戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展

毛成立，王 繼，陳曉龍，何 快，樂(lè) 浩

（上海航天動(dòng)力技術(shù)研究所，上海 201109）

0 引言

固體發(fā)動(dòng)機(jī)是戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈飛行的動(dòng)力裝置，同時(shí)也是導(dǎo)彈彈體的主要組成部分[1]，占到導(dǎo)彈質(zhì)量和尺寸的50%～80%，是導(dǎo)彈武器實(shí)現(xiàn)中、遠(yuǎn)程防空反導(dǎo)和精確打擊的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)，其性能直接關(guān)系到導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)效能和威懾力。防空反導(dǎo)、遠(yuǎn)程精打、未來(lái)智能導(dǎo)彈的發(fā)展對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑能量、質(zhì)量比和調(diào)控能力等方面的要求越來(lái)越高，而發(fā)動(dòng)機(jī)服役環(huán)境卻越來(lái)越嚴(yán)酷，對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)低易損性和環(huán)境適應(yīng)性的需求日趨迫切，這都給固體發(fā)動(dòng)機(jī)的研制提出了更高要求[2]。本文從高能化、輕質(zhì)化、可控化和低易損4 個(gè)方面，綜述了固體發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)內(nèi)外的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)涉及的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)進(jìn)行了分析，以期能夠?yàn)閲?guó)內(nèi)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)的后續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 高能化

固體推進(jìn)劑作為固體發(fā)動(dòng)機(jī)的能量來(lái)源，國(guó)內(nèi)外均將提高固體推進(jìn)劑比沖和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓強(qiáng)作為研究重點(diǎn)。我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，形成了發(fā)展路線明晰的三代高能固體推進(jìn)劑體系[3]。黏合劑采用硝酸酯增塑[4]、GAP（聚疊氮縮水甘油醚）[5]，氧化劑引入CL-20（六硝基六氮雜異伍茲烷）[5-6]，金屬燃料引入儲(chǔ)氫材料AlH3[7]，推進(jìn)劑標(biāo)準(zhǔn)比沖從255 s 提高到265 s，這些對(duì)提高武器性能發(fā)揮了重要作用。

在固體推進(jìn)劑中，氧化劑和燃料具有較高的密度，是主要的能源材料。而黏合劑能量較低，密度較小，是提高固體推進(jìn)劑能量密度的關(guān)鍵限制因素[8-9]。近年來(lái)，幾乎沒(méi)有出現(xiàn)能量密度全面超CL-20 的高能量密度材料，導(dǎo)致我國(guó)高能固體推進(jìn)劑的發(fā)展遇到瓶頸。

高活性納米鋁粉、納米復(fù)合含能顆粒等新型納米材料是提升裝藥燃燒性能的有效途徑[10]。但納米材料的比表面積大導(dǎo)致浸潤(rùn)性差，難以均勻混合和澆注成型，無(wú)法形成結(jié)構(gòu)完整的裝藥。固含量的增加能夠顯著提升推進(jìn)劑能量密度，但是同時(shí)帶來(lái)了裝藥成型困難。為了保證裝藥流平性的工藝要求，目前必須加入較多的低能量低密度黏合劑體系，固含量無(wú)法有效提高，通常為70%～90%，導(dǎo)致固體裝藥能量提升遇到“天花板”效應(yīng)。

我國(guó)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈固體發(fā)動(dòng)機(jī)工作壓強(qiáng)一般低于22 MPa，穩(wěn)定工作階段壓力更低。國(guó)外目前戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)工作壓強(qiáng)在7～30 MPa 之間[2]。根據(jù)相關(guān)資料顯示，未來(lái)20 年內(nèi)如能突破推進(jìn)劑、噴管、密封等技術(shù)，固體發(fā)動(dòng)機(jī)的壓強(qiáng)可以提高到35～42 MPa。高壓強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展主要存在以下3 個(gè)方面的問(wèn)題：①固體推進(jìn)劑適應(yīng)高壓工作能力不足，壓強(qiáng)越高燃溫越高，燃燒動(dòng)態(tài)壓力穩(wěn)定性問(wèn)題越嚴(yán)重；②噴管喉襯的抗燒蝕和抗沖擊能力不足，高壓工作會(huì)導(dǎo)致噴管喉襯結(jié)構(gòu)破壞和喉襯燒蝕嚴(yán)重；③密封問(wèn)題亟待解決，現(xiàn)有的密封材料和密封結(jié)構(gòu)形式難以滿足30 MPa 以上穩(wěn)定工作。目前，這幾方面研究進(jìn)展緩慢。

