R-77空空导弹栅格尾翼得失谈

SNK

随着俄罗斯R-77空空导弹的出现，栅格尾翼越累越多地进入了大众视野。相比于传统气动控制舵面，栅格尾翼的优劣究竟有哪些，在此主要以空空导弹为例，进行简要的说明。

R-77的栅格尾翼


在工程设计上，有得必有失，栅格尾翼并非完美

      在大气层中飞行的物体，转弯的方式大致有三种。首先是气动舵面，通过舵面的偏转，在迎面空气的冲刷下，产生空气作用在弹体的力，根据舵面的位置不同，产生大小不一的力矩，控制飞行器转向，飞机和大多数导弹，都要通过这种方式实现转向，这种方式的特点是：需要飞行器本身具有一定的速度。其次是燃气舵，燃气舵往往被安装在喷管附近，通过相应的偏转改变尾流的喷射方向，进而改变导弹姿态，由于燃气舵的工作环境过于恶劣，即使采用了抗烧蚀材料，也作用不了多长时间，还有导弹动力段飞行结束，燃气舵就没有存在意义了，多用于刚刚发射或者弹射出桶的导弹改变飞行姿态，比如AIM-9X这样的新一代大离轴角格斗弹；最后是姿态控制喷口，在导弹前端，通过喷射工质改变导弹指向，比如道尔M1防空导弹。


AIM-9X的燃气舵，燃气舵的低速控制效率是包括栅格尾翼在内的空气舵不能比的               



道尔M1是通过姿态控制喷口来实现出桶时的转弯的

      栅格尾翼，属于气动舵面的一种，相比于传统气动舵面，其最大的优点是在相同飞行速度下。栅格尾翼的气动控制效率要高于常规气动舵面，但是其阻力也大于常规气动舵面，有些文章中，出于特殊的立场，否认栅格尾翼的气动阻力大于常规气动舵面这一事实，这是缺乏根据的，也是不负责任的。下面说原因。
      上文中已经提过，气动舵面是在气流冲刷下产生控制姿态的力，而这个力就是空气作用在导弹舵面上的阻力，导弹飞行速度越快，舵面与空气的相对速度就越快，根据冲量定理（冲量=力×时间，冲量一定，相对速度越快，时间越短，作用力越大），作用在导弹上的力就越大，舵面的控制效率就越高。
      而在俄国人的宣传中，R-77用栅格尾翼的最大优点是什么？是低速状态下，舵面效率高于常规气动舵面，那么，问题来了：学习挖掘机技术哪家强？...额，情不自禁，不要怪我，说正经的...为什么在速度较低的情况下，栅格尾翼的控制效率要比传统气动舵面高？所谓控制效率，无非就是控制力矩大小，力臂长度如果一定，力矩大，真相只有一个（我没看过柯南...）：栅格尾翼产生的作用力比普通舵面大，所以在速度已经低到使传统舵面的控制效率大大降低的情况下，栅格尾翼仍然能保持可以接受的力矩，使得导弹仍然具备一定的转向能力。前文提到，空气作用在舵面上的阻力，就是控制导弹调整姿态的力，因此栅格尾翼的阻力也必然大于传统舵面。
      栅格尾翼阻力所带来的阻力，已经实实在在地影响了R-77的射程，来看一下防务展上SD-10、AIM-120、R-77的标称射程的试验条件便一目了然：我国SD-10的宣传参数为：最大射程70km，AIM-120为80km。而R-77的竟然高达100km。前两者测试条件为：双方飞行高度1万米，速度1.2马赫对头；后者测试条件为：双方高度2万米，速度1.5马赫。R-77的试验条件，已经过于理想，达到了幻想的程度，可以推测，在相同条件下，R-77的射程应该不会超过50千米。


R-77的要求远近兼顾的设计目的，是其使用栅格尾翼的最重要原因


美国的炸弹之母也用了栅格尾翼，也是为了追求低速状态下的姿态控制能力，其自由落体速度不快，无法使用传统气动舵面进行控制，于是用了阻力较大的栅格尾翼（阻力是控制力的来源）

R-77采用栅格尾翼的原因，是在设计目的就是让其具备一定的近距格斗能力，兼顾中距拦射和近距格斗，结果就是使得R-77变成了一种射程相比主流中距弹短，机动性相比格斗弹差的一种过于中庸的导弹。