CN201242408Y - 载子气囊拦截导弹的多弹头导弹 - Google Patents

载子气囊拦截导弹的多弹头导弹 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,在母弹头设有攻击导弹和拦截导弹,母弹头内设有预警装置,拦截导弹包括壳体,以及寻的制导器、飞行控制器和火箭助推器,飞行控制器主要由陀螺仪、微型计算机、舵机和弹翼组成,微型计算机分别与预警装置和寻的制导器信号连接,壳体上设有拦截器,拦截器主要由折叠气囊及气体发生器组成,气体发生器与微型计算机信号连接。该多弹头导弹利用预警装置、气囊式拦截器及寻的式制导或有近炸引信的两种装置配合,利用施放气囊为假目标诱饵和拦截工具,以诱爆来袭导弹的引信来摧毁导弹,提高拦截率;多弹头导弹既可作防御拦截,也可携带攻击导弹配合拦截导弹,拦截敌方拦截导弹。

Description

载子气囊拦截导弹的多弹头导弹
技术领域
本实用新型涉及导弹技术领域,尤其是一种载子气囊拦截导弹的多弹头导弹。
背景技术
目前,导弹的拦截过程主要是先由警戒系统发出导弹预警信息,然后跟踪来袭导弹,发射拦截导弹拦截,拦截导弹的弹头爆炸时,分裂出小破片,形成大面积的破片“云团”,破片撞上来袭导弹将其撞毁。但是,来袭导弹会在拦截弹头有效杀伤半径之外的概率,还有不能完全摧毁的概率,导致拦截失败;另一方面,来袭导弹也完全能够做高g规避机动动作,导致拦截成功率降低。为此,也有人为了提高拦截导弹的成功拦截率,提出了一种名称为“吸引对立
方搜索注意力的装置和方法”的中国发明专利申请,其专利申请号:200410001176.5;专利公布日:2005年8月3日;其主要技术方案如下:有一个吸引敌方探测信号注意力的装置和该装置的载体,包括噪声小型潜艇和气球炮弹,噪声潜艇象一枚鱼雷,可以制造噪声并高速潜行;气球炮弹则是对飞机的保护,当侦测到导弹来袭的方向后,朝导弹方向与飞行方向之间发射一枚假目标“炮弹”,该“炮弹”是一个类似汽车安全气囊的装置,马上充气成为一个大气球,总体比重正好可以浮在空中,该气球皮外层镀一层金属膜,可以强烈反射雷达波,吸引导弹;内部气体可以爆炸,引爆导弹;或者有一层涂料,将导弹搞成瞎子;或者该气球皮有一定强度,被导弹捅破的同时,能够将导弹拽成一个无头苍蝇。该专利申请公开了一种“带类似汽车安全气囊的拦截炮弹”,拦截时其利用打开的安全气囊,反射雷达波作假目标,吸引导弹,其在一定程度上,提高了拦截的成功率;但是,该结构的拦截炮弹,仍存在以下不足之处:1)、上述拦截炮弹仍属初步构思,还未能得以具体应用,其主要原因是,该专利申请未有公开炮弹的发射与预警装置的配套使用,以及安全气囊的打开与拦截控制器的配合等等;再者,简单地在炮弹上安装安全气囊,其拦截的精确度很差;2)、该拦截炮弹属防御性质,不能配合进攻使用;3)、该拦截炮弹缺乏红外诱饵,所以对红外制导弹拦截成功概率更低。因此,限制了该拦截炮弹更为广泛的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术的不足,而提供一种具有预警和跟踪作用的载子气囊拦截导弹的多弹头导弹;其拦截过程利用施放气囊作为假目标诱饵和拦截工具,以诱爆来袭导弹的引信来摧毁导弹,对有寻的式制导或有近炸引信的两种装置的导弹的拦截成功概率高,且该多弹头导弹既可作防御拦截使用,也可作进攻防护拦截使用。
本实用新型的目的是这样实现的:
