机载武器挂架结构分析

吕开妮

摘  要：以机载武器挂架为研究对象，详细分析了机载武器挂架结构，并对其结构特征等进行了详细的研究。从该次研究结果可以发现，机载武器挂架结构具有特殊性，并且随着相关技术的发展，其武器挂架结构还将得到进一步的完善与发展，以期该文在相关工作研究与生产中有一定的指导与参考意义。

关键词：机载武器;挂架结构;载弹量

中图分类号：V22                文献标志码：A

0 前言

机载武器挂架主要被用于悬挂各种航空武器以及副油箱等悬挂物，主要包括武器连接的各种挂架，或者与飞机相连接的格式挂梁等。从整体结构来看，虽然机载武器挂架的结构看似简单，但是整体上十分复杂，不仅要求挂架可以满足导弹携带、激活、发射的要求，还要保证飞机的灵活性、隐身性等。因此可以认为，机载武器挂架结构在一定程度上影响了飞机的性能。

1 机载武器挂架主要组成部分

1.1 挂梁

根据挂梁所处的位置，可以将其分为机身挂梁、机翼挂梁2种，或者根据用途划分为专用挂梁、通用挂梁。

在机载武器挂架中，挂梁是整个挂架结构的核心，主要包括中心挂梁、机身侧面挂梁、半埋式挂梁等，位置越靠近飞机重心，悬挂物对挂载、分离的影响越小。目前，中心挂梁一般不采用直径过大的悬挂物，并且某些战斗机的机身挂梁十分接近飞机进气道，不方便挂载导弹发射的较大型喷气武器。而侧面挂梁主要被安装在机身的侧下方位置，用于悬挂空对空导弹等体积较小的武器，对飞机的纵向、横向安定性影响较小，但是由于该位置靠近飞机的气道，导致在导弹发射之后，所产生的燃气流会影响飞机的航行。

机翼挂梁主要分为翼上、翼下、翼间挂梁3种。其中翼上挂梁主要是在机翼上方安装武器的安装架，由于位置较为特殊，因此只能安装一些体积较小的发射导轨或者操式火箭发射器，从整体上来看，采用翼上挂梁结构的飞机很少。翼下挂梁是最为常见的挂梁形式，这是因为飞机的翼下具有宽阔的空间，悬挂物在一定程度上会发挥“卸载”的作用，且具有维修、养护方便的优点，而被现代战机所广泛采纳。但是这种悬挂方式也有一个较为明显的缺点，就是在大量悬挂武器之后会增加飞机飞行时所遭受的阻力，因此会影响飞行性能;或者飞机的设计存在缺陷，可能会导致飞机产生不同程度的震颤，无法保证飞机的可操控性。翼下挂梁除了可以悬挂导弹、火箭弹等武器之外，还可以悬挂拖靶、无人机等，具有较高的灵活性。

1.2 转接梁

在机载武器挂架中，转接梁的主要功能是过渡，用于解决制式外挂物在按照不同标准生产的飞机挂钩上的悬挂问题，可以显著增加飞机的挂弹数量与品种。

1.3 挂弹架

在机载武器挂架中，挂弹架是其中的重要组成部分。一般在弹仓内选用梁性挂弹架，且炸弹架与炸弹钩在结构上被紧密地连接在一起，包括挂弹钩、限动架等。其中限动架的功能是限制导弹的挂载状态下的摆动问题，并且可以与弹钩一起来承受来自悬挂物的各种力。从整个机载武器挂架系统来看，炸弹钩是独立的部件，并且炸弹会被挂在炸弹钩上，而炸弹钩被悬挂在挂弹架上，因此导弹钩在实际上是没有限动架的炸弹夹上。而目前战机所携带的导弹数量越来越多，所以在挂弹架的设计上会开始采用复式的挂弹架，这种挂弹架的设计要求可以满足战机对载弹量的要求。在结构设计阶段，高密度挂弹架主要是通过炸弹舱中的空间，灵活选择不同的载弹量方式（如中小口径的炸弹的箱型炸弹架等），这种设计结构下的每个挂钩上都可以悬挂一枚导弹并单独释放;并且在紧急情况下，整个复式挂弹架上的导弹都可以一起投放，增强了飞机的战斗力。

