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标题: 水漂弹vs滑翔弹 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2019-10-5 08:11
标题: 水漂弹vs滑翔弹
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑
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东风-17在国庆阅兵上展现后，人们对水漂弹和滑翔弹的兴趣空前高涨，桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔也走出了航天科技的象牙之塔，走入寻常百姓家。& X! F% d4 g6 ~  `$ I8 F4 M4 D/ u

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桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
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弹道导弹的精彩之处在于大气层外。出了大气层后，没有空气阻力，弹道导弹不仅速度很快，还可以飞很远。但弹道导弹的抛物线弹道在发射时就确定了，对方如果能早早探测到初始弹道，就可以相当精确地推算出其余的弹道，这是反弹道导弹的基础。这也是大气层外没有空气阻力的坏处：很难改变弹道，各种机动再入弹头技术改变弹道的能力很有限。6 d2 N5 {9 k0 b. X  a) J# ^) ?
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桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔都是对简单弹道的改进，出发点不同，特点也不同。
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桑格尔弹道也称水漂弹，利用重返大气层时空气密度骤然增加的特点，适当控制再入角度，形成水漂，弹回大气层外。根据初始弹道和速度的不同，这样的水漂可以只有一次，也可以有几次，最后一次不再弹起，而是转入大气层内自由下落，或者受控滑翔，直至击中目标。' a  e  P+ l4 y3 o+ u0 t

0 W( g3 c* l7 s& _, w4 Y/ j这个设想最初在1941年由德国人（其实是奥地利人，那时已经并入德国了）欧根·桑格尔提出来的，所以也称桑格尔弹道。桑格尔最初的意图是研制火箭动力轰炸机，从德国起飞，越洋攻击纽约，然后在太平洋日本控制区滑翔降落。当然这构思过于超前了。5 D3 Y( f- @- |0 y
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桑格尔弹道的初始弹道就是简单弹道，是可预测的。在每一次弹起时，都相当于又一次弹道飞行。弹起的速度、角度、“弹道弧”的长度都是可以计算的，所以依然是可以预测的弹道，只是比简单的抛物线弹道复杂一些。不过要是对再入姿态控制得当，比如说，带一点侧倾，桑格尔弹道是可能在每一次弹跳时转向朝背朝的方向的。这不可能是90度急转弯，但由于速度快、射程远，哪怕10度转弯也可显著改变弹着点。不过每次弹跳起来后，依然是一段弹道飞行。
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# O' O; o8 g2 z8 G. k最后一次进入大气层后，如果是自由下落，依然是可以预测的弹道。如果是滑翔，那就是完全机动的。6 C5 n( V# i6 e8 I
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桑格尔弹道的精度是个有趣的问题。末段自由下落的经典桑格尔弹道的精度可能还不及简单弹道，因为每一次弹跳都可能由于各种大气因素而影响精度，最后的累计误差可以很可观。但要是末段有制导滑翔的话，只要还有足够的剩余动能，精度就相当于制导炸弹，只是速度也相当于制导炸弹，没有弹道导弹的高速再入了。, g  g6 q( H( y% `: J% a

