第十章火箭弹

A－100火箭炮发射过程
与一般火炮弹丸相比，火箭弹具有如下优越性：
高速度和远射性；威力大、火力密度强；机动性和火力急 袭性好；发射时作用于火箭弹诸零件上的惯性力小。但是，火 箭弹的密集度差，散布较大，而且成本较高。
火箭弹的发展趋势是采用高能推进剂与优质壳体材料；改 进设计，提高密集度；加装简易控制，对其弹道进行修正，提 高命中精度；配备多种战斗部拓宽用途及提高威力。
斗部，其子弹除具有杀伤能力外，还有破甲作用。
10.2.1 180mm火箭弹
如图10－10所示，180mm火箭主要由战斗部、发动机和尾翼装 置三大部分组成。
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3
图10－10 180mm火箭弹 1－战斗部；2－发动机；3－尾翼装置
1.战斗部
战斗部包括引信、辅助传爆药、炸药、战斗部壳体、连 接底(亦称中间底)和隔热垫等。
弹药学 第十章 火箭弹
射程100公里的A-100火箭炮－火箭弹头部特写
弹药学 第十章 火箭弹
射程100公里的A-100火箭炮－火箭弹尾部特写
弹药学 第十章 火箭弹
射程100公里的A-100火箭炮－火箭发射车
弹药学 第十章 火箭弹
射程100公里的A-100火箭炮－运输装填车
弹药学 第十章 火箭弹
地面炮兵用火箭弹

