战斧导弹(BGM-109C/D)战果烁烁。促使美国放弃准备用新的巡航导弹发展计划代替“战斧”导弹的设想，撤消原先拟大力发展的“远程常规巡航导弹”(LRCM)、“远程常规防区外发射武器”(LRCSOW)等多战斧由来个常规战略/战术武器计划，将巡航导弹的发展重点转向对“战斧”导弹的改进。“战斧”巡航导弹发展经历四个不同阶段，分别为Blockⅰ、Blockⅱ、Blockⅲ、Blockⅳ。航空宇航科学与技术战斧由来未来数十年巡航导弹将会向着射程更远，精度更高隐身性能更好和超音速、高超音速方向发展。航空宇航科学与技术2003海湾战争中美英共使用802颗常规战斧(Block3)、153枚AGM-86C/D常规空射巡航导弹，摧毁了伊境内的大量重要目标，充分发挥了进攻性武器作用。前苏联也发展了SS-N-24A和S-19等超声速巡航导弹，性能非常优秀。本章我们将就著名战斧导弹做一浅析。航空宇航科学与技术战斧下面时我介绍的主要内容：战斧主要内容战术战斧导弹分系统气动布局动力系统主发动机推进器制导与控制战斗部发射分系统指挥分系统保障分系统“战斧”巡航导弹发展概况海射战斧陆射战斧空射战斧时间及重大改进BlockⅰBCM-109A(核弹，对陆攻击)；BCM-109B(反舰)，主要技术是由“捕鲸叉”导弹演变而来；BCM-109C(常规，对陆攻击)；BCM-109G基本方案以“战斧”海射巡航导弹(SLCM)为基础。1979年进入工程研制阶段；10月进行首次弹样试验；同年12月12日北约外长会议批准在西欧部署，1980年5月，首次在发射车上发射；1982年定型，1983年12月，开始部署于英国格林韩康芒皇家空军基地；1984年3月，部署于意大利。1980年4月海空军决定联合研制中程空面弹(MRASM)ACM-1109C/H/I/J/L;但海空军又先后于1981年1983年撤消该计划。1972年-1983年BlockⅱBlockⅱ为对BCM-109C改装成子母弹的布撒器型BCM-109D;另外，将反舰导弹BCM-109B改进为BCM-109E；发展了装有子母头攻击机场目标的BCM-109F;1983年-1988年所有型号均采用同一型号涡扇发动机；将原对陆攻击导弹的末端弹道由水平攻击改为先拉起再垂直俯冲攻击模式；战斗部改用程序控制引爆方式。“战斧”巡航导弹发展概况海射战斧陆射战斧空射战斧时间及重大改进Blockⅲ休斯公司为唯一承包商，从1993年3月起至1997年独家生产新研制的Blockⅲ导弹和改装库存的Blockⅱ导弹。1988年-1993年曾装GPS定位系统；改用推力更大的助推器和涡扇发动机；增加海上任务发射系统；能自主选择最佳飞行路线。Blockⅳ发展多任务导弹(TMMM),它能承担BCM-109B/C/D所承担的任务；发展反潜导弹和无人驾驶飞行器等新的型号，(它们可从多种平台发射，单位见具体编号)1993年-2000年注：除BCM-109G外的其他型号导弹均由通用动力公司康维尔分公司生产“战斧”巡航导弹主要性能指标性能名称具体内容攻击目标路上战略以及其他严密设防高价值目标海上水面舰艇与航空母舰编队等活动目标最大航程/km2500(BCM-109A)556(BCM-109B)1300(BCM-109C)875(BCM-109D)巡航高度/m7.62～15.24(海上)15～60(平地)150(山地).巡航速度/m0.5～0.750.72(巡航段)0.62(末段)命中精度(CEP)/m30～80(BCM-109A)和(BCM-109B)》95%6～10(理论)或15～18(实战)(BCM-109C)和(BCM-109D)》95%可靠性90～95%(靶场验收)85%～88%(实战统计)弹长/m6.24(含助推器)5.56(不含助推器)“战斧”巡航导弹主要性能指标性能名称具体内容弹径/mm527翼展/m2.654发射质量/kg约1450外形布局圆柱体、“一”字行平面布局，折叠翼。动力装置F107-WR-103/400/402涡扇发动机(BCM-109A/C/D)，助推器均为MK106-0固体火箭发动机J402-CA-400涡喷发动机(BCM-109B),助推器均为MK106-0固体火箭发动机。制导系统惯导+TERCOM(BCM-109A)惯导+主动雷达导引头(BCM-109B)惯导+TERCOM+DSMAC(BCM-109C,D)战斗部W80热核弹头(BCM-109A)WDU-15B和WDU-25B高爆穿甲战斗部，(BCM-109B、C)BLU-97B和BLU-87B子母弹头(BCM-109D)发射平台核潜艇、巡洋舰、驱逐舰和战列舰。