專利名稱:航空炮射中通導(dǎo)彈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種空對空導(dǎo)彈，通過用“阻力整流動力筒道”技術(shù)改良后的導(dǎo)彈。并為這類導(dǎo)彈配套的發(fā)射炮具。使得通過炮射導(dǎo)彈的方式，大大提高航空導(dǎo)彈的發(fā)射效率。本專利申請的核心內(nèi)容是用“阻力整流動力筒道”技術(shù)，改良多種飛行和潛行彈藥，不僅形成空對空中通導(dǎo)彈，而且形成；中通子彈、中通炮彈、中通火箭彈、中通魚雷、中通空對地和地對空導(dǎo)彈等。
二、技術(shù)背景
I、本專利申請的核心內(nèi)容是用“阻力整流動力筒道”技術(shù)，改良多種需要飛行的彈藥。高速飛行的彈藥承受著巨大的流體阻力，并且直接影響了彈藥的發(fā)射距離和發(fā)射方式。前后慣通的筒道對這類彈藥有以下功用；第一、使迎面流體阻力被化解并導(dǎo)入筒道;第二、氣流高速通過筒道內(nèi)部時，與筒壁磨擦生熱，但是這些磨擦力產(chǎn)生的熱能，又能加熱后續(xù)進(jìn) 入筒道的氣流，使后續(xù)氣流膨脹做功，因此筒道內(nèi)部阻力是可以被利用的，幾乎相當(dāng)于無阻力；第三、當(dāng)進(jìn)入筒道的流體從尾部噴出時，通過對筒道尾部出口的動力設(shè)計，可以對彈體產(chǎn)生向前的推力，更進(jìn)一步化解前進(jìn)中的流體阻力；第四、被導(dǎo)入筒道內(nèi)的流體，可以通過內(nèi)置的方向舵，調(diào)整彈藥的飛行方向，使外置的流體動力學(xué)裝置可以省略，為炮射提供了便利條件；第五、通過筒道進(jìn)入的氧氣，可以替代火箭、導(dǎo)彈等自身攜帶的氧化劑，大大減少載荷。
2、當(dāng)前成熟的各類彈藥的發(fā)射技術(shù)、引導(dǎo)技術(shù)、引爆技術(shù)，都可以根據(jù)需要整合進(jìn)相應(yīng)的彈藥使用過程中。
3、航空炮射中通導(dǎo)彈技術(shù)與載機(jī)的整合,將使載機(jī)載荷布局合理性,大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
通過著重說明航空炮射中通導(dǎo)彈(主要是空對空導(dǎo)彈)為例，闡述中通彈藥的各種應(yīng)用。
航空炮射中通導(dǎo)彈的組成為；圓柱型彈體、前后慣通的中通筒道、內(nèi)置舵板式方向舵、燃燒室、發(fā)射墊板、發(fā)射整流罩、引導(dǎo)裝置、戰(zhàn)斗部、燃料、磨擦熱點(diǎn)火裝置、炮彈發(fā)射藥及藥筒、滑膛炮。
I、圓柱型彈體；導(dǎo)彈外觀為圓柱型(也可以是水滴型的后半部)，作戰(zhàn)載荷決定其粗細(xì)和長短。一般認(rèn)為，為了適應(yīng)一炮多彈的方便原則，主要靠彈體長度而非直徑調(diào)節(jié)，來滿足不同類型的導(dǎo)彈需要。例如；加長戰(zhàn)斗部可提高裝藥量、加長燃量艙，提高飛行距離。提高飛行距離還可以通過提高炮射初速來實(shí)現(xiàn)。
2、前后慣通的中通筒道；通道的前端開口基本占據(jù)導(dǎo)彈頂部的圓柱體截面，只為引導(dǎo)頭和引信在前部圓環(huán)上留出必要位置，并且充分考慮流體阻力因素。筒道為喇叭狀空腔連接較細(xì)管道的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的意義在于；第一、將迎流面所遇到的阻力流體，全部以流線型的喇叭狀空腔導(dǎo)入內(nèi)部筒道。這個喇叭狀空腔結(jié)構(gòu)，與普通彈頭的尖頭狀結(jié)構(gòu)具有相同的作用，都是便利流體流過。不同的是，一個是流到外面了，一個是把流體整合進(jìn)內(nèi)部筒道了 ；第二；根據(jù)流體力學(xué)原理，單位時間內(nèi)流入的流體與單位時間流出的流體相等。不同的是不同段位的流速。因此大開口細(xì)管道的結(jié)構(gòu)，不會增大流體阻力，只會通過細(xì)管道節(jié)省出必要的彈體空間，用以加裝各種載荷；第三、對于氣流而言，細(xì)管道有利于壓縮空氣，集中供氣，有利于燃燒；第四、燃燒室可以視作筒道的一部分，即可以屬于渦輪發(fā)動機(jī)的，也可以屬于渦噴發(fā)動機(jī)的，還可以屬于火箭發(fā)動機(jī)的燃燒室；第五、對于固體燃料而言，筒道可以慣穿固體燃料實(shí)現(xiàn)首尾慣通，并將空氣送達(dá)燃燒裝置，免帶氧化劑。這時固體裝藥模塊需要做成中空的，與中通筒道相匹配。