2 机载武器挂架结构的具体设计工艺

机载武器挂架的主要功能就是与飞机连接，并携带各种机载武器，是飞机与武器相连接的关键，具有控制武器的功能，不同飞机所适用的挂架用途存在差异，并且尺寸和结构等也具有明显的数据差异，在外形尺寸大、内腔中隔板与筋条多等因素的影响下，对机载武器挂架的性能提出了更高的要求。因此机載武器挂架的结构看似非常简单，但是在结构设计中还需要考虑到挂架强度、空间结构、气动性等多方面的要求，并且还需要考虑到高性能飞机的隐身性，因此整个挂架的结构就变得十分重要。所以在当前的结构设计过程中，为了确保挂架的性能可以满足大体积武器的装载要求，就需要尽可能地控制挂架的重量，其中的原材料则成为挂架设计的重点，要保证挂架可以满足承受较高水平的静荷载与冲击荷载，因此挂架应该具有理想的材料性能，避免出现火渣等缺陷。从相关技术的研发情况来看，目前我国的挂架主要采用自行研发的ZL205A材料砂型整体铸造成型，该材料构成的挂架具有理想的物理性质，并且各机械结构、挂点在设计中，主要采用了30CrMnSi等合金钢材锻造的方法，确保连接点具有理想的强度水平，能够满足反复拆卸的要求。

其次，在整体挂架的设计过程中，挂架主要采用扁平式的设计方案，其整体结构十分复杂，并需要根据不同飞机类型做出相应的调整，尤其要根据外挂物挂载方法与飞机的气动外形要求等组抽调整。从目前相关技术的发展情况来看，外挂物挂载在与外挂物接口的尺寸分为30英寸与14英寸2个类型，这种尺寸规格不仅可以满足挂架的整体强度，还能降低重量，通过在挂架内腔内设置大量的多筋条传力结构，这种结构设计方法不仅为铺设各种信号电缆提供支持，还能在挂架内腔上下表面开设多个窗口，使飞机的各项控制信号都可以通过电缆传递到外挂武器装置，实现了对外挂武器的控制。

从整体设计思路来看，目前的机载武器挂架主要可以分为外部挂架与内部挂架2种形式，其中外部挂架的空间限制较小，可以携带多种武器，但是会增加飞机的雷达反射截面，进而降低了飞机的隐身性能;而内挂的设计方法可以减少飞机的雷达反射截面，保证了雷达的隐身性能，但是相比之下会出现载弹量减少的问题。因此无论选择哪种方式，都需要根据飞机性能来确定。

以F-111战斗机为例，在高空无外挂时的DI（阻力指数）值为0，其最大飞行速度可以达到2.5马赫数，而在翼尖悬挂了两枚AIM-9导弹之后，DI值则增加到了20。从目前技术研究发展来看，目前的先进的第四代战机均采用了内挂的方法，并且在内挂武器架的设计中采用了伸缩吊架式的设计方法，并采用铝合金为主要材料，采用2组折叠伸展臂与下方的导弹载具构成，折叠伸展臂可以在飞行员发出命令之后，在极短的时间内完成伸展动作，并完成导弹的发射;在设定的伸缩行程中，整个飞机会产生极大的峰值加速度，这样就可以保证导弹就有较高水平的加速度，确保导弹可以安全通过临界空气流动层脱离飞机。并且在这种结构下，地勤人员可以更高效地更换武器弹药，并在规定时间内完成伸缩，提高了武器弹药的更换效率。也有研究认为，在当前的武器结构体系下，还可以在复式挂弹架的基础上，同时悬挂多枚导弹，在不影响飞机悬挂点的情况下，让载弹量显著增加。

3 结论

在当前的机载武器挂架结构问题的研究中，随着相关技术的进一步发展，大量机载武器将会朝着更轻、更强且功能完善的角度发展。因此在机载武器挂架相关问题的研究中，通过深化机载武器挂架的结构，进一步增强机载武器挂架的性能，让挂架可以成为强化飞机战斗力的重要保障，切实维护国家权益。

参考文献

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