/ p3 v3 b% P" g* ?+ K桑格尔弹道的初衷是利用水漂增程，但进入角有一定限制，大角度下来就是扎猛子了，打不了水漂。这决定了初始弹道相对低平，纯弹道射程大不了。对于纯弹道射程本来就不足的纳粹德国时代，这不是问题。但现代火箭技术发达了，纯弹道就可以达到洲际射程，用桑格尔弹道增程就有点提不起兴趣。但技术条件也不一样了，在每次弹跳的时候可以重启火箭发动机，加速弹出，增加后续射程，还是可以用较小的火箭发动机达到较大的射程，但这要求用便于多次启动的液体火箭，而除印度以外，中短程导弹已经基本上固体化了。所以桑格尔弹道现在较少见。
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每一次弹跳实际上都要在大气层上层边缘“浅游”一段，才能在反弹力和空气浮力作用下完成弹跳。这一段距离正好可供吸气式发动机趁机工作一段时间，加一把速，大大增加射程，但这已经不是经典意义的桑格尔弹道了，而是动力-滑翔的混合桑格尔弹道，而且要等超燃冲压技术过关才行，现在还做不到。
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. C4 |, z$ |% p8 m  I. Q9 z在飞行器构型上，桑格尔弹道可用前段尖锐、后端略微张开的双锥体实现，锐度较低的后“裙体”是产生弹跳的关键，但在技术上容易实现，轴对称的外形也使得设计和分析相对简单。不过要“转弯弹跳”的话，就不能用这样的简单轴对称飞行体，而需要更复杂的气动外形。
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7 U2 y0 e/ C( J% D* K1 g' H钱学森弹道当然是钱学森在1949年加州理工学院喷气推进实验室期间提出的。这是基于桑格尔弹道的改进弹道，在第一次再入后，不再弹起，而是直接转入滑翔，直到击中目标，所以也称助推-滑翔弹。; o  ~$ u7 ^, @8 c! F

0 ?/ g8 @, v* M与桑格尔弹道相比，水漂的增程作用得不到利用。滑翔的空气阻力影响大于水漂阻力，所以射程也受到损失。但远距离滑翔的机动范围大得多，命中点可以与初始发射方向相差很大，末端速度的控制余地也比桑格尔弹道更大、更精细。由于滑翔比水漂更可控，末端自由下落的话，命中精度高于桑格尔弹道，末端为有制导滑翔的话，命中精度与桑格尔弹道相当。6 U" f) `! @4 F# c# a, x

, {# k3 ^7 X7 ]7 k) z% k4 t5 j从弹道可预测性来说，初始的弹道段依然是可预测的，以后的滑翔段则是不可预测的。但弹道段顶点依然很高，便于对方远程预警，这一点与桑格尔弹道相同。另外，初始的弹道段也需要相对低平。与桑格尔弹道一样，在滑翔段可以再次启动火箭发动机加速，或者在超燃冲压成熟后采用动力-滑翔交替的方式增加射程。& ]- E) k5 V3 c/ @

2 {' {& j& k( T/ v. S: `) U* `美国的诸多高超音速武器（如AHW家族）基本上都是钱学森弹道。这也是超燃冲压最初实用化的最可能构型，因为超燃冲压需要首先达到M5-6的高超音速才能启动，钱学森弹道在再入点通常满足这个要求。. e9 D1 {) Y7 Z; K

  a0 m" \; w0 ]2 E1 y. }, f在飞行器构型上，钱学森弹道的升阻比要求比桑格尔弹道要高，但双锥体依然适用，不过需要增加一些短小的弹翼，以提供额外的滑翔升力。
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东风-15B是中国第一种公开的采用双锥体的导弹，这是早期的双锥体，先钝后锐, H3 n0 E  _% f/ `' j
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2 d$ r3 X( f" ?/ U美国正在研制的AHW家族也是双锥体，这是更先进的双锥体，先锐后钝，升阻比更高+ j1 n( w' B% A4 s- L0 a

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与简单弹道（蓝）相比，滑翔（红）可以大大增加命中点的灵活性和不定性
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4 V0 r- I8 @9 p9 H8 Z. ]+ L全程滑翔比钱学森弹道更进一步，在上升段快要出大气层时就关闭火箭发动机，在重力的作用下自然停止上升，然后转向，火箭发动机二次启动，水平加速，直到关机、转入滑翔，或者采用超燃冲压的动力-滑翔交替方式，以后的弹道与钱学森弹道相同。
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+ ?' ]6 g8 U9 _; ?2 O全程滑翔也称滑翔弹，关键在大气层内起滑，初始弹道只有上升段，弹道顶点低，难以远程预警，而且弹道全程不可预测，极大地增加了反导的难度。反过来，全程滑翔受空气阻力的影响也更大，射程损失更大。8 U4 O- X5 L  }9 S% k* E1 ]% y
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在飞行器构型上，全程滑翔的升阻比要求最高，必须采用箭簇形的扁平升力体，设计和分析的要求大大提高。
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东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的+ }: h' Z9 P6 g9 k! {2 y5 H

