M51导弹模型
动力系统:M51固体发动机的研制承包商为G2P公司。G2P由Snecma固体火箭推进公司和SNPE(法国国家火炸药集团公司) 联合组成,共同管理、开发、生产和维护法国战略导弹发动机,1972年成立。其中Snecma负责生产火箭发动机的全部惰性元件(结构、热衬层、点火装置和喷管)和总装,SNPE负责固体推进剂的研制和生产。
M51的三级固体发动机都使用碳纤维/环氧树脂复合材料壳体,NEPE高能推进剂,其中一级发动机推力约为180吨,燃烧室压强约10 Mpa,综合性能达到甚至部分超过了美国D5和MX导弹发动机的水平。高燃烧室压力具有较大的喷管膨胀比,有助于提高比冲和减小喷管组件的尺寸。但高燃烧室压力对发动机壳体结构强度有很高的要求。而高推重比有利于减小主动段重力速度损失,提高导弹的投掷能力。
M51一级发动机壳体生产
M51发动机采用潜入式柔性喷管,上面级发动机采用了可抛式延伸喷管,有利于减小各级发动机之间的距离。喷管扩张段采用Noveltex整体准三向成型碳/碳材料,具有轻质、低烧蚀特点,该技术已在Ariane5的助推固体发动机上得到成功应用。
法国三向碳/碳喷管
2005年6月巴黎航展上,美国Goodrich公司宣布,EADS已与该公司签订一项合同,为M51导弹研制末助推级的推力矢量控制(TVC)系统。此前,Goodrich公司已经为M51导弹的第一和第二级发动机研制了推力矢量控制系统。M51导弹是世界上第一种全面采用机电作动器(EMA)的弹道导弹。与传统的液压作动器相比,EMA具有推力大、速度高、动态特性好、频响快、控制精度高、能耗量低、体积小、质量轻和无污染的优点,具有机上测试能力,可以提高可靠性、简化操作和降低成本,已广泛用于新一代运载火箭,如美国德尔它4、宇宙神5、日本H-2A(SRB-A)和我国的CZ-5系列等。
M51的第三级继承自M45导弹第三级,直径约为1.15米。这从各级发动机的名称中就可以看出来:1、2、4级发动机分别叫做501、502、504,而3级发动机叫413;M45的各级发动机叫401、402、403、404。M51的环形仪器舱围绕第三级发动机布置,安装有制导设备,两侧安装有用于释放弹头的PBV两台发动机,推测是可多次启动变推力液体发动机。
在M51.2项目中,EADS Astrium公司将重新设计导弹的上面级,使用全新的结构,新的电子系统,更强大的推进系统,以及基于燃气推进器的转向系统,以适应TNO弹头、导弹和潜艇软件系统,以及调整过的弹道。从2007年初开始,EADS Astrium已开始研制使用新的上面级技术的演示器。
M51在大气层内飞行状态的模拟,注意减阻杆的作用
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