3、內(nèi)置舵板式方向舵；內(nèi)置方向舵由環(huán)形軌道、舵板、舵板固定軸組成。在本人的專利申請“電磁空天發(fā)動機(jī)”(申請?zhí)枺?br>201110028723. 9)中，有一個方案為“太空噴氣舵”，用以從飛行器內(nèi)部調(diào)節(jié)飛行方向。本申請中的內(nèi)置方向舵與之結(jié)構(gòu)與功用相類似。在本方案中，舵板固定軸帶動舵板可以360度在環(huán)形軌道內(nèi)轉(zhuǎn)動，舵板可以在固定軸上簡單擺動(或稱左右擺動或稱上下擺動)。固定軸帶動舵板360度的轉(zhuǎn)動和舵板的簡單擺動就可以使其可以自由調(diào)節(jié)筒道內(nèi)的流體，產(chǎn)生相應(yīng)力矩，達(dá)到調(diào)整導(dǎo)彈飛行方向的目的。內(nèi)置方向舵可以置于前端喇叭狀空腔 內(nèi)，也可以置于中間段的管道內(nèi)，還可以與太空噴氣舵一樣置于尾端，據(jù)體情況根據(jù)實(shí)際需要與可能而定。內(nèi)置方向舵的最大功用在于把導(dǎo)彈外部的氣動系統(tǒng)內(nèi)置，從而為炮射導(dǎo)彈提供了便利條件。
4、燃燒室、引導(dǎo)裝置、戰(zhàn)斗部、燃料都是傳統(tǒng)導(dǎo)彈的必備要素，技術(shù)成熟，僅需根據(jù)需要與新技術(shù)整合形成整體即可。其中燃燒室和燃料是可選擇要素，而不是必備要素。例如短程空對空導(dǎo)彈，由于初始發(fā)射速度大，飛行阻力小,且中通筒道有阻力變動力的功能，所以就不一定需要再加燃料和燃燒室，使得彈體更加縮小。
5、發(fā)射墊板；由于導(dǎo)彈中通，如果沒有輔助手段，發(fā)射藥所形成的氣體必然順著筒道從前段噴出，不能成為推動彈藥出膛的動力。用墊板形成阻隔，使發(fā)射時發(fā)射藥產(chǎn)生的爆炸氣體通過推動墊板而推動導(dǎo)彈發(fā)射。當(dāng)導(dǎo)彈和墊板出膛后，墊板自動脫落，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈順利發(fā)射的目的。
6、炮彈發(fā)射藥及藥筒；這一部分就是傳統(tǒng)的火炮發(fā)射的動力裝置，裝藥量根據(jù)發(fā)射距離和發(fā)射條件決定。傳統(tǒng)裝藥筒是一次性使用的。本人認(rèn)為，利用現(xiàn)代技術(shù)處理，裝藥筒可以成為炮體的一部分而多次使用，從而達(dá)到減少戰(zhàn)機(jī)載荷的目的。方法是裝藥筒可以做成可以臨時自動裝藥的結(jié)構(gòu)，每次發(fā)射前，利用機(jī)載自動控制系統(tǒng)，根據(jù)需要為其裝藥。由于每次發(fā)射使用后藥筒會處于高溫裝態(tài)，可以多備幾個藥筒，發(fā)射后退出、冷卻，再裝藥，再上膛。
7、磨擦熱點(diǎn)火裝置；攜帶燃料的導(dǎo)彈，都需要點(diǎn)火。本裝置是基于這樣的理念；彈體在炮膛中滑動加速時，與炮管磨擦產(chǎn)生高溫，為此炮彈都要加裝防熱帶，防熱帶就承受了大部分的磨擦熱量。將這一熱量通過防熱帶(又可理解成集熱帶)，傳導(dǎo)致點(diǎn)火器，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。也可以通過熱電金屬將其變成電流實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，導(dǎo)熱點(diǎn)火時間與炮彈在炮膛中的時間相匹配，可以做到。這樣可能大大單化導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)。對于需要不斷點(diǎn)火的導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)，可以用傳統(tǒng)點(diǎn)火裝置或本人“阻力整流動力筒道”技術(shù)方案中的發(fā)電技術(shù)解決。
