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楼主: 万磁王

冷战年代的英格兰长弓——小记“蓝钢”导弹

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 楼主| 发表于 2019-6-30 09:00:10 | 显示全部楼层
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步入正轨
  为“蓝钢”导弹选配的发动机代号为P.R.9,后被赋予了“斯屯托耳”(Stentor)这一绰号,斯屯托耳是特洛亚战争中的希腊武士,据说他声音洪亮,是著名的大嗓门,可抵五十人,据盲诗人荷马的史诗《伊利亚特》记载,斯屯托耳因同赫尔墨斯比赛声音而死。不过,“斯屯托耳”发动机的命运则要好不少,该发动机由阿姆斯壮-西德利(后来成为布里斯托尔-西德利)公司研制,有两个燃烧室,其中一个在45000英尺(13716米)的高度可产生25500磅(约11.57吨)的固定推力,另一个在45000英尺高度产生的推力可以在1000磅(约0.45吨)到6200磅(约2.8吨)之间进行调节。发动机燃料为高挥发性双氧水和煤油,比冲约为220秒。推力较大的燃烧室用于在爬升阶段将导弹送到高空,之后的巡航阶段启用推力较小的燃烧室。测试表明,这种双燃烧室的火箭发动机是可靠且有效的,因此,当关于早期测试失利的报告称是由于火箭发动机失灵导致的失败时,阿姆斯壮-西德利公司的董事长写了一封措辞尖锐的信,指出事实并非如此:发动机失灵并非设计问题,而是由于燃料箱晃动导致燃料供应跟不上。显然,公司董事长不希望他的公司与“蓝钢”项目的不良声誉有任何瓜葛。早期的测试型样弹使用了德•哈维兰公司的“双幽灵”(Double  Spectre)发动机,直到“斯屯托耳”问世。
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用于推动“蓝钢”导弹飞行的“斯屯托耳”火箭发动机。该发动机有2个燃烧室,较大的用于爬升,较小的用于巡航。大燃烧室推力约为25500磅(约11.57吨),小燃烧室推力约为6000磅(约2.72吨)。燃烧室之间的两条管道(图中只能看见一条)是用来驱动燃料泵的涡轮机的排气管

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 楼主| 发表于 2019-6-30 09:00:11 | 显示全部楼层
  除了针对导弹开展的工作外,还必须对“V字头”轰炸机进行大量改进工作,以便为挂载导弹做好准备。“蓝钢”导弹较大的尺寸意味着需要对其应用“半埋”的方式嵌入机身。然而,不久后英国皇家空军的战术便发生了巨大的变化:防空武器系统的发展导致飞机需要飞得越来越低,而不是越来越高。“V字头”轰炸机原本是为高空突防而设计的,低空飞行会产生额外的应力,导致机体结构发生金属疲劳。不过,“勇士”轰炸机的机体较为坚固,因此在低空飞行测试时尚未遇到任何问题。但对“蓝钢”导弹而言,轰炸机挂载其飞行的高度现在远低于设计时预期的高度了,原本在空气稀薄的高空弹体强度不存在问题,可在空气密度较高的低空高速飞行很有可能会出现弹体强度不足的问题。对此,设计方的解决方案是:反正还要再拖上几年才能服役,这意味着在此期间可以调整导弹的设计性能,以应对低空飞行的情况。
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准备挂载到“火神”轰炸机上的“蓝钢”导弹