注:TERCOM为地形匹配，DSMAC为数字式景象匹配。战斧战术战斧作为一个综合体，采用模块化设计，既有利于缩短设计周期，又有利于增强开放性，便于导弹的升级改进。由导弹分系统、发射分系统、指挥分系统、保障分系统组成，接下来依次做一浅析。航空宇航科学与技术导弹分系统；导弹分系统主要由几个相互衔接的舱段组成。头部位制导舱段内装有相关制导设备；其后为战斗部舱段，是各类会上元素及其附属部件的集中场所；接下来是燃油箱舱段，有前、中、后三个箱体组成，占弹身全长的一半以上，用于储存燃油推进剂(RJ-4碳氢燃料)；最后是尾部舱段，内装有涡扇或涡喷发动机及其进导弹分系统气道、燃油调节装之外，还装有诸如弹上电源等其他设备，尾部绑有助推器，在完成使命后要整体脱落。其他四部分舱段没有分离动作，整体飞向目的地，适时引爆战斗部毁伤拟打击目标。气动布局。弹体气动外形选用长细比较大的圆形横截面、“一”字形正常式中弹翼平面布局。弹身头部呈卵球体，尾端为截锥面，各种弹型尾部均串接有同一型号的固体火箭发动机助推器(海射型不需助推器，但为使其从轰炸机投放后短时间内加速至正常巡航速度，，在同一射程情况下，需更多燃油)；弹身中部均装有航空宇航科学与技术导弹分系统同一种折叠式弹翼，平时弹翼折叠在单身两侧的纵向储翼槽内，发射后由焰火做动器将其展开；涡扇(涡喷)发动机的收放式进气斗的前段嵌装在燃料箱舱段后部的弹身腹部，后端则与尾舱内的发动机进气口相连，进气斗平时收藏在弹内，发射后靠弹射机将其展开；尾部装有4片”“十”形布局的折叠式尾翼，平时从翼根处折叠于弹身尾部周围，发射后靠弹簧机构将其展开。对于水下发射的导弹，其尾部还装有操纵导弹出水的燃气舵片。为提高隐身性能，减少RCS(雷达截面积，RadarCrossSection)，导弹头锥天线罩、动力系统进气斗均采用玻璃纤维/环氧树脂雷达波吸收能力较强的复合材料；单翼为聚矾基体的热塑性塑料；尾翼表面选用雷航空宇航科学与技术导弹分系统达波传播能力强的材料；所有突出物与弹身的固定均采用埋头螺钉和紧密公差配合，以消除间隙和突出物等强的散射源；巡航动力采用涵道比接近1：1的涡扇发动机，可使导弹飞行时红外特征明显减弱。航空宇航科学与技术潜射型BGM-109A是从潜艇553鱼类发射管中发射，弹径不能超过553mm；为保证足够射程又尽可能减少起飞重量，因此其质量限制在1500kg内。动力系统。小型涡扇发动机主要用于远程(1000km以上)亚声速巡航导弹的动力。导弹分系统战斧导弹主发动机，采用美国威廉姆斯(Williams)国际公司研制的小型双轴低成本涡扇发动机。开始型号为F107-WR-103;Blockⅱ改用F107-WR-400;Blockⅲ升级为推力更大、耗油率更低的F107-WR-402.F107系列涡扇发动机耗油率低、推重比大、适用范围广、成本费用低，储存寿命10年，工作寿命50h，其发展一直处于领先地位。航空宇航科学与技术导弹助推器均为美国大西洋研究公司的固体火箭发动机，开始型号为MK106-0,随着动力装置性能的改进，导弹最大射程已经相应增加了20%以上。导弹分系统航空宇航科学与技术涡扇又叫内涵道发动机，在涡喷发动机的基础上增加了由涡轮带动的风扇和罩着风扇的外涵道构成的空气喷气发动机。发动机工作时，涡轮带动风扇以及压缩机等旋转，不断吸进空气；空气经风扇压缩后，进入内外两个气流通道；外涵道(风扇外壳与涡喷发动机之间的环形通道)的气流一般只做平滑流动，然后由外涵道喷管加速流出，产生一部分推力，内涵道气流进入燃烧室与喷入的燃油混合燃烧，燃气在涡轮内膨胀做功，经内涵道喷管继续膨胀加速，以高速喷出，产生主推力。在此过程中，燃气将一部分能量用于驱动气压机和有关附件需要的动力，同时将一部分能量传递给外涵道气流。这样不仅提高了发动力的总效率，而且由于导弹分系统航空宇航科学与技术燃起经外涵道排除的速度和温度都得到适当的降低，从而减弱了喷射气流的红外辐射强度与噪声，有利于提高导弹武器的隐身性能。固体火箭助推器(MK106-0)——美国大西洋研究公司航空宇航科学与技术F107-WR-103航空宇航科学与技术F107-WR-400航空宇航科学与技术F101&110航空宇航科学与技术航空宇航科学与技术几种小型化弹用涡扇涡喷发动机的性能参数型号TRI-30J402-CA-702F107-WR-100MS-300国