1.2 輕質(zhì)化

固體發(fā)動(dòng)機(jī)輕質(zhì)化主要是通過(guò)采用輕質(zhì)高性能金屬殼體或纖維纏繞復(fù)合材料殼體[11-12]，以及提高絕熱層結(jié)構(gòu)性能等技術(shù)手段[13]，降低消極結(jié)構(gòu)質(zhì)量。同時(shí)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)工作壓強(qiáng)的不斷提高，復(fù)合殼體的比強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)較目前主流的鋼質(zhì)殼體也更為明顯。

在過(guò)去的25 年中，各國(guó)進(jìn)行了多種戰(zhàn)術(shù)級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料殼體的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證工作，已在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，殼體直徑70～510 mm不等。各種戰(zhàn)術(shù)級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料殼體計(jì)劃見(jiàn)表1［11-12，14]。

表1 復(fù)合材料殼體計(jì)劃Tab.1 The programs of composite case

國(guó)內(nèi)針對(duì)復(fù)合材料殼體的研制也取得了一些進(jìn)展，相關(guān)單位陸續(xù)開(kāi)展了直徑Ф150～480 mm 的多種碳纖維發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，且纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率及特性系數(shù)均達(dá)到的較高的技術(shù)水平[11]。

1.3 可控化

為了有效改善導(dǎo)彈武器的控制性能，提高其生存能力及增加其動(dòng)力航程，固體發(fā)動(dòng)機(jī)推力和能量可控發(fā)揮了巨大作用，也一直是一個(gè)重要的發(fā)展方向[15]。目前主要技術(shù)途徑包括脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)、變推力發(fā)動(dòng)機(jī)、固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)[16]、擺動(dòng)噴管及燃?xì)舛螄娚浼夹g(shù)。

雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是一種利用隔艙將推進(jìn)劑隔離成兩個(gè)燃燒室，實(shí)現(xiàn)二次啟動(dòng)，間歇提供推力的動(dòng)力裝置。英、德、美、意等國(guó)研制了多種類型的脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)，主要應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)防空導(dǎo)彈。國(guó)內(nèi)相關(guān)單位均開(kāi)展了不同形式的固體多脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)方面的研究[15]，目前已有多型脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于研制型號(hào)。但脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)屬于預(yù)設(shè)式的能量管理方式，能量釋放的規(guī)律已經(jīng)預(yù)先設(shè)定，而能量隨控的固體發(fā)動(dòng)機(jī)仍在發(fā)展之中，例如基于電控[17]、磁控[18]固體推進(jìn)劑的固體發(fā)動(dòng)機(jī)。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)變推力的形式眾多，目前國(guó)內(nèi)外主要采用喉栓推力調(diào)節(jié)技術(shù)，通過(guò)改變喉部面積的大小進(jìn)而改變發(fā)動(dòng)機(jī)推力的大小[19]。在該研究領(lǐng)域，美國(guó)的Aerojet 公司和ATK 公司是主要的參與者，均取得了重要的成績(jī)。2003 年，Aerojet 公司針對(duì)HAWK 導(dǎo)彈和“網(wǎng)火”系統(tǒng)精確攻擊導(dǎo)彈PAM，開(kāi)展變推力發(fā)動(dòng)機(jī)研究，前者通過(guò)了地面20 s 的考核試驗(yàn)，后者完成了近2 min 的飛行試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作50 s，后續(xù)又開(kāi)展了多次分析試驗(yàn)，精確命中了無(wú)人駕駛汽車和坦克等高速移動(dòng)目標(biāo)[20]。國(guó)內(nèi)相關(guān)單位也啟動(dòng)了研究工作，目前均處于原理樣機(jī)的研究階段，仍需結(jié)合導(dǎo)彈總體的彈道需求，在推力開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制方面仍處在攻關(guān)階段。