8、滑膛炮；這是用來發(fā)射炮射導(dǎo)彈的裝置。根據(jù)所發(fā)射的彈體的體積，可以是單發(fā)的，也可以是連發(fā)的。發(fā)射空空導(dǎo)彈的航炮應(yīng)考慮發(fā)射的后坐力對飛機(jī)的影響，可以考慮用無后坐力滑膛炮。
9、發(fā)射整流罩；之所以最后談這一方案，是因?yàn)檫@一方案可能用不到，也可能必不可少；可能高速發(fā)射方案必須用到，也可能低速發(fā)射射方案用不到。但是從簡單結(jié)構(gòu)的要求出發(fā)，能不用盡量不用為好。特別是整流罩的使用所帶來的復(fù)雜性和麻煩不是一般得多，只有非用不可時再考慮使用。炮射導(dǎo)彈沒出膛時，或發(fā)射墊板沒脫離彈體時，中通管道沒有慣通，這時彈體的頂端非流線形，流體阻力巨大，如果這一巨大的瞬時阻力足以對導(dǎo)彈的功能產(chǎn)生不可忽略的影響，就需要發(fā)射整流罩。否則可能明顯影響彈體的出膛初速。對于無自帶燃料的中通子彈、中通炮彈、短程空對空中通導(dǎo)彈而言，低初速是不可容忍的。發(fā)射整流罩就是使彈體沒實(shí)現(xiàn)中通以前，整流彈體頂端，使致呈流線型，減小流體阻力，達(dá)到高初速的要求。彈體一出膛就迅速脫落。如果必須用發(fā)射整流罩時，可以考慮用發(fā)射熱點(diǎn)火裝置的原理，用前端防熱帶所聚集的熱能快速使其脫落。時間的匹配，以現(xiàn)有技術(shù)，同樣不難做至IJ。如果前端不設(shè)整流罩，從筒道內(nèi)進(jìn)入的氣體，也可能有效幫助發(fā)射墊板的有效脫落。如果能做到這一點(diǎn)，不用發(fā)射整流罩就成了完美的方案了。10、以現(xiàn)有成熟技術(shù)，根據(jù)需要和不同彈藥的特點(diǎn)，與以上所述的新技術(shù)，的部分或全部進(jìn)行不同的組合，就可以形成節(jié)能高效的各類新型彈藥；中通子彈、中通炮彈、中通火箭彈、中通魚雷、中通空對地和地對空導(dǎo)彈等。
四具體實(shí)施方式
機(jī)載空空導(dǎo)彈滑膛航炮是發(fā)射炮射空對空中通導(dǎo)彈的必要載具。空戰(zhàn)時，飛機(jī)高速飛行中開炮發(fā)射導(dǎo)彈。發(fā)射藥點(diǎn)火，推動導(dǎo)彈在炮膛中加速并以大初速出膛。導(dǎo)彈出膛瞬間，發(fā)射墊板脫落，磨擦熱點(diǎn)火裝置和磨擦熱脫(發(fā)射整流)罩裝置同時工作，完成脫掉發(fā)射整流罩和導(dǎo)彈點(diǎn)火的工作，導(dǎo)彈開始工作。高初速帶來的強(qiáng)大的迎面氣流，為導(dǎo)彈動力提供了充足的氧元素。中通結(jié)構(gòu)使導(dǎo)彈受到的空氣阻力非常小。導(dǎo)彈就在大動力，低阻力的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的飛行。氣流在筒道內(nèi)壁磨擦消耗了部分導(dǎo)彈動能，但是磨擦所生的熱又同時加熱了流經(jīng)筒道的后續(xù)氣體，并且最終變成導(dǎo)彈的前進(jìn)動力。所以這部分消耗遠(yuǎn)低于氣流磨擦消耗不能被利用的外部整流方式。通過彈體頂端進(jìn)入中通筒道的流體，最終都要通過筒道的尾端排出，因此對彈體有最終的推力。當(dāng)導(dǎo)彈需要改變方向時，引導(dǎo)裝置向內(nèi)置方向舵發(fā)出指令。內(nèi)置方向舵自動控制系統(tǒng)根據(jù)指令在環(huán)形軌道內(nèi)轉(zhuǎn)動舵板固定軸，并適度擺動舵板角度，使其通過與流經(jīng)筒道內(nèi)的流體互動，產(chǎn)生改變導(dǎo)彈方向的力矩，使導(dǎo)彈飛向所需要的方向。