地面步兵用反坦克用火
箭弹

空军用火箭弹
海军用火箭弹
涡轮式火箭弹

尾翼式火箭弹
无控火箭弹

有控火箭弹
10.1.2 火箭弹的组成 一般来说，火箭弹是由战斗部、火箭发动机和稳定装置等主
要部分组成，如图10－2，图10－3所示。
1.战斗部
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2 3
图10－2 130mm尾翼式火箭弹结构 1－战斗部；2－发动机；3－稳定装置
10.2 尾翼式火箭弹
尾翼式火箭弹又称尾翼稳定火箭弹，是指利用尾翼稳定装置 产生的空气动力保持稳定飞行的火箭弹。主要由战斗部、火箭 发动机和尾翼稳定装置组成。射程远的野战火箭弹、初速高的 反坦克火箭弹和航空火箭弹均采用尾翼稳定装置。尾翼式野战 火箭弹和航空火箭弹的弹身较长，一般达15倍弹径，甚至20倍 弹径以上，这样便可加长发动机，增加推进剂质量，提高弹速 以增加射程，同时也提高抗干扰能力，增强稳定性。稳定装置 位于火箭弹尾部，沿其圆周均布多个翼片即尾翼。
弹药学 第十章 火箭弹
10.1 概述 10.1.1 火箭弹的定义和分类
1.火箭弹的定义 火箭，是以火箭发动机推进的飞行器。火箭弹通常是指靠火 箭发动机所产生的推力为动力，以完成一定作战任务的无制导 装置的弹药，主要用于杀伤、压制敌方有生力量，破坏工事及 武器装备等，如图10－1所示。 与火炮弹丸不同，火箭弹是通过发射装置借助于火箭发动机 产生的反作用力而运动，火箭发射装置只赋予火箭弹一定射角、 射向和提供点火机构，创造火箭发动机开始工作的条件，而不 给火箭弹提供任何飞行动力。
最常用的有管形、内孔星形及端燃形药柱。药柱的装填方式 依推进剂种类不同及成形工艺不同分为自由装填式和贴壁浇注 式。图10－4所示为几种典型药柱截面图形。
实心圆柱形
内燃管形
星形
管形
十字形
车轮形
树枝形
套管形
三臂形
狗骨形
多孔形
椭圆形
图10－4 几种典型药柱截面图形
点火装置由点火线路、点火药、药盒、发火管等组成，其作 用是提供适当的点火能量，使推进剂全面瞬时点燃。
10.1.3 火箭弹的工作原理
火箭弹是靠火箭发动机产生的反推力而运动的。当火箭发 射药被点燃时，火箭发动机便开始工作，其推力产生的原理可 由其在实验台上产生推力的原理来说明，如图10－5所示。发 射药燃烧后生成大量火药气体，从而使燃烧室内的压力迅速增 加，高压的火药气体以一定的速度从喷管喷出。当大量的气体 高速从喷管喷出时，火箭弹在火箭发动机的推力作用下高速向 前运动。
燃烧室承受着高温高压燃气的作用，还承受飞行时复杂的外 力及环境载荷。燃烧室属于薄壁壳体，常用材料有合金钢材、 轻合金材料及复合材料。由于选用材料不同和制造工艺不同， 燃烧室的结构形式有整体式、组合式和复合式。封头壳体一般 为碟形或椭球形，前封头与点火装置连接，后封头与喷管连接。 小型燃烧室的前封头多为平板形端盖。燃烧室筒体与封头连接 常采用螺丝、焊接、长环连接方式，连接处要求密封可靠。
火箭弹的结构形式是多种多样的。图10－2所 示是单室一端喷气的尾翼式火箭弹。图10－7 所示是单室两端喷气的尾翼式火箭弹。图10 －8所示是双室尾翼式火箭弹。
图10－7 单室两端喷气尾翼式火箭弹
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图10－8 双室尾翼式火箭弹
对于远程火箭弹来说，发动机也可以采用多级结构。图10－9 所示是二级防空火箭弹，其特点在于燃烧室内的装药依次燃烧， 第一级发动机装药燃烧完毕后脱落，第二级发动机再开始工作。 这种多级结构可以提高火箭弹的飞行速度，增加射程(或射高)。
火箭弹的发射装置，有管筒式和导轨式之分，前者叫火箭 炮或火箭筒，后者叫发射架或发射器。为了使火箭发动机点火， 在发射装置上设有专用的电气控制系统，该系统通过控制台接 到火箭弹的接触装置(点火器)上。
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英国的“劳-80”反坦克火箭筒
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射程100公里的A-100火箭弹
战斗部由引信、阻力 环、战斗部壳体、炸药 装药和隔热、密封件组 成。战斗部是完成战术 任务的装置，对于不同 目标需采用不同的战斗 部。引信是战斗部的引 爆装置，为获得较大的 战斗效果，对付不同的 目标需采用不同性能和 类型的引信；阻力环的 作用是调节射程。
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图10－3 130mm涡轮式火箭弹结构 1－战斗部；2－发动机
3.稳定装置 稳定装置用来保证火箭弹稳定飞行，其稳定方式有尾翼式(尾 翼稳定)和涡轮式(旋转稳定)两种。涡轮式火箭弹靠弹体绕弹 轴高速旋转所产生的陀螺效应来保证飞行稳定，使弹体旋转的 力矩由燃气从与弹轴有一定切向倾角的诸喷孔喷出所形成；尾 翼式火箭弹靠尾翼装置，使空气动力合力的作用点(压力中心) 位于全弹质心之后，形成足够大的稳定力矩来保证飞行稳定。
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图10－9 二级防空火箭弹 1－第一级发动机；2－第二级发动机
台湾雷霆2000多管火箭系统
台湾雷霆2000多管火箭系统
弹药学 台湾雷霆2000多管火箭系统
雷霆2000携带的是MK45型火箭弹
台湾雷霆2000多管火箭系统携带的子弹破甲效果, 雷霆2000发射的MK30MK45火箭弹可携带子母弹战
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图10－1 无控火箭弹 1－战斗部；2－发动机
火箭弹发射瞬间
10.1.1 火箭弹的定义和分类
火箭弹的外弹道可分为主动段和被动段弹道两个部分，主 动段是指火箭发动机工作段，被动段则指火箭发动机工作结束 直到火箭弹到达目标为止的阶段。火箭弹在弹道主动段终点达 到最大速度。但需指出，火箭弹在滑轨上的运动，由于有推力 存在应当说是属于主动段弹道，但对外弹道来说，常常以射出 点作为弹道的起点，不考虑火箭弹在滑轨上的运动。
为了挡药和固定药柱，180mm火箭弹采用了前、中和后三 个挡药板。由于该弹的转速低，挡药板主要承受直线惯性力 作用，所以挡药板的筋和轮缘尺寸都比较小，而通气面积较 大(图10－11)。
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Φd
Φ160d7
6
18d 9
4
图10－11 180mm火箭弹挡药板
由于前、后喷管的喷喉面积是相等的，因而可近似视为前燃 烧室的燃气从前喷管喷出，后燃烧室的燃气从后喷管喷出。为 安装尾翼方便，后喷管采用直置单喷孔形式(图10－12)。前喷 管采用了具有18个斜置喷孔的形式，其中每个喷孔都可以看成 是一个小喷管，小喷管的轴线与弹轴的轴向倾角为24o、切向倾 角为8o 。
10.1.1 火箭弹的定义和分类 2.火箭弹的分类