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 楼主| 发表于 2019-6-30 09:00:12 | 显示全部楼层
  “蓝钢”不是弹道导弹,而是像飞机一样被控制飞行的“巡航”导弹。载机将以大约0.7马赫的速度飞行,从约40000英尺(约12200米)的高度发射导弹。导弹与载机分离后先自由下落4秒钟,在32000英尺(约9700米)左右的高度启动发动机,然后从这一高度爬升到59000英尺(约1.8万米)上下,再加速到2.3马赫。在此之后,导弹开始巡航/小幅度爬升,仅使用火箭发动机中推力较小的燃烧室,最终飞行高度将超过70000英尺(21336米)。当燃料耗尽或飞抵目标后,火箭发动机停机,导弹俯冲扑向目标。
  大约在1960年前后,随着“蓝钢”项目开始逐渐成熟,各方面人士也开展了一系列活动,以便为该项目可能的后续发展做打算。阿芙罗公司的威廉•法伦(William  Farren)爵士提出了一项建议,称可以使用肼作燃料(而不再用煤油),新导弹被称为MarkⅡ型。法伦爵士还提出,将高挥发性双氧水中过氧化氢的浓度从85%提升到95%,这将使导弹的射程从大约100海里(185.2千米)增加到500海里(926千米),飞行高度和速度也将提升20%至25%。然而,在沃特金森(Watkinson)接任国防大臣之后,MarkⅡ型导弹的研发计划很快被取消,因为有关人士觉得这款导弹不是真正的弹道导弹,而是依靠空气动力学飞行的巡航导弹,仍然太容易受到防空导弹的拦截。
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“蓝钢”导弹的侧前方特写


                                                                                                                                                   


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 楼主| 发表于 2019-6-30 09:00:13 | 显示全部楼层
“未来”发展
  除了各个部门的扯皮之外,首相哈罗德•麦克米伦(Harold  Macmillan)也搅合了进来。1960年6月,麦克米伦给国防大臣写了一份备忘录,咨询关于射程更远的导弹的问题。美国的“天弩”(Skybolt)导弹是选择之一,但这款导弹当时还在绘图板上。毫无疑问,增加射程的“蓝光”导弹看起来是一个颇具吸引力的选项。
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美国研制的GAM-87“天弩”空射弹道导弹

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 楼主| 发表于 2019-6-30 09:00:14 | 显示全部楼层
  面对这种情况,阿芙罗公司在1960年10月提出了一个名为“MarkⅠS”的版本,其采用“天弩”导弹的弹头(质量只有700磅,约318千克),还有一套新的导航系统。“天弩”导弹的弹头比“蓝钢”的要小,因此余出来的空间将用作燃料箱,盛装更多的双氧水和煤油。导弹还安装了2个较小的外部双氧水燃料箱(可抛弃),每个容量约为1100磅(约500千克)。这样一来,新导弹的发射质量将达到21500磅(约9.7吨,这是基于飞机挂载能力的限制),速度为3.5马赫时射程为400海里(约740千米),最大飞行高度为85000英尺(约2.6万米)。
  除了“MarkⅠS”外,还有一个名为“MarkⅠ*”的版本,其外观与MarkⅠ型几乎完全相同,只是略微延长了机翼外形,且使用肼/双氧水为燃料和氧化剂,比冲为292秒。这个版本的导弹将采用全新的动力配置:3台助推器外加1台巡航发动机。由于发动机是“蓝钢”导弹为数不多的故障少发部件之一,因此这一方案的可靠性估计不会下降太多。
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“蓝钢”导弹的侧后方特写
  所有这些延长射程型号的问题在于,精度降低了。事实上,MarkⅠ*工作小组在1960年7月就指出,导弹和飞机之间的角误差是导致“蓝钢”精度下降的主要原因之一。“蓝钢”导弹与飞机弹舱之间有一套光学对准系统,可帮助消除这一误差,但他们同时指出,到目前为止,系统的表现尚未达到预期,不过有希望在未来改善其性能。

