呂開(kāi)妮

摘? 要：以機(jī)載武器掛架為研究對(duì)象，詳細(xì)分析了機(jī)載武器掛架結(jié)構(gòu)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行了詳細(xì)的研究。從該次研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)載武器掛架結(jié)構(gòu)具有特殊性，并且隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，其武器掛架結(jié)構(gòu)還將得到進(jìn)一步的完善與發(fā)展，以期該文在相關(guān)工作研究與生產(chǎn)中有一定的指導(dǎo)與參考意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)載武器;掛架結(jié)構(gòu);載彈量

中圖分類(lèi)號(hào)：V22? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

機(jī)載武器掛架主要被用于懸掛各種航空武器以及副油箱等懸掛物，主要包括武器連接的各種掛架，或者與飛機(jī)相連接的格式掛梁等。從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，雖然機(jī)載武器掛架的結(jié)構(gòu)看似簡(jiǎn)單，但是整體上十分復(fù)雜，不僅要求掛架可以滿足導(dǎo)彈攜帶、激活、發(fā)射的要求，還要保證飛機(jī)的靈活性、隱身性等。因此可以認(rèn)為，機(jī)載武器掛架結(jié)構(gòu)在一定程度上影響了飛機(jī)的性能。

1 機(jī)載武器掛架主要組成部分

1.1 掛梁

根據(jù)掛梁所處的位置，可以將其分為機(jī)身掛梁、機(jī)翼掛梁2種，或者根據(jù)用途劃分為專(zhuān)用掛梁、通用掛梁。

在機(jī)載武器掛架中，掛梁是整個(gè)掛架結(jié)構(gòu)的核心，主要包括中心掛梁、機(jī)身側(cè)面掛梁、半埋式掛梁等，位置越靠近飛機(jī)重心，懸掛物對(duì)掛載、分離的影響越小。目前，中心掛梁一般不采用直徑過(guò)大的懸掛物，并且某些戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)身掛梁十分接近飛機(jī)進(jìn)氣道，不方便掛載導(dǎo)彈發(fā)射的較大型噴氣武器。而側(cè)面掛梁主要被安裝在機(jī)身的側(cè)下方位置，用于懸掛空對(duì)空導(dǎo)彈等體積較小的武器，對(duì)飛機(jī)的縱向、橫向安定性影響較小，但是由于該位置靠近飛機(jī)的氣道，導(dǎo)致在導(dǎo)彈發(fā)射之后，所產(chǎn)生的燃?xì)饬鲿?huì)影響飛機(jī)的航行。

機(jī)翼掛梁主要分為翼上、翼下、翼間掛梁3種。其中翼上掛梁主要是在機(jī)翼上方安裝武器的安裝架，由于位置較為特殊，因此只能安裝一些體積較小的發(fā)射導(dǎo)軌或者操式火箭發(fā)射器，從整體上來(lái)看，采用翼上掛梁結(jié)構(gòu)的飛機(jī)很少。翼下掛梁是最為常見(jiàn)的掛梁形式，這是因?yàn)轱w機(jī)的翼下具有寬闊的空間，懸掛物在一定程度上會(huì)發(fā)揮“卸載”的作用，且具有維修、養(yǎng)護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，而被現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)所廣泛采納。但是這種懸掛方式也有一個(gè)較為明顯的缺點(diǎn)，就是在大量懸掛武器之后會(huì)增加飛機(jī)飛行時(shí)所遭受的阻力，因此會(huì)影響飛行性能;或者飛機(jī)的設(shè)計(jì)存在缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)產(chǎn)生不同程度的震顫，無(wú)法保證飛機(jī)的可操控性。翼下掛梁除了可以懸掛導(dǎo)彈、火箭彈等武器之外，還可以懸掛拖靶、無(wú)人機(jī)等，具有較高的靈活性。

1.2 轉(zhuǎn)接梁

在機(jī)載武器掛架中，轉(zhuǎn)接梁的主要功能是過(guò)渡，用于解決制式外掛物在按照不同標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的飛機(jī)掛鉤上的懸掛問(wèn)題，可以顯著增加飛機(jī)的掛彈數(shù)量與品種。

1.3 掛彈架

在機(jī)載武器掛架中，掛彈架是其中的重要組成部分。一般在彈倉(cāng)內(nèi)選用梁性掛彈架，且炸彈架與炸彈鉤在結(jié)構(gòu)上被緊密地連接在一起，包括掛彈鉤、限動(dòng)架等。其中限動(dòng)架的功能是限制導(dǎo)彈的掛載狀態(tài)下的擺動(dòng)問(wèn)題，并且可以與彈鉤一起來(lái)承受來(lái)自懸掛物的各種力。從整個(gè)機(jī)載武器掛架系統(tǒng)來(lái)看，炸彈鉤是獨(dú)立的部件，并且炸彈會(huì)被掛在炸彈鉤上，而炸彈鉤被懸掛在掛彈架上，因此導(dǎo)彈鉤在實(shí)際上是沒(méi)有限動(dòng)架的炸彈夾上。而目前戰(zhàn)機(jī)所攜帶的導(dǎo)彈數(shù)量越來(lái)越多，所以在掛彈架的設(shè)計(jì)上會(huì)開(kāi)始采用復(fù)式的掛彈架，這種掛彈架的設(shè)計(jì)要求可以滿足戰(zhàn)機(jī)對(duì)載彈量的要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，高密度掛彈架主要是通過(guò)炸彈艙中的空間，靈活選擇不同的載彈量方式（如中小口徑的炸彈的箱型炸彈架等），這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)下的每個(gè)掛鉤上都可以懸掛一枚導(dǎo)彈并單獨(dú)釋放;并且在緊急情況下，整個(gè)復(fù)式掛彈架上的導(dǎo)彈都可以一起投放，增強(qiáng)了飛機(jī)的戰(zhàn)斗力。

2 機(jī)載武器掛架結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)工藝

機(jī)載武器掛架的主要功能就是與飛機(jī)連接，并攜帶各種機(jī)載武器，是飛機(jī)與武器相連接的關(guān)鍵，具有控制武器的功能，不同飛機(jī)所適用的掛架用途存在差異，并且尺寸和結(jié)構(gòu)等也具有明顯的數(shù)據(jù)差異，在外形尺寸大、內(nèi)腔中隔板與筋條多等因素的影響下，對(duì)機(jī)載武器掛架的性能提出了更高的要求。因此機(jī)載武器掛架的結(jié)構(gòu)看似非常簡(jiǎn)單，但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還需要考慮到掛架強(qiáng)度、空間結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)性等多方面的要求，并且還需要考慮到高性能飛機(jī)的隱身性，因此整個(gè)掛架的結(jié)構(gòu)就變得十分重要。所以在當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了確保掛架的性能可以滿足大體積武器的裝載要求，就需要盡可能地控制掛架的重量，其中的原材料則成為掛架設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，要保證掛架可以滿足承受較高水平的靜荷載與沖擊荷載，因此掛架應(yīng)該具有理想的材料性能，避免出現(xiàn)火渣等缺陷。從相關(guān)技術(shù)的研發(fā)情況來(lái)看，目前我國(guó)的掛架主要采用自行研發(fā)的ZL205A材料砂型整體鑄造成型，該材料構(gòu)成的掛架具有理想的物理性質(zhì)，并且各機(jī)械結(jié)構(gòu)、掛點(diǎn)在設(shè)計(jì)中，主要采用了30CrMnSi等合金鋼材鍛造的方法，確保連接點(diǎn)具有理想的強(qiáng)度水平，能夠滿足反復(fù)拆卸的要求。

其次，在整體掛架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，掛架主要采用扁平式的設(shè)計(jì)方案，其整體結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，并需要根據(jù)不同飛機(jī)類(lèi)型做出相應(yīng)的調(diào)整，尤其要根據(jù)外掛物掛載方法與飛機(jī)的氣動(dòng)外形要求等組抽調(diào)整。從目前相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看，外掛物掛載在與外掛物接口的尺寸分為30英寸與14英寸2個(gè)類(lèi)型，這種尺寸規(guī)格不僅可以滿足掛架的整體強(qiáng)度，還能降低重量，通過(guò)在掛架內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置大量的多筋條傳力結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法不僅為鋪設(shè)各種信號(hào)電纜提供支持，還能在掛架內(nèi)腔上下表面開(kāi)設(shè)多個(gè)窗口，使飛機(jī)的各項(xiàng)控制信號(hào)都可以通過(guò)電纜傳遞到外掛武器裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外掛武器的控制。

從整體設(shè)計(jì)思路來(lái)看，目前的機(jī)載武器掛架主要可以分為外部掛架與內(nèi)部掛架2種形式，其中外部掛架的空間限制較小，可以攜帶多種武器，但是會(huì)增加飛機(jī)的雷達(dá)反射截面，進(jìn)而降低了飛機(jī)的隱身性能;而內(nèi)掛的設(shè)計(jì)方法可以減少飛機(jī)的雷達(dá)反射截面，保證了雷達(dá)的隱身性能，但是相比之下會(huì)出現(xiàn)載彈量減少的問(wèn)題。因此無(wú)論選擇哪種方式，都需要根據(jù)飛機(jī)性能來(lái)確定。

以F-111戰(zhàn)斗機(jī)為例，在高空無(wú)外掛時(shí)的DI（阻力指數(shù)）值為0，其最大飛行速度可以達(dá)到2.5馬赫數(shù)，而在翼尖懸掛了兩枚AIM-9導(dǎo)彈之后，DI值則增加到了20。從目前技術(shù)研究發(fā)展來(lái)看，目前的先進(jìn)的第四代戰(zhàn)機(jī)均采用了內(nèi)掛的方法，并且在內(nèi)掛武器架的設(shè)計(jì)中采用了伸縮吊架式的設(shè)計(jì)方法，并采用鋁合金為主要材料，采用2組折疊伸展臂與下方的導(dǎo)彈載具構(gòu)成，折疊伸展臂可以在飛行員發(fā)出命令之后，在極短的時(shí)間內(nèi)完成伸展動(dòng)作，并完成導(dǎo)彈的發(fā)射;在設(shè)定的伸縮行程中，整個(gè)飛機(jī)會(huì)產(chǎn)生極大的峰值加速度，這樣就可以保證導(dǎo)彈就有較高水平的加速度，確保導(dǎo)彈可以安全通過(guò)臨界空氣流動(dòng)層脫離飛機(jī)。并且在這種結(jié)構(gòu)下，地勤人員可以更高效地更換武器彈藥，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成伸縮，提高了武器彈藥的更換效率。也有研究認(rèn)為，在當(dāng)前的武器結(jié)構(gòu)體系下，還可以在復(fù)式掛彈架的基礎(chǔ)上，同時(shí)懸掛多枚導(dǎo)彈，在不影響飛機(jī)懸掛點(diǎn)的情況下，讓載彈量顯著增加。

3 結(jié)論

在當(dāng)前的機(jī)載武器掛架結(jié)構(gòu)問(wèn)題的研究中，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，大量機(jī)載武器將會(huì)朝著更輕、更強(qiáng)且功能完善的角度發(fā)展。因此在機(jī)載武器掛架相關(guān)問(wèn)題的研究中，通過(guò)深化機(jī)載武器掛架的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)載武器掛架的性能，讓掛架可以成為強(qiáng)化飛機(jī)戰(zhàn)斗力的重要保障，切實(shí)維護(hù)國(guó)家權(quán)益。

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