远去的雷霆雷霆之主
在充斥着高技术武器的当代,提起航空武器,大家或许马上会想到多种空对空、空对地导弹和准确制导弹药,而传统的航空机炮和航空炸弹正在逐步淡出大家的视野。然而,不论是那一枚在1991年2月27日晚上从F-117隐身飞机上投下的,准确地钻入伊拉克掩体的通风管爆炸的GBU-28“掩体粉碎机”准确制导炸弹,还是那些有“横扫千军”威力的集束炸弹,她们全部出自同一个家族,那就是传统航空炸弹家族。当代的航空制导弹药身上依然带着100多年前的那些炸弹的影子,而那些基础的空气动力学原理更是一直也没有遭到背弃。
早在飞机诞生之前,航空炸弹就已应用在了战场上。在1849年的奥地利和威尼斯的战争中,从无人气球上投下的炸弹奏响了航空炸弹的序曲。第一枚从重于空气的航空器上投下的航空炸弹则出现在20世纪早期。1911年11月1日,在意土战争期间,意大利少尉吉利奥·加沃蒂从其座机上向土耳其部队投下了四枚由榴弹改装而成的磅炸弹。这些炸弹的威力十分有限,准确度更是无从谈起,不过它们却炸出了杜黑的《制空权》理论,并宣告了空战时代的到来。
相对于当代准确制导弹药的“发射后不论”的特征,传统航空炸弹以其“发射后就管不了”的特点令航空武器设计师们颇为费心。本文将和大家一起讨论航空炸弹为保持弹道稳定性而采取的方法。
炸弹尾翼的作用
谈到弹道稳定性,那我们就得先明确一下稳定性的概念。广义上的稳定性是指:当一个系统处于平衡状态时,假如受到外来干扰的影响后,依然能够回到平衡状态,那么该系统就是稳定的。系统能够稳定的关键在于当其受到干扰时,系统会不会自动产生一个阻碍这种扰动继续发展下去的力。本文给出了稳定、中立稳定和不稳定的三种状态的图示。对于a图中的小球而言,当有干扰使其脱离原来的平衡位置的时候,在重力和支持力的共同作用下,会有一个力促进小球回到原来的位置上去,类似这么的系统便是处于稳定平衡状态。对于b图中的小球而言,到哪里全部能处于新的平衡状态,这种随遇而安的系统通常被称作处于随遇平衡状态。而c图的小球则不会那么幸运了,稍微出现的干扰力便会打破其脆弱的平衡,这么的系统是不稳定的。
对于航空炸弹而言,要想保持弹道的稳定性,必需使其时刻处于稳定平衡状态,而尾翼在这里则起着至关主要的作用。炸弹在空中飞行的过程中,会受到重力和空气动力的共同影响。图所表示,当炸弹的飞行攻角为正值时,没有尾翼的炸弹,其空气动力的作用点在炸弹的重心前面,由此产生的力矩会使炸弹一直受到一个抬头的力矩,这么炸弹就会在空中翻滚起来,从而失去稳定性。安装在炸弹尾部的尾翼则会产生一个使炸弹有低头趋势的力矩,以此来平衡弹体产生的抬头力矩,这个力矩起到了a图中将小球拉回平衡位置的恢复力的作用。在这个修正力矩的作用下,炸弹的弹体轴会逐步和相对气流的方向重合,使得炸弹以稳定的姿态下落。另外,浇铸而成的炸弹外壳,往往将弹头部分的外壁做得厚部分,方便增加弹头头部的重量,使得炸弹的重心前移,起到了增加弹道稳定性的效果。
弹道环的作用
其实,如上所述的尾翼稳定作用的应用能够追溯到弓箭刚刚被创造出来的远古时代,炸弹应用尾翼来提升弹道稳定性的方法连古人全部能了解。只是,伴随炸弹在空中下落的不停加速,古人不好了解的现象出现了,那就是跨声速。在重力的作用下,刚刚脱离飞机的炸弹会开
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