機載武器掛架結構分析

呂開妮

摘? 要：以機載武器掛架為研究對象，詳細分析了機載武器掛架結構，并對其結構特征等進行了詳細的研究。從該次研究結果可以發現，機載武器掛架結構具有特殊性，并且隨著相關技術的發展，其武器掛架結構還將得到進一步的完善與發展，以期該文在相關工作研究與生產中有一定的指導與參考意義。

關鍵詞：機載武器;掛架結構;載彈量

中圖分類號：V22? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 前言

機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，或者與飛機相連接的格式掛梁等。從整體結構來看，雖然機載武器掛架的結構看似簡單，但是整體上十分復雜，不僅要求掛架可以滿足導彈攜帶、激活、發射的要求，還要保證飛機的靈活性、隱身性等。因此可以認為，機載武器掛架結構在一定程度上影響了飛機的性能。

1 機載武器掛架主要組成部分

1.1 掛梁

根據掛梁所處的位置，可以將其分為機身掛梁、機翼掛梁2種，或者根據用途劃分為專用掛梁、通用掛梁。

在機載武器掛架中，掛梁是整個掛架結構的核心，主要包括中心掛梁、機身側面掛梁、半埋式掛梁等，位置越靠近飛機重心，懸掛物對掛載、分離的影響越小。目前，中心掛梁一般不采用直徑過大的懸掛物，并且某些戰斗機的機身掛梁十分接近飛機進氣道，不方便掛載導彈發射的較大型噴氣武器。而側面掛梁主要被安裝在機身的側下方位置，用于懸掛空對空導彈等體積較小的武器，對飛機的縱向、橫向安定性影響較小，但是由于該位置靠近飛機的氣道，導致在導彈發射之后，所產生的燃氣流會影響飛機的航行。

機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射導軌或者操式火箭發射器，從整體上來看，采用翼上掛梁結構的飛機很少。翼下掛梁是最為常見的掛梁形式，這是因為飛機的翼下具有寬闊的空間，懸掛物在一定程度上會發揮“卸載”的作用，且具有維修、養護方便的優點，而被現代戰機所廣泛采納。但是這種懸掛方式也有一個較為明顯的缺點，就是在大量懸掛武器之后會增加飛機飛行時所遭受的阻力，因此會影響飛行性能;或者飛機的設計存在缺陷，可能會導致飛機產生不同程度的震顫，無法保證飛機的可操控性。翼下掛梁除了可以懸掛導彈、火箭彈等武器之外，還可以懸掛拖靶、無人機等，具有較高的靈活性。

1.2 轉接梁

在機載武器掛架中，轉接梁的主要功能是過渡，用于解決制式外掛物在按照不同標準生產的飛機掛鉤上的懸掛問題，可以顯著增加飛機的掛彈數量與品種。

1.3 掛彈架

在機載武器掛架中，掛彈架是其中的重要組成部分。一般在彈倉內選用梁性掛彈架，且炸彈架與炸彈鉤在結構上被緊密地連接在一起，包括掛彈鉤、限動架等。其中限動架的功能是限制導彈的掛載狀態下的擺動問題，并且可以與彈鉤一起來承受來自懸掛物的各種力。從整個機載武器掛架系統來看，炸彈鉤是獨立的部件，并且炸彈會被掛在炸彈鉤上，而炸彈鉤被懸掛在掛彈架上，因此導彈鉤在實際上是沒有限動架的炸彈夾上。而目前戰機所攜帶的導彈數量越來越多，所以在掛彈架的設計上會開始采用復式的掛彈架，這種掛彈架的設計要求可以滿足戰機對載彈量的要求。在結構設計階段，高密度掛彈架主要是通過炸彈艙中的空間，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），這種設計結構下的每個掛鉤上都可以懸掛一枚導彈并單獨釋放;并且在緊急情況下，整個復式掛彈架上的導彈都可以一起投放，增強了飛機的戰斗力。

2 機載武器掛架結構的具體設計工藝

機載武器掛架的主要功能就是與飛機連接，并攜帶各種機載武器，是飛機與武器相連接的關鍵，具有控制武器的功能，不同飛機所適用的掛架用途存在差異，并且尺寸和結構等也具有明顯的數據差異，在外形尺寸大、內腔中隔板與筋條多等因素的影響下，對機載武器掛架的性能提出了更高的要求。因此機載武器掛架的結構看似非常簡單，但是在結構設計中還需要考慮到掛架強度、空間結構、氣動性等多方面的要求，并且還需要考慮到高性能飛機的隱身性，因此整個掛架的結構就變得十分重要。所以在當前的結構設計過程中，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計的重點，要保證掛架可以滿足承受較高水平的靜荷載與沖擊荷載，因此掛架應該具有理想的材料性能，避免出現火渣等缺陷。從相關技術的研發情況來看，目前我國的掛架主要采用自行研發的ZL205A材料砂型整體鑄造成型，該材料構成的掛架具有理想的物理性質，并且各機械結構、掛點在設計中，主要采用了30CrMnSi等合金鋼材鍛造的方法，確保連接點具有理想的強度水平，能夠滿足反復拆卸的要求。

其次，在整體掛架的設計過程中，掛架主要采用扁平式的設計方案，其整體結構十分復雜，并需要根據不同飛機類型做出相應的調整，尤其要根據外掛物掛載方法與飛機的氣動外形要求等組抽調整。從目前相關技術的發展情況來看，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個類型，這種尺寸規格不僅可以滿足掛架的整體強度，還能降低重量，通過在掛架內腔內設置大量的多筋條傳力結構，這種結構設計方法不僅為鋪設各種信號電纜提供支持，還能在掛架內腔上下表面開設多個窗口，使飛機的各項控制信號都可以通過電纜傳遞到外掛武器裝置，實現了對外掛武器的控制。

從整體設計思路來看，目前的機載武器掛架主要可以分為外部掛架與內部掛架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，但是會增加飛機的雷達反射截面，進而降低了飛機的隱身性能;而內掛的設計方法可以減少飛機的雷達反射截面，保證了雷達的隱身性能，但是相比之下會出現載彈量減少的問題。因此無論選擇哪種方式，都需要根據飛機性能來確定。

以F-111戰斗機為例，在高空無外掛時的DI（阻力指數）值為0，其最大飛行速度可以達到2.5馬赫數，而在翼尖懸掛了兩枚AIM-9導彈之后，DI值則增加到了20。從目前技術研究發展來看，目前的先進的第四代戰機均采用了內掛的方法，并且在內掛武器架的設計中采用了伸縮吊架式的設計方法，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彈載具構成，折疊伸展臂可以在飛行員發出命令之后，在極短的時間內完成伸展動作，并完成導彈的發射;在設定的伸縮行程中，整個飛機會產生極大的峰值加速度，這樣就可以保證導彈就有較高水平的加速度，確保導彈可以安全通過臨界空氣流動層脫離飛機。并且在這種結構下，地勤人員可以更高效地更換武器彈藥，并在規定時間內完成伸縮，提高了武器彈藥的更換效率。也有研究認為，在當前的武器結構體系下，還可以在復式掛彈架的基礎上，同時懸掛多枚導彈，在不影響飛機懸掛點的情況下，讓載彈量顯著增加。

3 結論

在當前的機載武器掛架結構問題的研究中，隨著相關技術的進一步發展，大量機載武器將會朝著更輕、更強且功能完善的角度發展。因此在機載武器掛架相關問題的研究中，通過深化機載武器掛架的結構，進一步增強機載武器掛架的性能，讓掛架可以成為強化飛機戰斗力的重要保障，切實維護國家權益。

參考文獻

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