固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)以其控制靈活、結(jié)構(gòu)輕巧、維護(hù)方便、反應(yīng)迅速等特點(diǎn)成為導(dǎo)彈武器提高機(jī)動(dòng)性的首選。精確打擊的極致就是導(dǎo)彈與目標(biāo)直接碰撞，這是實(shí)現(xiàn)動(dòng)能殺傷的必要條件。目前多數(shù)動(dòng)能殺傷武器都采用了固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，其應(yīng)用分為大氣層內(nèi)和大氣層外兩類。大氣層內(nèi)的應(yīng)用包括低空近程高速動(dòng)能彈和反TBM 導(dǎo)彈等：前者如美國(guó)的“LOSAT”高速動(dòng)能反坦克彈[21]，其低空飛行速度高達(dá)1 600 m/s，全程飛行時(shí)間只有幾秒鐘，常規(guī)的氣動(dòng)力控制響應(yīng)太慢，利用固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行姿態(tài)保持和彈道校正；后者如美國(guó)“愛(ài)國(guó)者-3”導(dǎo)彈[20]和俄羅斯的9M96E、9M96E2，在導(dǎo)彈自動(dòng)導(dǎo)引的末段，需要在極短時(shí)間內(nèi)消除脫靶，此時(shí)導(dǎo)彈的主發(fā)動(dòng)機(jī)通常已經(jīng)工作完畢，無(wú)法用推力矢量的方式提供控制力（矩），較高的高度也使舵面的氣動(dòng)效率下降，利用固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)可以在導(dǎo)彈飛行末段提供較大的機(jī)動(dòng)能力。大氣層外的應(yīng)用主要包括大氣層外反導(dǎo)和空間攻防，例如美國(guó)的“SM-3”導(dǎo)彈上的動(dòng)能攔截器，從Block Ⅰ到Block ⅡB，其固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)從開(kāi)關(guān)式的射流閥技術(shù)發(fā)展為了喉栓式的調(diào)節(jié)閥技術(shù)，提高了動(dòng)能攔截器的過(guò)載能力[20]。固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)從單次動(dòng)作閥門（如俄羅斯的9M96E 導(dǎo)彈）向多次動(dòng)作的比例調(diào)節(jié)燃?xì)忾y（如法國(guó)的Aster-30 導(dǎo)彈）的方向發(fā)展，推力可連續(xù)調(diào)節(jié)，靈活性更強(qiáng)，代表了固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)發(fā)展方向。

1.4 低易損

低易損性已成為戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈固體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)之一。美國(guó)海軍在1984 年率先實(shí)施了先進(jìn)鈍感彈藥發(fā)展計(jì)劃（IMAD）。1988 年美海陸空三軍達(dá)成聯(lián)合協(xié)議，要求1993 年10 月以后武器系統(tǒng)的首件裝備以及1995 年10 月以后生產(chǎn)的武器彈藥均應(yīng)符合低易損性彈藥標(biāo)準(zhǔn)[22]。北約建立了彈藥安全信息分析中心（MSIAC），提供數(shù)據(jù)和分析服務(wù)[23-25]。國(guó)外已經(jīng)建立健全了彈藥安全性評(píng)估體系，國(guó)內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)體系方面仍是空白。

在發(fā)動(dòng)機(jī)的低易損性驗(yàn)證方面：美國(guó)海麻雀導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過(guò)了美軍標(biāo)MIL-STD-2105B[26]規(guī)定的4 項(xiàng)考核中的3 項(xiàng)；國(guó)內(nèi)相關(guān)單位已經(jīng)完成了發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)的部分低易損性考核試驗(yàn)[27]，試驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)的低易損特性與推進(jìn)劑低易損特性并不完全等同，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的低易損性研究[28]。

在低易損推進(jìn)劑方面，目前國(guó)外主要有美國(guó)的HTPE 推進(jìn)劑、鈍感NEPE 推進(jìn)劑，以及法國(guó)的鈍感低特征信號(hào)XLDB 推進(jìn)劑[29]，其性能已與在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中的常規(guī)推進(jìn)劑相當(dāng)，并且已經(jīng)裝備了部分導(dǎo)彈型號(hào)。國(guó)內(nèi)對(duì)低易損性推進(jìn)劑HTPE、GAP、PBT等開(kāi)展了大量研究，部分推進(jìn)劑已通過(guò)了6 項(xiàng)低易損性試驗(yàn)[30]，燃燒穩(wěn)定性、力學(xué)性能、能量水平與HTPB 推進(jìn)劑相當(dāng)，已具備工程應(yīng)用的基本條件，但距離大規(guī)模使用和裝藥生產(chǎn)尚有一定距離。

