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“滚回绘图板”航空史上那些被淘汰的方案154-米亚 M-40 暴风雪

 长弓有心 2023-01-05 发布于广东

本文2359字,35图,预计阅读时间12分钟

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M-40起飞状态,图是作者P的,利用了下附素材

本文和昨天发布的:有趣的飞行器19-拉沃契金的超音速洲际巡航导弹 La-350 风暴一文呼应,来讨论下米亚西舍夫设计局的超音速洲际巡航导弹方案,当然了米亚西舍夫最终没有把“暴风雪”巡航导弹送上天。于是,理所当然地归类到“滚回绘图板”栏目。@nordland 今日头条 原创首发

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“暴风雪”

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“KRMD”的远程巡航导弹的背景请见La-350风暴一文,话说1953年4月,米亚西舍夫负责的OKB-23开始了洲际巡航导弹的开发设计工作。1954年5月20日和1956年8月11日的苏联部长会议决议正式确定立项。该项目代号“40”(产品“40”)“Буран”(暴风雪),与后来的苏联第一架航天飞机“暴风雪号”是同一个单词。

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飞行器分为两个部分,分别是代号“42”的导弹主体,和代号“41”的火箭助推器,根据设计局的习惯,整体项目、导弹主体和助推器分别被称为M-40、M-42和M-41

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总设计师是 G.N. 纳扎罗夫 和D.F. 奥罗奇科,G.D. 德米切夫被任命为火箭的主级(“42”)的总设计师,,A.I.兹洛卡佐夫为加速器(“41”)的总设计师。

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40、41、42

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M-40巡航导弹的主体M-42采用飞机构型,切尖三角主翼 前缘后掠角为70º,,面积为98平方米,十字梯形尾翼,均带有空气动力学方向舵。

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主弹体和助推器

机身由钛合金制成,使用了在 M.M. 邦达里克设计局制造的RD-018冲压发动机,从头部进气,进气口处有一个长度为700 mm迎角为-3°的中央激波锥,激波锥内部放置了一个重达 3500 公斤的弹头 。RD-018发动机的燃料储备位于弹体中间部分的五个密封燃料舱中。总燃料容量为42,900升。

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M-42弹体内部结构

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为了启动并将M-42主级加速到超音速冲压发动机的工作速度,使用了四个M-41加速器,带有推力为 55 吨的液体推进剂发动机,由OKB-456的首席设计师 V.P.格鲁什科设计,在“SUM”飞机助推器的基础上开发。火箭的设计类似于“风暴”洲际弹道导弹,但空重要大一些,配备爆炸装置。

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助推级M-41结构

4枚助推器位于主级每侧机翼的上方和下方,每个加速器的尾部安装了一台四室D-41液体推进剂火箭发动机,该发动机在地面标称推力为57000公斤。 在 D-41 发动机四个燃烧室的喷嘴中,安装了气体方向舵,用于起飞操控。在主级的空气动力方向舵获得足够的速度满足操控效率后,气体方向舵可抛弃。4个M-41满载重量99.5吨,空重13.5吨。

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暴风雪的风洞模型

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在18200高度启动主机后,抛弃助推器。导弹继续自动飞行7500-8000 公里,然后从24 -25公里的高度以 3290公里/小时的速度冲向目标。制导装置为内部陀螺仪惯性导航和放置在机身顶部隔间的恒星传感器的天文校正,这套制导系统由R.G. 查奇彦领导的团队开发。

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发射和飞行

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“暴风雪”将从新克拉马托尔斯克机械制造厂设计的PU发射台上发射,后来成为礼炮设计局副总设计师的工程师V K 卡拉斯科提出了一种概念装置。建议用三个钢缆牵引的支架分散火箭重量,确保暴风雪在发射台上的稳定位置。钢缆的上端连接到主级M-42的支撑连接器环上,下端连接到发射台。这样的装置可以简化暴风雪的紧固,同时可以旋转使整个结构以获得更精确的发射角度。在发射时,连接环的火工装置被触发,将火箭从支架上释放出来,支架由钢缆牵拉放倒。

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发射台

计划的飞行过程是:起飞83秒后,在海拔15750 m,距离发射场约19公里处,燃气舵抛弃。此时,飞行速度达到约2700 km / h,火箭的控制切换到空气方向舵。方向舵的偏转以保持起飞前设定的飞行路径。起飞后93秒,当达到3380 km / h的飞行速度时,主级冲压发动机的助推火箭启动,2秒后,在18100 m的高度和距离发射场28.7 km的地方,助推器脱离。起飞101秒后,主级超音速冲压发动机启动。

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117秒后,在距发射场49公里处,火箭到达发射弹道顶端19700 m。 此时,飞行速度降低到3280 km / h的巡航速度,天文导航系统开始工作,该系统在巡航阶段部分保持火箭的飞行方向。在268 秒,轨迹的高度从 19700 m 降低到大约 18200 m的起始巡航高度,此时发射过程结束。巡航飞行部分在起飞后269秒开始,高度从18200米开始,距离发射场187公里。由于燃料消耗重量减轻,飞行高度将从逐渐增加到24500米,此时到达目标区域进入攻击模式。

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导弹弹头在目标上以自由落体方式部署,发射后 2 小时 28 分钟,在距离目标约 50 公里、24540 米的高度由天文导航系统发出分离弹头的命令。分离头部后约100秒到达地面,最终速度为920 km/h。估计的圆概率偏差为10.5公里。

取消

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1956年,根据部长会议1096-570命令,OKB-23开始起动制造用于测试的原型。但此时NII-1011将战斗部重量需求增加了1600公斤,达到5000公斤。 9月OKB-23提交了对暴风雪导弹的修改图纸,该产品获得了工厂代号“ 40A”。相应的助推器获得了产品“41A”的名称,主级获得了产品“42A”的代号。1957年第一个测试弹体制造完成,同年台架测试开始。

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这张是“40A”助推器“41A”

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主体“42A”

A型延长了弹体,以适应加长的单头,冲压发动机也升级为RD-018A,助推器发动机换为D-13,地面推力70000公斤。 暴风雪的飞行测试计划于1957年8月在卡普斯京亚尔进行,但随后被推迟。1957年秋天,接到部长会议命令,暴风雪项目的工作停止了。

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1955年米亚西舍夫设计局提交的测试技术文件,下方有总设计师米亚西舍夫的签名

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来自米亚设计局1955年报告的助推器总装设备

暴风雪取消的主要原因是科罗廖夫的R-7洲际导弹表现出巨大的潜力,更加简单、可靠、难以防御而且总体成本更低 ,于是作为备份的洲际巡航导弹变得“鸡肋”起来。

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起飞中的科罗廖夫 R-7 洲际导弹

出于谨慎考虑,中央委员会决定保留两个超音速巡航导弹项目中进度较快的一个。因此落后于拉沃契金La-350 “风暴”导弹的“暴风雪”项目惨遭终止。

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“风暴”(左),“暴风雪”(右)

“暴风雪”和“风暴”的设计非常相似,也很容易混淆。“暴风雪”比“风暴”更大更长,多两个助推器,“风暴”的助推器有两个长三角尾翼。两者的主弹体气动布局基本一致,“暴风雪”为斜切尖三角主翼,机翼面积更大,“风暴”是平切的。此外“暴风雪”的天文导航舱位于一个贯穿弹体的纵脊的中间,而“风暴”的天文导航舱直接在弹体中部突起。性能上“风暴”考虑了突防规避飞行轨迹,且末段使用俯冲弹道,而暴风雪只是自由落体投放弹头。不过最终,“风暴”导弹也没有逃过终止的命运。

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助推器地面实验装置

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产品总装说明

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“暴风雪”导弹技术文件中提到的金属材料技术应用

虽然未能最终完成,但是在“暴风雪研制过程中,工程师解决了大量航空材料、润滑剂、结构、自动化和加工方面的技术问题。整体推动了50年代末苏联航空技术的巨大进步。@nordland 今日头条 原创首发

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其他资料

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