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東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

一直以來,大國都有一款很厲害的遠端巡航導彈,美國有著名的戰斧巡航導彈,俄羅斯有X-101巡航導彈。中國最有名的遠端巡航導彈,是東風-10導彈。2019年10月1日,作為受閱裝備方隊的壓軸巨陣,由7個型號導彈方隊組成的戰略打擊模組駛過天安門。

東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

東風-10巡航導彈外形酷似美國戰斧導彈,最早在2009年國慶閱兵時首次亮相,研製開始於上世紀90年代,2000年10月首次試射,2003年獲得飛行試驗的圓滿成功,2006年左右開始裝備部隊。目前東風-10導彈衍生出陸基、空射和反艦等多個版本,不同的制導方式,靈活的發射平臺,令敵軍防不勝防,是世界上少有的效能先進的巡航導彈。

東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

東風-10導彈的體積和重量都超過美國戰斧導彈,彈長約8。3米,彈重2噸,直徑650毫米,巡航高度30~50米,採用小渦扇發動機,巡航速度0。65馬赫,戰鬥部重500公斤,有效射程2500公里。制導方式為巡航段慣性+地形匹配+衛星輔助導航,末制導為光學景象匹配製導,打擊2000公里外目標的末端精度CEP小於3米。

東風-10導彈主要針對陸基航空力量以及後勤、通訊等固定地面目標實施打擊,當與彈道導彈或飛機配合使用時,打擊效果更驚人。其毀傷能力超過美國的“戰斧式”巡航導彈,號稱一枚命中即可將一艘7000到10000噸級的導彈巡洋艦送入海底。

東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

巡航導彈擁有與自身體積重量明顯不對稱的巨大射程,主要是因為巡航導彈的推進效率更高,遠高於彈道導彈。巡航導彈推進效率更高的奧秘,就在於

發動機和彈翼設計

擁有比較平直的大展弦比彈翼,是巡航導彈射程遠的重要原因之一。巡航導彈飛行升力有80%是由彈翼提供的,為了擁有更大的升力,巡航導彈設計有大面積的平直彈翼,平時摺疊收縮在彈體中,發射後才自動伸出。巡航導彈裝備渦扇發動機和較大的彈翼後,幾乎擁有和現代客機一樣的極高燃油效費比,巡航導彈除了在發射上升階段最為耗費燃料,其餘飛行階段都是相當省油的。

東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

導彈使用何種發動機,是根據作戰任務決定的。渦噴發動機費油,但涵道比較小,阻力低,適合高速飛行。渦扇發動機省油,但涵道比較大,阻力也大,適合低速飛行。

按照航程佈列蓋公式,飛行器航程=巡航升阻比 x 飛行器速度 / 發動機油耗x發射時重量 / 燃料耗盡時重量的對數,這意味著在相同條件下,導彈的速度越小,發動機油耗越低,升阻比越大,則射程越遠。

東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

美國戰斧和中國東風-10那樣的巡航導彈,其明顯特徵是飛的比較慢,比反艦導彈飛的慢,巡航導彈通常的巡航速度只有0。6~0。7馬赫,也就是每秒200~230米左右,如果射程2000公里,需要飛行2個多小時。

因此,在彈體氣動結構差不多的情況下,為了追求高速,反艦導彈要配備渦噴發動機,而巡航導彈就需要配備一臺非常省油的渦扇發動機。美國戰斧和中國東風-10導彈的射程較遠,需要在陸上進行超低空地形匹配飛行,飛行速度較慢,需要選用油耗較低的渦扇發動機。

東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

東風-10和美國戰斧的F107-WR-102或F415-WR-402渦扇發動機(推力267公斤),都屬於250公斤左右的小推力發動機,發動機重量僅為65公斤,燃燒高密度烴類燃料,其實就是高等級航空煤油,但閃點和粘度都比一般航空煤油高得多,因此成本也很高很貴。戰斧導彈燃料載荷在175到550公斤之間,即大約250~650升。

巡航導彈裝備渦扇發動機以後,儘管擁有很高的燃油效費比,但渦扇發動機無法讓巡航導彈擁有更高的飛行速度,一般只能進行中等亞音速飛行。巡航導彈的飛行速度慢、機動能力低、飛航模式古板,容易被現代的防空攔截。

東風-10導彈如何減少被攔截的機率?

在防空作戰中,防守方的雷達設施依託於陣地,構成數個圓形的有效防守範圍,但事實上每幾個陣地之間總會有難以覆蓋到的區域,並且距離雷達的距離越遠,探測能力就會有所下降。東風-10導彈在飛行的過程中具備識別分辨雷達訊號的能力,並能夠根據識別出的訊號來選擇進攻路線,從敵方防空系統的結合部透過,儘量避開敵方集中防禦地域,減少被發現的可能性。

東風10導彈僅需650升煤油,射程卻達2500公里,什麼發動機這麼厲害?

東風-10導彈所運用的進氣道設計

此外,東風-10在隱身性方面有著極大的突破,其採用了獨特的埋入式進氣道,避免了雷達波直接照射到轉動的渦扇發動機產生巨大反射,而並非“戰斧”開啟的進氣道結構。透過對進氣道前幾何形狀的最佳化,使得空氣在進氣道上流速加快,給發動機供應了足夠的空氣。此型別進氣道的進氣量近乎恆定,並且進氣口位於導彈彈體上方,更不易被下方的雷達偵測到不規則的形狀。東風-10透過強化自己的隱身效能,同時不斷升級態勢感知能力,使得其被發現攔截的機率大大降低。