在低易損結(jié)構(gòu)方面，殼體的復(fù)合材料化是對(duì)低易損性有重大貢獻(xiàn)的技術(shù)，可以降低外部子彈或破片襲擊后推進(jìn)劑的著火概率，同時(shí)對(duì)熱刺激也有防護(hù)作用[22，31-32]。采用復(fù)合殼體、裝填HTPE 推進(jìn)劑的美國(guó)海麻雀導(dǎo)彈，通過(guò)了美軍標(biāo)2105B 的3 種主要測(cè)試項(xiàng)目，而相應(yīng)的HTPB 推進(jìn)劑裝藥僅能通過(guò)快速烤燃測(cè)試。Vetter[22]提出了鋼質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體采取隔熱涂層加局部易破實(shí)現(xiàn)低易損性方案，能在易著火的范圍內(nèi)安全使用。國(guó)內(nèi)相關(guān)單位通過(guò)在燃燒室殼體表面安置切割索，在快速烤燃、慢速烤燃以及子彈沖擊3 個(gè)方面驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)的有效性。

此外，安全點(diǎn)火裝置、激光點(diǎn)火器也是提高發(fā)動(dòng)機(jī)低易損性的有效手段，在美國(guó)多型武器中得到了應(yīng)用。

1.5 小結(jié)

傳統(tǒng)固體發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展已陷入瓶頸期，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)質(zhì)的跨越，必須進(jìn)一步提高性能和安全性，這就要求其必須往高能化、輕質(zhì)化、可控化和低易損方面發(fā)展。與西方國(guó)家相比，我們無(wú)論是技術(shù)，還是材料、工藝等方面都落后，有關(guān)這方面的技術(shù)資料，西方也對(duì)我們一直保持高度封鎖的狀態(tài)，能查閱到有用、有效的資料文獻(xiàn)都比較少，這就要求我們必須自力更生，加大研發(fā)投入。

根據(jù)前文綜述梳理，從目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，固體發(fā)動(dòng)機(jī)的高能化主要從提高固體推進(jìn)劑中黏合劑的密度和提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室工作壓強(qiáng)兩條技術(shù)途徑來(lái)開(kāi)展；輕質(zhì)化可以從采用輕質(zhì)高性能金屬殼體、纖維纏繞復(fù)合材料殼體以及提高絕熱層結(jié)構(gòu)性能3 條技術(shù)途徑實(shí)施；可控化主要往多脈沖固體發(fā)動(dòng)機(jī)、推力可調(diào)可控固體發(fā)動(dòng)機(jī)以及固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)3 個(gè)方向發(fā)展；而作為提升固體發(fā)動(dòng)機(jī)安全性的低易損，則是固體發(fā)動(dòng)機(jī)未來(lái)必須面對(duì)的，這方面主要可以從鈍感固體推進(jìn)劑、主動(dòng)擴(kuò)穩(wěn)（發(fā)動(dòng)機(jī)自分解、自毀、主動(dòng)泄壓等方式）、防護(hù)材料（殼體材料、外部涂層、絕熱層）等途徑開(kāi)展工作[33-35]。

戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展必定是多元而又統(tǒng)一的，高能化、輕質(zhì)化、可控化和低易損將在相對(duì)獨(dú)立的研究過(guò)程中走向整合，實(shí)現(xiàn)中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)的跨越和發(fā)展。

2 發(fā)展趨勢(shì)

為進(jìn)一步提高導(dǎo)彈的性能，美國(guó)海軍提出“奪取空中優(yōu)勢(shì)/未來(lái)海軍能力”計(jì)劃。該計(jì)劃的內(nèi)容便是研發(fā)先進(jìn)技術(shù)，增大導(dǎo)彈射程，減小截?fù)裟繕?biāo)的時(shí)間，提高末端機(jī)動(dòng)能力，以及改善火箭發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)鈍感彈藥刺激的響應(yīng)。因此，從前文對(duì)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈固體推進(jìn)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，隨著高性能戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的需求牽引、對(duì)安全性的重視，高能量、質(zhì)量輕、靈活的能量管理，以及機(jī)動(dòng)性、低易損性已經(jīng)成為中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)的未來(lái)重要發(fā)展方向。