载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,在母弹头内装设有攻击导弹和拦截导弹,母弹头内还设置有预警装置,所述拦截导弹包括壳体,以及安装在壳体上的火箭助推器、以雷达制导为主的寻的制导器和/或飞行控制器,飞行控制器主要由陀螺仪、微型计算机、舵机和弹翼组成,微型计算机分别与预警装置和寻的制导器信号连接,所述壳体上还安装有拦截器,拦截器主要由折叠气囊及其气体发生器组成,气体发生器与微型计算机信号连接。该多弹头导弹,充分地利用了预警装置、气囊式拦截器及其寻的式制导或有近炸引信的两种装置的配合,利用施放气囊作为假目标电磁波诱饵和拦截工具,同时助推器的尾焰作为红外诱饵,以诱爆来袭导弹的引信来摧毁导弹,以提高拦截成功概率;再者,该多弹头导弹既可作防御拦截使用,也可以携带攻击导弹并配合拦截导弹,以拦截敌方的拦截导弹。
本实用新型还可以采用以下技术措施解决:
作为上述气体发生器的具体实施,其包括气体发生剂容器、气体发生剂和电热点火器,电热点火器设置在气体发生剂容器上并与微型计算机电连接,气体发生剂罐封在气体发生剂容器内,气体发生剂容器上设有与折叠气囊输气管入口相连接的气体排出口。由于气体发生器是装有电热点火器、NaN3和Fe2O3的气体发生剂的容器;容器用能隔离外界高温的材料,甚至是太空隔热物料;点火器有2个或更多个,平均分布在容器里。点火后发生6NaN3+Fe2O3(s)→3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)的化学反应,短时间内产生大量氮气向气囊充气,高压的氮气对比空气稀薄的大气压时,有足够的氮气体积胀满大容积的气囊。
除基于已被广泛采用的无机叠氮化物气体发生剂外,还可以使用非叠氮气体发生剂。例如,包括含氮有机物,如四唑,三唑或其金属盐,含氧氧化剂,如碱金属硝酸盐的组合物,使用三氨基胍的硝酸盐、卡巴肼、硝基胍、等作为燃料和氮源,使用碱金属或碱土金属的硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐作为氧化剂的组合物,可以按照燃烧速度,无毒性、燃烧温度、分解起始温度等要求适当地选择气体发生剂。
作为折叠气囊更进一步的改进,所述折叠气囊用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成打开状态近似球形体或被保护物形状,折叠气囊的外表面上还织有一层防弹纤维网,以减少来袭导弹爆炸向被保护物的破片速度来降低损害,同时增加气囊的强度。
为了增强电磁波的反射和增强视像特征来引诱来袭导弹,所述折叠气囊的外表面还涂上被保护物的金属油漆画像。
除了气囊拦截外,拦截导弹的壳体上还安装有破片战斗部辅助拦截器,高爆炸药用例如“黑索金”,破片用高硬度的钢立方粒,或者是钨合金的破片,均可进一步提高其拦截成功率。所述母弹头的外壳体使用现有的先进材料和技术。
所述拦截导弹可以是前向制导型载气囊的拦截导弹,其包括头部寻的制导器、飞行控制器、前弹翼设备、气体发生器、折叠气囊、火箭助推器、后弹翼设备、数据链天线;助推器喷管延伸到尾,后弹翼在喷管前段四侧。
所述拦截导弹也可以是后向制导型载气囊拦截导弹,其包括数据链天线、飞行控制器、前弹翼设备、气体发生器、折叠气囊、后弹翼设备、尾部寻的制导器、下部火箭助推器;火箭助推器安装在后下方弹翼底部。
所述拦截导弹挂载在隔热保护容器里,隔热保护容器的外表面由多层隔热镀铝聚酯薄膜构成,且层与层之间设有尼龙网间隔,其内表面隔热层则是一种纤维补强陶瓷的烧蚀材料层。上述设计,可加强反拦截导弹的隔热保温,吸收导弹尾焰的热量和作为侧面加强防弹的装甲保护壳;容器最外面采用的多层隔热材料,是一种镀铝的聚酯薄膜。聚酯薄膜分很多层,层与层之间用尼龙网间隔,是蓬松的,总共有一厘米厚;镀铝的功能类似于保温瓶中的内胆,能对热量进行大量反射;另,容器内壁的隔热层则是一种烧蚀材料,作为烧蚀材料,要求气化热大,热容量大,绝热性好,向外界辐射热量的功能强。烧蚀材料有多种,陶瓷是其中的佼佼者,而纤维补强陶瓷材料是最佳选择。