无人机可用火箭助推,那固定翼预警机是否也能用火箭助推呢?

无人机可用火箭助推,那固定翼预警机是否也能用火箭助推呢?
2022年05月03日 22:56 铁戈飞马

其实火箭助推起飞的技术并不复杂,这个想法很早就有人验证过了。1938年5月,设在加州的古根海姆实验室就开始对火箭助推技术展开研究,不久就正式开启了火箭助推起飞装置的设计。后来随着第二次世界大战的爆发,美军开始重视起重型轰炸机的短距起飞技术,力求可以从航母或短小的跑道起飞。于是便与当时的设计者签订了协议,并向其投入研究经费。顺便说一下,当时在美国留学的钱学森也参与了该项目的研究,为美国火箭助推技术的发展做出了不小的贡献。除美国外,这个一时期的德国和英国都各自试验过自己的火箭助飞技术。美国人把火箭助推器加装到一些大型的飞机上,帮助其从航母上起飞,英国人则为了让"海飓风"舰载战斗机从普通货轮上起飞,也加装了火箭助推装置,以对抗德国的飞机和潜艇,德国人对火箭助推发展最早,但后来跑偏了方向,没怎么开发火箭助推技术,反而搞了个火箭动力的ME163战斗机。

螺旋桨时代属于火箭助推技术诞生初期,整体上较为简单,就是在机身上加装几个火箭推进装置,在滑跑时点燃利用产生的强大推力短时间内将飞机提升到起飞行速度,然后腾空而起。这个时期飞机的空重普遍较轻,起飞滑跑距离也不长,而且机身的材料也多为木质或铝制强度有限,所有除了一些特定目的外,一般不会使用火箭助推装置。

第二次世界大战结束后,几乎所有的军用飞机在一夜间就全部使用了喷气式动力。这一时期也是火箭助飞技术的快速发展期,一来当时的发动机水平还不完善,飞机滑跑距离普遍偏长,二来这个时期全面战争的阴云笼罩全球,而飞机跑道在战时又极易受到攻击。因此,火箭助推起飞技术作为军用战机的辅助起飞技术也逐渐受到重视。

可以说,在二战后五六十年代里研制的军用飞机几乎都具备加装火箭助推装置的潜力,以实现短距起飞能力,防止因跑道破坏而无法升空作战。而具备核打击能力的战略轰炸机更是广泛装备了火箭助推器,使其可以在最短的距离内紧急起飞升空。到后来,火箭助飞技术甚至发展到了零距离起飞,即只依靠助推火箭即可升空作战,这是为了避免机场跑道被彻底破坏而采取的极端化技术,美苏等国均曾试验过。

这个阶段,火箭助推技术使用广泛普遍,但也同样存在不少问题。火箭助推装置属一次性消耗品,效费比低,经济性差,而且这个时期全都是液体燃料,储存和使用也相当麻烦,可靠性和安全性也存在问题,因此在发动机技术成熟后火箭助推技术便逐步被淘汰。而零距离起飞技术缺点更大,火箭助推只考虑了怎么升空,那降落怎么办呢?如果起飞后没有合适的地点降落,那飞行员就只能弃机跳伞,这就相当于把飞机当成了一次性消耗品使用,打完就扔。要是按这个方式打仗,仗还没打完国家就得破产,哪个国家再有钱也不能这么造啊。于是这种虎头蛇尾的设计到最后也算无疾而终。

上个世纪70年代末,为了营救美国驻伊朗大使馆的人质,美国人又一次用上了火箭助推技术。和过往不同,这次的火箭助推技术更加先进,不仅使飞机具备了短距起飞能力,同时还可以在极短的距离内降落。根据后来的纪录片介绍,在这架专门为解救人质而改装的C130运输机上,一共安装有30个火箭助推器,其中8个向下用于降低着陆速度,8个安装在机腹用于起飞,4个在机翼增加推力,2个在机尾增强稳定,另有8个安装在机头附近向前喷射用来减速。通过这种简单而粗暴的技术,改装后的C130起降距离仅有一个足球场那么长,几乎可以达到着陆即停的地步。

不过,这种过于激进的改装可靠性不足,安全性偏低。火箭助推产生的巨大推力对飞机结构有很大伤害,会造成寿命降低、金属疲劳加剧等一系列问题,如果进行加固则又会导致空重偏高,载重量下降,影响飞行性能。另外启动火箭的时机也必须准确无误,否则会产生灾难性的后果,对飞行员的素质要求极高。美军改装的那架C130就是因为飞行员过早启动了着陆用的减速火箭,使得飞机在着陆前速度过低而坠毁,也间接造成了美国营救人质计划的流产。

到了无人机时代,又有了火箭助推的用武之地。很多车载的中小型无人机根本就没有设计起落架,但重量和体积却又无法使用人力抛投起飞,于是加装火箭助推装置成了不二之选。这类无人机大多使用螺旋桨作为动力,飞行速度不高,因此对火箭助推器的要求也不高,只要能达到起飞的初始速度就可以,从技术上说十分简单,而且这些中小型无人机的重量大都在几百公斤左右,火箭助推装置也不用做的很大。从本质上讲,使用火箭助推无人机其实就是几十年前“零距离”起飞技术的实用化改进,不过鉴于无人机成本低、体型小、、基数大、易回收(使用阻拦网)等特点,使用火箭助推无人机起飞确实可以增强无人机实际作战能力,这也是各国中小型无人机普遍采用火箭助推技术的原因。(大型无人机依然通过机场跑道滑跑起飞和降落)

以色列研制的“哈比”系列无人机,利用火箭助推可直接从车辆上发射升空,中国曾购买过该款装备。

最后,再说说固定翼舰载预警机火箭助推起飞。从理论上讲,使用火箭助推固定翼舰载预警机是可以实现的,但需要解决的问题也很多。首先,作为一次性消耗品,火箭助推装置的使用量必定很大,这就需要舰艇提供额外的空间用于储存,而且燃料集中储存也有很大的安全隐患。其次,固定翼舰载预警机的飞行使用频繁,那么使用火箭助推装置的话就必须对机身进行加固,这又导致死重增加和飞机飞行性能的降低,这对已经经历过改装的机体来说无疑是一个巨大的挑战。再次,火箭推进器的设计位置不好选择,装在机身上容易烧蚀金属蒙皮,装在机翼上推力提升不明显(过大的推力可能会折断机翼),而机尾位置面积小无法安装足够多的火箭推进器,看似选择多可实际上处处都有缺点。除此以外,还有可靠性、安全性以及冗余性等问题需要解决,整体而言火箭助推技术风险偏高。这也是为什么火箭助推器没有在大型飞机上普及开来的主要原因。

总的来说,固定翼舰载预警机火箭助推起飞可以拿来作为应急方案使用,想将其作为常态化使用,有些得不偿失了。

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