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 楼主| 发表于 2019-6-30 09:00:15 | 显示全部楼层
陷入困境
  在皇家空军副参谋长给时任国防大臣沃特金森的一份备忘录中,前者对“蓝钢”导弹在研制中出现的大部分问题进行了总结,包括:
  “您也许还记得‘蓝钢’MarkⅡ导弹是因为您的建议而被取消的,主要是因为航空部提供的信息表明,研制MarkⅡ导弹的工作阻碍了‘蓝钢’MkⅠ和TSR.2机载设备的研究工作。”
“有三种可能的方法(全部使用与‘蓝钢’MkⅠ相同的弹体),可分别获得500、350/400和250海里的射程。”
“(射程500海里的型号)在可预计的时间内,我们只能估计出大约3000万英镑的粗略总成本。研发的时间跨度大致为4到5年。因此,这一改进型号在1965年年中之前是无法投入使用的。”
“(射程350/400海里的型号)的成本粗略估计为2000万英镑,研发将花费大约1年的时间。因此,这一型号在1964年中期可以投入使用。”
“(射程250海里的型号)的研发可能需要花费500万至1000万英镑,而且可以在1963年年底之前投入使用。很有可能以此为标准对已经交付的‘蓝钢’进行升级改造。”
“在考虑‘蓝钢’导弹及其任何可能的发展时,我们必须注意到一些非常令人感到不快的事实:我们在1952年才开始考虑研制这种武器;1954年,供应部接受了提出的作战需求,并规定服役年份为1960年。我认为,事件证明,如果能在这个时间点上完成交付使用,那么这款武器将是有用的,继续发展也是可行的。然而,现在服役日期拖到了1963年,而且得到的是一款射程仅为100海里的武器,这就是另外一回事了。”
“在我们1955年向财政部提交的文件中,总研发费用估计为1250万英镑;现在估计为5500万英镑。”
“无论在哪种情况下,我都看不出我们有何理由将更多的资金投入到这款武器的研发之中,这种武器迄今为止取得的进展难以令人满意,并且即使到了它应该服役的时候,其仍然很有可能是一款不堪用的武器。”
  从1952年到1960年,航空技术发生了飞速的进步,这意味着,弹头的重量可以大大削减,而原先大量采用高耗能电子管的制导系统可以被更轻巧的电子元件所取代,由此空出来的大部分重量可用于加装额外的燃料。此外,在发射阶段使用固体燃料助推器等权宜之计也可以扩大导弹的射程。但是,虽然这些举措能扩大导弹的射程、飞行高度和速度,但在很多人看来已经没有必要这样做了。就连较为吸引人的“MarkⅠS”方案,英国核威慑研究小组也认为,这款“蓝钢”的变种导弹出现得太晚了。

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 楼主| 发表于 2019-6-30 09:00:16 | 显示全部楼层
“蓝钢”夭折
  1962年底,“蓝钢”导弹进入英国皇家空军部队服役,此时该导弹尚不具备设计要求的全部性能。直到1964年4月,英国官方才批准使用装上弹头、加满燃料的实战型“蓝钢”导弹与“火神”轰炸机一起执行“快速反应警戒”(Quick  Reaction Alert,QRA)任务。然而,此时这款导弹的可靠性仍不算太高:1963年,英国皇家空军指出,只有40%的导弹适合向目标发射,其中只有约75%的导弹能飞抵目标。装备“胜利者”轰炸机的中队一直服役到1968年,这一年他们正式不再执行发射“蓝钢”导弹的任务。“火神”轰炸机中队则继续使用“蓝钢”导弹,直到后者于1970年退役。
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挂载着“蓝钢”导弹的“火神”轰炸机
  总的来看,对英国的火箭导弹事业而言,“蓝钢”项目最有用的贡献是双燃烧室发动机,甚至可以说这是该项目中最成功的部分。推力较小的燃烧室在进一步发展后被用作“黑骑士”(Black  Knight)和“黑箭”(Black  Arrow)运载火箭所用的伽玛发动机的燃烧室。推力较大的燃烧室原本打算用在其他型号的运载火箭发动机上,但其应用前景虽然较为诱人,不过终归未能得到进一步的发展。

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发表于 2021-4-11 21:28:35 | 显示全部楼层
写的好棒!请问我可以在萌娘百科条目中引用您的资料吗?我会附上链接的
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