近年来,研制成功了许多具有高强度,高弹性模量的纤维,如碳纤维、硼纤维、碳化锆纤维和氧化铝纤维,用它们制成的碳化物、氨化物复合陶瓷是优异的烧蚀材料。升华型烧蚀材料利用材料在高温下升华和气化吸热,如聚四氟乙烯、石墨和碳/碳复合材料。其中碳/碳复合材料是一种辐射系数较高的材料,因而具有很好的辐射散热作用;如:神州6号就应用了这种烧蚀材料——聚四氟乙烯和玻璃纤维布组合起来。隔热保护容器烧蚀材料作用是吸收拦截导弹尾焰的热量。隔热保护容器的盖在发射反拦截导弹时,可以解体并被吹走。
还包括有红外线监视和雷达的预警卫星。预警敌方拦截导弹的行动和引导攻击的母弹头的飞行向目标和躲避拦截,多个预警卫星组成阵列能对大面积地区进行长时间预警。
本实用新型的各构件具体如下:
一、预警系统由红外监视器和精密雷达构成,作用是发现和锁定来袭导弹及拦截导弹,为作战管理系统提供它们的坐标、速度和方向的数据。
二、作战管理系统由火控计算机和加密数据通信设备组成,作用是对来袭导弹,拦截导弹,被保护物的坐标、速度和方向的数据作处理和计算,当来袭导弹进入拦截范围时发出指令发射拦截导弹拦截,运行“三点共线”程序——从来袭导弹和被保护物的位置关系两点确定一条空间直线段,控制拦截导弹在直线段中,并飞向来袭导弹。同时为提高拦截成功率,从控制稳定被保护物的直线运动来影响来袭导弹运动趋势的稳定。加密数据通信设备把系统各部分联系起来。
三、拦截导弹是系统的核心,由寻的制导器(近程拦截时可以取消)、飞行控制器、助推火箭和拦截器组成。
其中:寻的制导器以雷达制导为主,红外制导、电视制导可以作为辅助组成复合制导。作用是发现和锁定来袭导弹,发出信号对导弹的飞行实施控制,同时从测速的数据计算一个与来袭导弹碰撞前2秒的距离数值(2*拦截导弹速度+2*来袭导弹速度),当到达这个距离时向气体发生器发出点火指令。雷达寻的制导是一种电磁波辐射源,作为电磁波诱饵;
飞行控制器由陀螺仪、微型计算机、舵机、弹翼。作用是调整导弹的姿态,方向和高度。助推器使用固体火箭。作用是将拦截器送到来袭导弹飞行路径前方的附近。助推器同时也是红外诱饵源。
拦截器由气体发生器和气囊组成。
本实用新型的有益效果是:
(1)、本实用新型的载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,主要是在多弹头导弹上增加一种主动拦截和诱饵拦截的导弹,具有光电特征诱饵和路径拦截两大特征;光电特征诱饵转移来袭导弹的目标,稳定其攻击路线方便拦截,以假目标引爆;路径拦截使被保护物的光电特征得到遮盖,不会同时出现真假两个目标,对于有寻的制导或者近炸引信的导弹的拦截成功率比传统破片摧毁成功率高;再者,当气囊拦截与破片拦截联装时,其拦截的成功率会更高。
(2)、该实用新型还具有,当载气囊的拦截导弹系统用于被保护物的反拦截时,能增加其的生存力和突防能力,使攻击成功率增加,集中和饱和使用下,使敌方防御系统无法有效发挥作用;例如从经济和突防能力上考虑,载气囊反拦截导弹系统的母弹头比多攻击弹头导弹的攻击能力要好,特别是昂贵的核弹头。
附图说明
图1是本实用新型载子气囊拦截导弹的多弹头导弹的拦截原理图;
图2是图1多弹头导弹的载子气囊拦截导弹的前向制导型结构示意图;
图3是图2的载子气囊拦截导弹另一实施例后向制导型示意图;
图4是拦截导弹带折叠气囊打开后呈简单球体型的示意图;
图5是拦截导弹带折叠气囊打开后呈表面球体型的示意图;
图6是拦截导弹带折叠气囊打开后呈轮辐型的示意图;
图7是拦截导弹的拦截原理图;
图8是多弹头导弹配合红外线监视和雷达的预警卫星的拦截原理图;
图9是卫星载子气囊反拦截导弹工作原理图。