按战斗部类型分





固体火药火箭弹分类


按所属兵种分源自 按稳定方式分

按有无控制分

杀伤火箭弹

爆破火箭弹
杀伤爆破火箭弹

空心装药破甲火箭弹

碎甲火箭弹
特种火箭弹

子母战斗部火箭弹
2.火箭发动机
火箭发动机的作用是产生火箭弹向前飞行的推力。一般来说， 有固体燃料火箭发动机和液体燃料火箭发动机两种。常用的火 箭弹，目前均采用固体燃料火箭发动机。固体燃料发动机，主 要由推进剂、点火装置、燃烧室、挡药板和喷管等组成。
燃烧室是火箭发动机的主体，用来贮存火箭装药并在其中燃 烧的部件。由筒体壳体、两端封头壳体及绝热层组成。对于短 时间工作的小型发动机，其燃烧室没有绝热层。燃烧室是火箭 发动机的重要组成部件，同时也是弹体结构的组成部分，装药 在其内燃烧，将化学能转换成热能。
该战斗部配用箭－3引信，具有瞬发和短延期两种装 定。战斗部内装梯黑炸药(50/50)，为使炸药爆炸完全， 采用了三节辅助传爆药，靠近引信的一节为压装特屈儿药 柱(77g)，后面两节为钝化黑索金药柱(各为80g)。
隔热垫是为保证安全而设置的。实验表明，在发动机工作 12～15s后，连接底靠炸药端的温度可达215oC(TNT炸药的熔点 为80.5oC)，加隔热垫后温度将大大下降，发动机工作90s后， 上述部位的温度只有60～65oC。
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德国陆军M270型火箭炮发射227毫米火箭弹
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火箭弹实弹射击
与炮弹不同，火箭弹的发射装置(如火箭筒)只赋予火箭弹 一定的射角、射向和提供点火机构，使动力装置开始工作，发 射装置并不提供使火箭弹飞行的初始速度。
火箭弹与目前使用的火箭增程弹也不同，火箭增程弹是采 用火箭发动机增程的炮弹。即火箭增程弹首先由火炮提供一定 的初始速度将其发射出去，出炮口一定距离后，火箭发动机开 始工作，弹丸在推力作用下继续加速，使射程增加。在火箭发 动机工作以前的运动与普通炮弹一样，在火箭发动机开始工作 以后，则和普通火箭弹相同，而当火箭发动机工作结束后，又 和普通炮弹的运动规律一致了。
喷管是固体火箭发动机的重要部件之一，具有先收敛后扩散 的几何形状，用来控制燃烧室压力，以及使亚声速气流变为超 声速气流，提高排气速度。
喷管处于发动机尾部，是能将燃烧室中的高温高 压燃气的热能转换为燃气的动能，并控制燃气流 量的变截面管道。
火箭发动机喷管为超声速喷管，内形面由收敛段、临界 面、扩张段组成。喷管的种类按型面不同分为锥形喷管和 特型喷管，锥形喷管的扩张段为简单锥形，特型喷管的扩 张段为曲面形，特型喷管比锥形喷管的效率高，常用在大、 中型发动机上；按喷管个数不同又分为单喷管结构和多喷 管结构；按制成结构材料不同分为普通简单喷管和复合喷 管结构，复合喷管的热防护性能好，常用于较长时间工作 的发动机上。
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2.发动机
该弹的发动机采用了两节燃烧室、两套火药装药和两 端喷气的结构，包括前燃烧室、后燃烧室、前喷管、后喷 管、装药、挡药板和点火装置等。其目的是在允许的条件 下增加火药装药，从而提高射程。装药的牌号为双铅－2， 两套装药均为7根管状药，每根尺寸是56.8/9mm。
点火药盒设置在两套装药之间，并由中间支架固定。在点 火药盒内装有电发火管，所引导线，一根连在药包支架上， 另一根穿过药柱铆接在导电盖上，而导电盖与喷管之间有起 绝缘作用的橡皮碗。
药柱设计的主要参数有：药柱直径、药柱长度、药柱根数、 肉厚系数、装填系数、面喉比、喉通比、装填方式等。
按药柱燃面变化规律不同可分为恒面性、增面性、减面性； 按燃烧面位置不同分为端燃形、内侧燃形、内外侧燃形；按空 间直角坐标系燃烧方式不同分为一维、二维、三维药柱；按药 柱燃面结构特点不同分为开槽管形、分段管形、外齿轮形管形、 锥柱形、翼柱形、球形等。
此外，还有长尾管喷管、潜入式喷管、可调喷管和斜切 喷管等。
挡药板是用来固定装药，并防止未燃尽的药粒喷出或堵塞喷 管孔。
点火器用来点燃火箭装药，一般由点火管和引燃药组成。当 电点火管通电时，首先点燃引燃药，并在燃烧室内形成初始压 力，使火箭装药迅速、同时燃烧，从而保证发动机很快进入稳 定工作状态。
推进剂是发动机产生推力的能源，常用双基推进剂、改性双 基推进剂或复合推进剂，加工成单孔管状或内孔呈星形等各类 形状的药柱。药柱的几何形状和尺寸直接影响着发动机的推力、 压力随时间的变化，所以药柱的设计在很大程度上决定了发动 机的内弹道性能和质量指标的优劣。