昨天看视频,给W君整笑了,视频中说咱们的火箭弹射程300公里、误差1700公里。
这是军迷口中的一个梗,W君还依稀记得有粉丝留言也提到这件事。
但正经点,别当真,这件事是完全不可能的。即便像视频中提到的拆卸配重块,增加燃料都是无法实现固体火箭增加程的而且弄不好还会把自己搞死,这件事即便是有“说明书”都没有人敢做。
说说为什么吧:
首先,我们出口的火箭弹的助推装药不同。
目前国产的大部分火箭弹和小型导弹使用的助推剂都是APCP(Ammonium Perchlorate Composite Propellant,高氯酸复合推进剂)。这种东西是可以铸造成形的,在大批量生产的武器装备中使用就保证了推进数据的一致性。毕竟成分、形状、重量相同的推进剂药柱在使用的时候也可以最大限度的保证推力曲线的一致性。就不会出现一发火箭弹的飞行速度是910米/秒,另一发火箭弹的飞行速度却是980米/秒的尴尬事了。
不过,APCP有自己的特有特性,这就得从APCP的成分来说了。在APCP中担任氧化剂的是高氯酸铵。
分析纯高氯酸铵
这是一种白色的晶体粉末。
作为燃料的则是铝粉。
两者以聚丁二烯丙烯腈作为粘合剂在一定的温度内混合,然后将混合物倒入模具中恒温加热最终就可以固化成一个固体火箭发动机药柱。
在这里铝粉的含量占总体质量的15~25%,不同铝粉含量就会导致固体火箭燃料发动机的比冲在180秒~250秒之间调节。为了不泄密W君就不说咱们自己的和外贸出口的具体比例了。
不同的铝粉比例对最终火箭弹的射程影响很大。这也就是出口型和自用型的区别了。
不仅仅如此,我们自用的火箭弹射程远还有一点得提,就是火箭燃料中高氯酸啊铵和铝粉的颗粒大小也是经过计算的。
这更是一个坑,一般来说在APCP火箭燃料中高氯酸铵的颗粒直径为30-400 µm,铝粉颗粒直径在2-50 µm之间。这是因为较小的高氯酸铵和铝粉颗粒会让药柱有更高的燃烧效率,但也导致药柱的线性燃烧率增加。在APCP药柱中线性燃烧率的特性其实就取决于高氯酸胺颗粒的大小,较小的高氯酸胺颗粒在发挥其氧化作用之前就有可能因为吸收发射药柱燃烧的热量而分解。这东西在受热的时候会直接分解成氯气、氧气、氮气和水。所以,调节组份的粒度也是可以调节或者优化药柱的燃烧率和燃烧速度的。这个技术配方我们不出口外界就永远不知道我们是怎么做的。
这里从发射药柱上我们就已经精确的限定了一枚火箭弹的最大飞行距离。
至于谣言中提到的卸下“配重块”,这件事情吧挺外行的,咱们得这样说。按照火箭方程来说
的确最终的关机点速度取决于发射时候的发射时候的总体质量和关机时候的总体质量的比值。也就是最终发射药柱燃烧完了之后剩下的质量越轻火箭弹的速度也就越快。
但是这个问题在于火箭方程是一个理想状态下的公式,并没有考虑空气阻力问题。
所以大家以为的火箭弹弹道是这样的:
但真实的火箭弹弹道是这样的:
你会发现抛物线顶端到发射点和落地点是不对称的。之所以不对称是因为在火箭弹飞行的时候受到空气阻力的影响。在一定程度上减轻的载荷重量(去掉“配重”)并不能让火箭弹打得更远。原因是空气的阻力和速度的平方成正比,阻力的减速作用则和物体的质量成反比。减去的所谓的配重根本所带来的射程收益微乎其微。更何况,我们的火箭弹上不论是出口的还是自用的都没配重块。
再有就是谣言中提到的增加“燃料”。
这就更逗了。火箭弹的固体火箭发动机是一个内部药柱子,这种药柱子是一个整体并且从药柱的中心开始燃烧的。
刚刚在前面给大家讲了,固体火箭发动机的药柱是整体铸造而成的。如果我们添药柱会是什么情况呢?
再从别的火箭弹上锯一段药柱接上去?假如药室有这个让人接药柱的空间(其实没有),将一段药柱再叠加到固体火箭发动机中会是什么样子呢?看图:
在一个整体药柱中,我们又加入了一节药柱(红色部分)。由于新加入的药柱和原始铸造的药柱不是一个整体,这时候新药柱和原有药柱之间就有了缝隙。
之前讲到的铸造药柱的三种材料是什么?高氯酸铵、铝粉,还有一种材料叫做聚丁二烯丙烯腈。这是一种粘合剂,说日常中见大家场景的丁晴橡胶大家有没有印象?
它们都是一个类型的化学制品。添加聚丁二烯丙烯腈也是为了让药柱变得像橡胶一样有弹性。为啥要有弹性?药柱不能断裂!
断裂了会怎么样?
在固体火箭发动机工作的时候,药室的药柱燃烧端面是高温高压的,如果断裂了,压力会顺着缝隙引燃段裂面。结果就是固体火箭发动机推力出现故障。随着断裂的部分被烧开,就会推动药柱向两端运动。大部分药柱断裂的固体火箭发动机都会“拉稀”,就像这样:
所以,你真觉得在发射药柱上再添点燃料是好主意吗?
另外,火箭弹也好、导弹也好它们的基准就是特定型号的特定性能,整个系统也都会围绕着这些基准性能而设置。
系统的控制和修正都是按照基准性能来计算的,所以你如果真的给火箭的部分超个拼,底层系统还按照原始的性能来计算,对于武器来说将是灾难性的。
我们的武器现状已经出现在狠多用户手中了。但这些用户都是按照自己的需要来购买的,都是正经的买卖关系。所以也就为咱们的名誉考虑考虑,别把正经的军火生意弄得这么苟且。