機(jī)載空空導(dǎo)彈滑膛航炮可以發(fā)射超遠(yuǎn)距、遠(yuǎn)距、中距、短距，超距空對空的中通導(dǎo)彈。還可以發(fā)射不攜帶燃料的制導(dǎo)空對空中通炮彈。從理論上說，與機(jī)載電子設(shè)備相結(jié)合，也可以發(fā)射某些空對地中通導(dǎo)彈與中通炮彈。
航空炮射中通導(dǎo)彈，使戰(zhàn)機(jī)裝載導(dǎo)彈的方式發(fā)生重大變革。以傳統(tǒng)的炮彈裝載和發(fā)射方式，就可以滿足作戰(zhàn)需求。為隱形戰(zhàn)機(jī)的掛彈和發(fā)射提供了極為理想的方案，真正做到隱身飛行，隱身發(fā)射；本方案極大地提高了空戰(zhàn)效率。由于中通技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用，同樣功用下的導(dǎo)彈的彈體大大縮小，裝載數(shù)量，發(fā)射速度，都發(fā)生了革命性變革。所有現(xiàn)有空戰(zhàn)武器，面對航空炮射中通導(dǎo)彈系統(tǒng)，將完全失去還手之力。
用阻力整流動力筒道技術(shù)整合現(xiàn)有成熟技術(shù)所形成的中通魚雷，潛行阻力大大減小，航程大大增加，導(dǎo)致魚雷海戰(zhàn)的革命性變化。
中通炮 彈，不需增加任何附件，就可以憑借高初速，在小阻力、阻力變動力的筒道結(jié)構(gòu)輔助下，大大增加飛行距離。
中通子彈還可以運(yùn)用內(nèi)置舵技術(shù)，在一定射程內(nèi)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動的要求。
中通火箭不再需要自帶氧化劑，加上阻力大大減小，可以輕易實(shí)現(xiàn)長距離飛行。
權(quán)利要求
1.用航炮發(fā)射中通空對空導(dǎo)彈的技術(shù)。
2.導(dǎo)彈內(nèi)置舵板式方向舵技術(shù)。
3.多次使用航炮用裝藥筒技術(shù)。
4.利用炮射磨擦熱能為導(dǎo)彈點(diǎn)火的技術(shù)(包括熱電池點(diǎn)火技術(shù))。
5.為炮射中通彈藥使用的發(fā)射墊板和發(fā)射整流罩技術(shù)。
6.中通固體裝藥技術(shù)。
7.由炮射中通導(dǎo)彈技術(shù)形成的載機(jī)空間布局技術(shù)和戰(zhàn)機(jī)全隱形技術(shù)。
8.各類在流體中運(yùn)行的中通彈藥技術(shù)。
9.阻力整流動力筒道技術(shù)在魚雷上的綜合運(yùn)用技術(shù)。
專利摘要
以阻力整流動力筒道技術(shù)、內(nèi)置舵板式方向舵技術(shù)、磨擦發(fā)熱點(diǎn)火技術(shù)、多次使用的航炮裝藥筒技術(shù)等，與傳統(tǒng)成熟的導(dǎo)彈與火炮技術(shù)相整合，就形成了體形小、初速大、飛行速度高的炮射空對空中通導(dǎo)彈技術(shù)。這一技術(shù)將大大提高航空導(dǎo)彈的裝載量，提高發(fā)射速度，使戰(zhàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)狀態(tài)的全隱形化。使現(xiàn)代空戰(zhàn)產(chǎn)生革命性變革?？梢灶A(yù)見，裝備這一技術(shù)的戰(zhàn)機(jī)將使現(xiàn)有的所有的空戰(zhàn)手段無還手之力。用阻力整流動力筒道技術(shù)以及本說明書所述的部分新技術(shù)和其它成熟技術(shù)，根據(jù)需要整合，形成的各類中通彈藥，大大提高飛行距離，提高作戰(zhàn)效率。
文檔編號F42B15/00GKCN102840796SQ201110185022
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月22日
發(fā)明者葛泓杉 申請人:葛泓杉導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan