导弹发射系统（三）硝烟的浪漫——热发射技术

　　出品：科普中国

　　作者：鸿爪雪梨

　　策划：武玥彤

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　　在航空和航天领域中，为使火箭、导弹、飞机等飞行器能够正常的飞行，必须加给它一定的力，在绝大多数情况下，这个力是通过反向喷射介质而形成的反作用力。前文曾经提及，热发射技术是最基本的导弹发射技术之一，热发射技术为何经久不衰，它又涉及到哪些关键技术并如何解决？本文围绕这一较高深的话题，为读者简要阐明热发射技术。

　　热发射技术之所以能沿用至今且仍被视为主要发射方式，其优势是非常明显的。导弹发射的动力由主发动机产生，也就是所谓的直接点火发射，发射过程简单，技术非常成熟。对于体积重量巨大的导弹来说，热发射是最经济的发射方式，同时热发射不需要额外配置弹射的保障装置，导弹不需要在空中二次点火，因此发射可靠性较高。

　　但热发射的难题也非常明显，火箭发动机将产生大量带有固体微粒的高温高速燃气流，燃气流温度高达3000℃，速度近2000m/s。对这种高温、高速燃气流处理不当，会损坏发射装置甚至引起导弹爆炸。

　　解决这些难题的办法也很简单，将燃气排出并迅速冷却发射装置即可。设计一套能将导弹发射时产生的高温、高速燃气完全排放到大气中的燃气排导系统非常重要，它能将导弹正常发射或意外点火产生的高温高速燃气流安全排导。目前常用的排气方式有公共排导和同心筒式两种。

　　顾名思义，所谓公共排导，是指各个导弹发射舱共用排烟道。以大名鼎鼎的MK41导弹为例，在各个发射箱之间设置低压室，并在发射箱与低压室接口处安装了各自的自动开闭门。发射时，燃气流吹开自动开闭门进入低压力室，再排向大气。低压力室内的燃气流由于受到相邻弹箱自动开门的阻挡而不会进入相邻弹箱。导弹移动一段距离后，当吹在自动开闭门上的燃气作用力减弱到小于其复原力时，自动开闭门就会自动关闭，阻挡相邻弹箱发射时产生的燃气流进入箱内。自动开闭门能经受多次发射使用。

　　图1 MK-1导弹热发射时的气流从旁边的低压室排出（图片来自网络）

　　同心筒式发射装置和垂直发射系统差别较大，它的基本结构是两个同心筒套在一起，导弹发射时，燃气流从内外筒之间的环形缝隙（通道）排出。同心筒式的成本较低，尤其是生产成本和维护成本方面具有明显优势。

　　由于导弹是在发射箱内直接点火，因此必须采用一些关键技术手段，来解决给发射井降温的问题。目前在舰载导弹领域采取两种不同措施来给发射系统降温，一种是压力通风系统，当导弹点火发射时，用强大的气流将产生的火焰和气体，迅速通过排烟道垂直排入空中，如英国海狼导弹垂直系统。另一种是冷却水喷淋系统，MK-41发射装置的每个导弹隔舱，都独立设置一个水冷系统，有独立的阀门通往每个发射箱，除发射降温外，当导弹发动机发生事故突然点火时，也可用喷水系统迅速予以冷却。

　　图2 英国海狼导弹舰载垂直发射系统（图片来自百度）

　　在陆基导弹中，随着对导弹发射装置小型化、紧凑化以及对增强火力的要求逐渐提高，发射燃气流的问题也更加复杂，它不仅对发射装置和发射阵地有影响，对导弹发射也有影响，燃气噪声还会引起发射装置振动影响发射精度，所以燃气流的防护问题是发射装置设计时非常重要的研究内容。

　　一方面需设置专门的燃气导流器，将高温燃气快速、稳定、可靠的引导至一定方向；另一方面发展厢式发射技术，一弹加一厢成为标准配置，既便于导弹的长期贮存与机动运输，也可用贮运发射箱保护其内部的导弹免受相邻贮运发射箱内的导弹发射时燃气流的冲击，使导弹的密集布置成为可能，应用模块化设计的思路，可将多个标准化的贮运发射箱组合成2箱、4箱和6箱等形制。

　　图3 舰载鹰击-83反舰导弹发射箱（图片来自网络）

　　随着导弹配套技术的发展，热发射所面临的耐高温、排烟排焰、安全发射等可题都逐渐被解决，热发射仍是大多数国家和导弹所选择的发射方式。

　　军事小百科：导弹热发射技术通过利用导弹自身发动机能量完成导弹发射，具有结构简单，可靠性高的优点，对发动机点火产生的高温、高速火焰和气流进行有效排出，以及对发射装置进行高效降温是保障热发射安全性的关键技术。