图中:1作战管理系统,2红外监视器,3预警雷达,4折叠气囊,5前向制导型载气囊的拦截导弹,6来袭导弹,701寻的制导器,702飞行控制器,8电池,9气体发生器,10,折叠气囊,11火箭助推器,12后弹翼,13数据链天线,14舵机,15前弹翼,16,飞行控制器,17寻的制导器,18尼龙布口袋,19尼龙拉索,20输气管,21纬线气囊,22经线气囊,23尼龙布,24辐条圆柱形气囊,25圆环形气囊,26后向制导型载气囊拦截导弹,27母弹头,28攻击导弹,29敌方拦截导弹,30隔热保护容器,31配红外线监视和雷达的预警卫星。
具体实施方式
如图1至图3所示,一种载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,在母弹头27内装设有攻击导弹28和前向制导型载气囊的拦截导弹5,母弹头27内还设置有由红外监视器2和精密预警雷达3构成的预警装置,作用是发现和锁定来袭导弹6及敌方拦截导弹29,为作战管理系统1提供它们的坐标、速度和方向的数据,所述前向制导型载气囊的拦截导弹5包括壳体,以及安装在壳体上以雷达制导为主的寻的制导器701、飞行控制器702和火箭助推器11,飞行控制器702主要由陀螺仪、微型计算机、舵机14和前、后弹翼12、15组成,微型计算机分别与预警装置和寻的制导器701信号连接,其特征是,所述壳体上还安装有拦截器,拦截器主要由折叠气囊4及其气体发生器9组成,气体发生器9与微型计算机信号连接。其中,气体发生器9包括气体发生剂容器、气体发生剂和电热点火器,电热点火器设置在气体发生剂容器上并与微型计算机电连接,气体发生剂罐封在气体发生剂容器内,气体发生剂容器上设有与折叠气囊4输气管20入口相连接的气体排出口。折叠气囊4用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成打开状态近似球形体或被保护物形状。折叠气囊4的外表面上还织有一层防弹纤维网。所述折叠气囊4的外表面还涂上被保护物的金属油漆画像。
除了气囊拦截外,所述前向制导型载气囊的拦截导弹5的壳体上还安装有破片战斗部辅助拦截器。
所述前向制导型载气囊的拦截导弹5上盖设有隔热保护容器30,隔热保护容器30的外表面由多层隔热镀铝聚酯薄膜构成,且层与层之间设有尼龙网间隔,其内表面隔热层则是一种纤维补强陶瓷的烧蚀材料层。
见图1,母弹头27预警到敌方拦截导弹29攻击时,射出前向制导型载气囊的拦截导弹5对敌方拦截导弹29进行反拦截,在2秒的距离时打开气囊形成假目标,引爆敌方拦截导弹29,同时母弹头做机动躲开破片杀伤范围,然后母弹头继续载着子攻击弹头28飞向目标。
上述实施例,拦截导弹5、26有前向制导型和后向制导型两种:
见图2,为前向制导型载气囊的拦截导弹5,其结构特征包括:头部寻的制导器701、飞行控制器702、前弹翼设备15、气体发生器9、折叠气囊10、火箭助推器11、后弹翼设备12、数据链天线13;助推器11喷管延伸到尾,后弹翼12在喷管前段四侧;该前向制导型的制导方向和飞行方向都是指向来袭导弹。
见图3所示,为后向制导型载气囊拦截导弹26,其结构征包括:数据链天线13、飞行控制器16、前弹翼设备15、气体发生器9、折叠气囊10、后弹翼设备12、尾部寻的制导器17、下部火箭助推器11。火箭助推器11安装在后下方弹翼12底部。后向制导型的制导方向指向来袭导弹6,但飞行方向与来袭导弹6同向,一种适合被保护物被追击时使用,抛出拦截导弹减速飞行到来袭导弹6的路径前面进行拦截,由于其减速飞行,因此火箭助推器11设计成体积很小。