以新型含能黏合劑、增塑劑和氧化劑的合成研究為基礎(chǔ)，發(fā)展高能量、高燃速、高強(qiáng)度和低感度的推進(jìn)劑，是未來(lái)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈武器的要求之一。依托于邊緣學(xué)科及新興專業(yè)，提出的新概念、新原理、新方法而發(fā)展的高新技術(shù)，通過(guò)挖掘現(xiàn)有材料的潛力以提高推進(jìn)劑的綜合性能[36]。

采用復(fù)合材料構(gòu)件可以大幅降低發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，同時(shí)為使得發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)更高的性能，這需要發(fā)展先進(jìn)的復(fù)合材料。歐洲P80FW 整體式碳纖維復(fù)合材料固體發(fā)動(dòng)機(jī)，是以整體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料殼體與裙的應(yīng)用為代表，采用了一系列先進(jìn)的復(fù)合材料技術(shù)，具有更低的成本和更好的性能；采用了極低密度的橡膠絕熱層、高性能碳纖維預(yù)浸漬帶成型、復(fù)合材料柔性接頭、分段復(fù)合材料殼體等多項(xiàng)新材料和新技術(shù)的Zefiro 40 發(fā)動(dòng)機(jī)，也具有很高的質(zhì)量比。

可控化向著多脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)、變推力發(fā)動(dòng)機(jī)、固體姿軌控系統(tǒng)等具有高效能量管理技術(shù)的方向發(fā)展，使得固體發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和使用范圍都得到大幅提升，進(jìn)而確保戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的作戰(zhàn)和防御區(qū)域得以擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)性增強(qiáng)，在防空反導(dǎo)領(lǐng)域深受重視。美國(guó)洛馬公司的“PAC-3”通過(guò)采用雙脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)后，射程提高1 倍；美國(guó)“SM-3”采用固體姿軌控系統(tǒng)后，通過(guò)控制燃燒室壓強(qiáng)調(diào)節(jié)推力，使得姿態(tài)控制更為靈活。

低易損是導(dǎo)彈武器裝備發(fā)展的重點(diǎn)方向之一，盡管國(guó)內(nèi)研制的低易損推進(jìn)劑已經(jīng)通過(guò)了美軍標(biāo)2105D 中規(guī)定的所有6 項(xiàng)考核，但我們依舊不能認(rèn)為裝備了低易損推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)就是低易損發(fā)動(dòng)機(jī)，還必須從發(fā)動(dòng)機(jī)整體出發(fā)開(kāi)展研究。同時(shí)，低易損技術(shù)的發(fā)展也必須由被動(dòng)式向主動(dòng)式，或者主被動(dòng)結(jié)合的方式發(fā)展，在不對(duì)現(xiàn)有體系、結(jié)構(gòu)進(jìn)行大改動(dòng)的情況下，提升發(fā)動(dòng)機(jī)的低易損性。

3 研究建議

從前文所述的中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新規(guī)律來(lái)看，可以給出的研究建議如下：

1）固體發(fā)動(dòng)機(jī)能量水平仍需進(jìn)一步提高。①在未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，固體推進(jìn)劑的高能化仍然是一條發(fā)展主線，新型高能或超高能物質(zhì)的不斷涌現(xiàn)，將使固體推進(jìn)劑的標(biāo)準(zhǔn)理論比沖突破300 s。在新型含能材料無(wú)法短期突破的情況下，創(chuàng)新成型工藝，提高推進(jìn)劑固含量，引入納米含能材料將是提高固體推進(jìn)劑能量密度和能量利用率的有效途徑。②依托新研制成功的高比強(qiáng)度殼體材料和耐燒蝕噴管材料，繼續(xù)深入開(kāi)展高壓強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究，使得固體發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更高的比沖和更大的推力，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量向更高水平邁進(jìn)。③建立固體發(fā)動(dòng)機(jī)高壓強(qiáng)下的性能計(jì)算模型，通過(guò)優(yōu)化和改進(jìn)裝藥結(jié)構(gòu)，為高壓強(qiáng)固體發(fā)動(dòng)機(jī)的方案設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。

