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    日本测试高速飞行条件下快速投放的武器舱
    2018-11-23
    [据美国《航空周刊与空间技术》网站2018年11月20日报道]日本工程师已经克服了为超声速条件下投放悬挂物设计武器舱的挑战,这是日本防卫省提议的在30年代开始投入使用战斗机的一个特征。一个关键的设计目标是以很高但为公开的速度完成开舱门、武器弹射、发射架收回和关舱门四个步骤。
    防卫省装备厅官员表示,测试已经证明了武器舱的空气动力学和机械性能。作为设计进气道的并行项目,目标不是确认生产设计是否准备就绪,而是表明工程师可以执行这样的开发工作。
    风洞测试首先确认了用于武器舱的测试设备适合于该用途,并评估了与腔体形状相关的空气动力学。后续的工作使用了一个带舱门(处于打开位置)和常规形状的火箭冲压发动机导弹的模型,这些导弹被收起以确认它们能够正确分离。该官员在ATLA组织的技术研讨会上说,这个武器舱能够在超声速飞行速度下发射(武器)。
    有报道称防卫省已经进行了马赫数1.4情况下的发射测试,一个可能的发射空对空导弹的速度。发射时速度越快,导弹飞得越远。此外,进行超声速机动情况下的飞行员不希望通过减速来发射武器,这会损失能量。
    在确认他们知道自己在做什么的最后一步中,日本工程师今年已经验证了他们设计的液压机构的运行情况。这涉及建造和测试一个全尺寸的武器舱,两个中剩下的一个将安装到飞机内。武器舱的外部尺寸为:长6.2米(20.3英尺);宽2米;深1.5米。腔体要更小一点。
    需要快速操作以最大程度压缩不可避免的反射舱暴露在敌方雷达前的时长。该官员拒绝透露(舱门开闭的)周期,但机械性能可能达到极限。在2001年联合攻击战斗机项目的竞争阶段,波音公司表示其设计的舱门和弹射顺序需要1-3秒。达到1秒的周期似乎几乎不可信,但雷神公司已经对洛克希德•马丁公司F-22的舱门开闭时间表示:“如果你眨眼,就错过了它?!敝劣诓彰趴赵硕涞牡涔?,科巴姆公司称其导弹弹射发射器释放挂载并收回的时间不会超过0.3秒。
    日本必须确认验证机的舱门在高速飞行期间可以打开冰关闭。没有周围的机身,无法在风洞中评估测试项目。取而代之,研发人员使用作动器来抵挡舱门的运动,模拟用计算流体动力学估测的气动力载荷。当舱门移动时,阻力会有所不同,但评估在每次测试中使用恒定负载;在不同的测试中应用不同的负载。
    武器舱设计用于携带与MBDA“流星”一样大小的六枚导弹,其中一种带有先进的日本研制的导引头。两个小型的侧弹舱每个可携带一枚近距导弹。
    近年来,日本工程师在川崎重工P-1海上巡逻机上设计了一个用于亚声速投放的武器舱。但是从飞机内部超声速投放是一项更加困难的技术,以至于在过去超声速飞机通?;嵩诖游淦鞑胀斗湃魏味髦胺怕俣?。
    时任美国空军上尉的Scott Bjorge在2004年的一篇论文中总结了令人生畏的超声速条件下弹舱超声速投放问题?!白畛<南窒笾皇亲猿盅沽φ竦吹男纬?,产生空腔共振,这可能导致飞机和悬挂物的的结构疲劳以及敏感的悬挂物电子设备的大量损坏?!?br> 弹射过程中,悬挂物要经过弹舱内空气和外界快速流动气体之间的不稳定界面。它还将遇到来自弹舱前缘的冲击波。因此,悬挂物的运动是不可预测的:它可以飞回来并击中飞机。
    解决方案的一部分似乎是更快地推出悬挂物,在弹射机构活塞冲程的有限深度范围内实现必要的速度。这方面日本设计的细节难以获得。但F-22上气动的“哈里斯”LAU-142/A发射装置可将雷神公司的AIM-120“阿姆拉姆”导弹以高达40g过载加速到9米/秒(约30英尺/秒)的分离速度??瓢湍饭境破溆苫鹨┨峁┒Φ牡嫉浞⑸渥爸每纱锏较嘟乃俣?。(中国航空工业发展研究中心  黄涛)

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