上述两种拦截导弹26,使来袭导弹6失效的方式有5种:一、直接用打开的折叠气囊4碰撞触发来袭导弹引信;二、偏移时触发来袭导弹6的近炸引信,针对装有近炸引信的导弹,虽然打开的折叠气囊4体积有限,但实际的拦截范围会扩大;三、撞损或气囊包裹下破坏来袭导弹6的气动和升力外形,使其不能继续攻击被保护物;四、拦截导弹装上破片战斗部辅助拦截器,用爆炸产生的高速破片摧毁来袭导弹6;五、折叠气囊使用氢气和氧气充气并混合,包裹来袭导弹6后点火,产生聚爆或定向爆炸的效果来摧毁来袭导弹6,针对没法触发引信的来袭导弹6,例如:用高度做引爆信号的核弹头。
图4至图6图所示,为折叠气囊打开状态的四种实施方案:
见图4所示,是折叠气囊打开后呈简单球体型,气囊形状为球体气囊4,外面的赤道线上平均分布六个小口袋18,口袋18是个1/4的球面,作用是增加气囊外张力以克服气流对气囊的压力;尼龙拉索19连接气囊4和拦截导弹5。
见图5所示,是折叠气囊打开后呈表面球体型,由多个相连且近似经纬线的圆条状小气囊21、22组成球状骨架体大气囊,间隙由尼龙布23相连成为大半球面袋体,下底开口,球体内容纳吹入的空气,尼龙拉索19连接气囊4和拦截导弹5,成型原理为气囊充气和降落伞式容纳空气。
见图6所示,是折叠气囊打开后呈轮辐型,是大圆环气囊25由6个辐条型气囊24支撑,间隙由尼龙布23相连成轮辐型。尼龙拉索连接气囊和拦截导弹(未视出),成型原理为气囊充气和降落伞式容纳空气。另,折叠气囊4打开后可以呈被保护物形状型,气囊4与被保护物形状相近,比例缩小或放大。
折叠气囊4装由4块1/4圆柱面型导弹壳组成的弹舱内,充气时能冲破导弹壳体。
如图7所示,包括预警装置和作战管理系统1,预警装置由红外监视器2、预警雷达3组成,以便发现和锁定来袭导弹6,作战管理系统1对来袭导弹6,拦截导弹5、26,被保护物的坐标、速度和方向的数据作处理和计算,当来袭导弹6进入拦截范围时发出指令发射前向制导型载气囊的拦截导弹5拦截,运行“三点共线”程序——从来袭导弹6和被保护物的位置关系两点确定一条空间直线段,控制拦截导弹5、26在直线段中,并飞向来袭导弹6。同时为提高拦截成功率,从控制稳定被保护物的直线运动来影响来袭导弹6运动趋势的稳定。前向制导型载气囊的拦截导弹5飞向来袭导弹6时,从测速的数据计算一个与来袭导弹碰撞前2秒的距离数值,达到数值时拦截导弹的气体发生器9点火,向折叠气囊10充气,1秒内打开后成型例如球形气囊4。气囊主动拦截和诱饵来袭导弹6,最后摧毁。
另外,在图7的实施例中,当被保护物是采用高速逃跑战术时,可以使用后向制导型载气囊拦截导弹26进行拦截。当来袭导弹6进入拦截范围时后向抛射后向制导型载气囊拦截导弹26,拦截导弹减速飞向来袭导弹6,在2秒的距离时打开球形气囊4,气囊主动拦截和诱饵来袭导弹6,最后摧毁。
如图8所示,是配合卫星预警的母弹头载子气囊反拦截导弹系统,其主要是,通过配合红外线监视和雷达的预警卫星31,预警敌方拦截导弹的行动,以及引导攻击的母弹头27的飞行向目标和躲避拦截。多个预警卫星31组成阵列能对大面积地区进行长时间预警。
如图9所示,是涉及卫星载子气囊反拦截导弹的拦截原理。红外线监视和雷达的预警卫星31底部设有隔热保护容器30,隔热保护容器30上配置有气囊反拦截导弹5,卫星预警31被拦截时发射气囊反拦截导弹5进行反拦截,同时变轨机动。
再者,为确保拦截成功和避免进入破片杀伤范围,母弹头27飞行路线与来袭导弹6或敌方拦截导弹29的飞行路线不能重合。
另外,本实用新型的载折叠气囊4的拦截导弹2、26,还有其它实施例:
(1)飞机载气囊的拦截导弹系统。在飞机头部和尾部安装预警系统和作战管理系统,在机身设置拦截导弹舱(飞机保持隐形和气动特征)或者机外挂载拦截导弹。系统工作方式是在发现来袭导弹后飞机就采用逃跑战术,因为逃跑使来袭导弹的有效射程减小,同时拦截时间更多。作战管理系统指挥拦截导弹飞向来袭导弹,在杀伤范围外拦截。使用该系统能增加飞机的生存力。
(2)陆上载气囊的拦截导弹系统。预警系统、作战管理系统和拦截导弹分别装载不同的车辆上。系统工作方式是预警系统发现来袭导弹后,发射拦截导弹进行拦截。