2）基于輕質(zhì)高效的能量管理能力依舊是固體發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的重點(diǎn)方向。①開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室與封頭或噴管一體化設(shè)計(jì)研究，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低消極質(zhì)量，同時(shí)提升制造成型技術(shù)。②在纏繞殼體方面，針對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)展帶裝藥纏繞一體化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)消極質(zhì)量。③突破高強(qiáng)碳纖維的工程化應(yīng)用和新型殼體材料的開(kāi)發(fā)，促使固體發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合材料殼體技術(shù)更新?lián)Q代。④對(duì)于多脈沖固體發(fā)動(dòng)機(jī)，繼續(xù)深入開(kāi)展柔性脈沖隔離裝置（軟隔艙）研制，減小發(fā)動(dòng)機(jī)體積，降低發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。

3）固體發(fā)動(dòng)機(jī)可控化的發(fā)展正在從開(kāi)環(huán)控制向閉環(huán)控制，從開(kāi)關(guān)式向連續(xù)可調(diào)式方向發(fā)展，能量管理方式也從預(yù)設(shè)式到隨控式方向發(fā)展，向著高精度、快響應(yīng)的方向發(fā)展。①針對(duì)高功率密度驅(qū)動(dòng)裝置和高精度控制算法等方面開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，尋求新的突破，支撐可控固體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展。②開(kāi)展可多次啟停固體發(fā)動(dòng)機(jī)研究，在可熄火固體推進(jìn)劑、發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室降壓或泄壓裝置、重復(fù)點(diǎn)火技術(shù)等方面有所突破。③通過(guò)裝藥結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、喉部調(diào)節(jié)裝置研制、高壓力指數(shù)固體推進(jìn)劑研制等，繼續(xù)深入開(kāi)展推力可調(diào)固體發(fā)動(dòng)機(jī)研制，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)固體發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式的顛覆和功能拓展。④結(jié)合柔性脈沖隔離裝置（軟隔艙）等更先進(jìn)的隔離方式、高效的多次點(diǎn)火技術(shù)，將脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)從雙脈沖往更多的脈沖工作發(fā)展，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)固體發(fā)動(dòng)機(jī)能量分配管理的優(yōu)化。

4）固體發(fā)動(dòng)機(jī)低易損技術(shù)從組件級(jí)往整機(jī)級(jí)發(fā)展。①有效集成鈍感固體推進(jìn)劑和復(fù)合材料殼體等組件級(jí)低易損性實(shí)施途徑，開(kāi)展固體發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)級(jí)低易損性研究，根據(jù)具體使用環(huán)境有針對(duì)性地提出低易損技術(shù)方案。②開(kāi)展固體裝藥的尺寸效應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)組件間的相互影響研究，弄清固體裝藥、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)等對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安全性的關(guān)鍵影響因素和方式。③以數(shù)值仿真和試驗(yàn)結(jié)合的手段，在發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)層面開(kāi)展失穩(wěn)機(jī)理研究，并開(kāi)展擴(kuò)穩(wěn)技術(shù)的攻關(guān)工作。④通過(guò)環(huán)境危險(xiǎn)實(shí)時(shí)感知與主動(dòng)擴(kuò)穩(wěn)相結(jié)合等技術(shù)，研制主動(dòng)安全的固體發(fā)動(dòng)機(jī)，以全面通過(guò)低易損性試驗(yàn)考核，實(shí)現(xiàn)低易損技術(shù)的工程化。

此外，固體發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化也是未來(lái)的重要發(fā)展方向。為了支撐戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn)智能化，固體發(fā)動(dòng)機(jī)需要在智能可控、彈道最優(yōu)、高安全性、能量自裝配、狀態(tài)感知、智能制造、免維護(hù)等方面深入發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

高能化和輕質(zhì)化是固體發(fā)動(dòng)機(jī)永恒的追求，而可控化和低易損則是中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)具備顛覆性的發(fā)展方向。俄羅斯、美國(guó)等已經(jīng)在可控化和低易損方面實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈武器裝備的服役，走在了中小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的前列。盡管國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)也日益成熟，但較之俄、美仍存在一定的差距，需要逐個(gè)突破推進(jìn)劑和熱防護(hù)原材料、新型裝藥工藝、可調(diào)燃?xì)忾y門、壓力閉環(huán)控制、有效擴(kuò)穩(wěn)等關(guān)鍵技術(shù)，加速工程化進(jìn)程，為我國(guó)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的跨越式發(fā)展提供技術(shù)支撐。