(3)海上载气囊的拦截导弹系统。预警系统、作战管理系统和拦截导弹装载在船上,系统工作方式是预警系统发现来袭导弹后,发射拦截导弹进行拦截。

Claims (9)

1.载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,在母弹头(27)内装设有攻击导弹(28)和拦截导弹(5、26),母弹头(27)内还设置有预警装置,所述拦截导弹(5、26)包括壳体,以及安装在壳体上的火箭助推器(11)、以雷达制导为主的寻的制导器(701)和/或飞行控制器(702),飞行控制器(702)主要由陀螺仪、微型计算机、舵机(14)和弹翼(12、15)组成,微型计算机分别与预警装置和寻的制导器(701)信号连接,其特征是,所述壳体上还安装有拦截器,拦截器主要由折叠气囊(4)及其气体发生器(9)组成,气体发生器(9)与微型计算机信号连接。
2.根据权利要求1所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,所述气体发生器(9)包括气体发生剂容器、气体发生剂和电热点火器,电热点火器设置在气体发生剂容器上并与微型计算机电连接,气体发生剂罐封在气体发生剂容器内,气体发生剂容器上设有与折叠气囊(4)输气管(20)入口相连接的气体排出口。
3.根据权利要求1所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,所述折叠气囊(4)用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成打开状态为简单球体型,或表面球体型,或轮幅型。
4.根据权利要求3所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,所述折叠气囊(4)的外表面上还织有一层防弹纤维网。
5.根据权利要求1或2所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,所述拦截导弹(5、26)的壳体上还安装有破片战斗部辅助拦截器。
6.根据权利要求1或2所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,所述拦截导弹(5、26)上盖设有隔热保护容器(30),隔热保护容器(30)的外表面由多层隔热镀铝聚酯薄膜构成,且层与层之间设有尼龙网间隔,其内表面隔热层则是一种纤维补强陶瓷的烧蚀材料层。
7.根据权利要求1所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,还包括有红外线监视和雷达的预警卫星(31)。
8.根据权利要求1所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,所述拦截导弹是前向制导型载气囊的拦截导弹(5),其包括头部寻的制导器(701)、飞行控制器(702)、前弹翼设备(15)、气体发生器(9)、折叠气囊(10)、火箭助推器(11)、后弹翼设备(12)、数据链天线(13);助推器(11)喷管延伸到尾,后弹翼(12)在喷管前段四侧。
9.根据权利要求1所述载子气囊拦截导弹的多弹头导弹,其特征是,所述拦截导弹是后向制导型载气囊拦截导弹(26),其包括数据链天线(13)、飞行控制器(16)、前弹翼设备(15)、气体发生器(9)、折叠气囊(10)、后弹翼设备(12)、尾部寻的制导器(17)、下部火箭助推器(11);火箭助推器(11)安装在后下方弹翼(12)底部。
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