1 W& @: c5 J' S2 G( f) M据认为，东风-17是全程滑翔，在技术上代表当前高超音速导弹技术的最高水平。" ^7 y! N5 x* [; {' H
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2019-10-5 08:44
这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了？
作者: 晨枫    时间: 2019-10-5 08:55
鳕鱼邪恶 发表于 2019-10-4 18:44
" x" U( A1 S. }% J/ g. p这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了？

! o" w0 @6 r$ F1 G4 F  S4 w应该是就这么射出去，不需要加弹头罩。上升段的速度不快，起滑时已经需要升力体构型了，没必要加弹头罩。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2019-10-5 09:15
晨枫 发表于 2019-10-5 08:55& M7 a; ^' S3 c: q) T: j( }/ ^
应该是就这么射出去，不需要加弹头罩。上升段的速度不快，起滑时已经需要升力体构型了，没必要加弹头罩。 ...

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上升段这样射出去，不对称的体型应该还是有扰动。。兔子的计算和火箭操控已经炉火纯青了，这个换别人搞不好真需要加罩子。
作者: 大流士    时间: 2019-10-5 19:54
车脸笑容好邪恶
作者: 大哈瑞    时间: 2019-11-1 19:04
请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标？
作者: 晨枫    时间: 2019-11-1 21:23
大哈瑞 发表于 2019-11-1 05:047 z2 }5 j$ O1 a! q; K+ x. e
请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标？

" h. m) U8 [; t; h- U2 i按现在的设计，可能是陆攻为主，但在原理上没有什么不能反舰的理由。据说高超反舰弹鹰击20已经在路上了，也可能已经服役了。
作者: 马鹿    时间: 2019-11-2 00:07
往台湾试射一把?
作者: 晨枫    时间: 2019-11-2 02:07
马鹿 发表于 2019-11-1 10:07
; r  s9 T' e. p往台湾试射一把?
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别吓着了。现在吓唬台湾，爽之不武啊
作者: 赫然    时间: 2019-11-2 08:53
马鹿 发表于 2019-11-1 11:07
5 h1 H; b! X6 B: Q' U+ o往台湾试射一把?
+ q2 Z* r2 j" y( r. p' d9 l
太近。这个东西不是对付台湾的。台湾档次不够。。。。
作者: 包子    时间: 2019-11-2 09:57
晨枫 发表于 2019-11-1 21:23
3 k, I6 A! A$ E9 y$ B" i" D8 t按现在的设计，可能是陆攻为主，但在原理上没有什么不能反舰的理由。据说高超反舰弹鹰击20已经在路上了， ...

0 r; x) X/ _& @9 N这东西载荷量不高，如果常规弹头打航母没啥意义，核弹头的话也没啥高精度的需要吧？
作者: 晨枫    时间: 2019-11-2 10:47
包子 发表于 2019-11-1 19:57
" i( V0 J1 s* n, [0 `这东西载荷量不高，如果常规弹头打航母没啥意义，核弹头的话也没啥高精度的需要吧？ ...

, a$ k4 S7 O0 v! S为什么说这东西载荷量不高呢？
作者: mingxiaot    时间: 2019-11-7 22:00
晨大侠写过F35和歼20比较的文章吗？哪里找得到，想了解一下。
作者: 晨枫    时间: 2019-11-12 02:24
mingxiaot 发表于 2019-11-7 08:00) a9 M" s0 E5 n. r  v
晨大侠写过F35和歼20比较的文章吗？哪里找得到，想了解一下。
5 J+ p- W, b: [; G* X7 @6 I
在航空知识上，哪一期我记不得了，应该是最近3期之内
作者: mingxiaot    时间: 2019-11-12 05:50
晨枫 发表于 2019-11-12 02:24( r0 D$ N; _" s3 @
在航空知识上，哪一期我记不得了，应该是最近3期之内

  ^3 H! q' R3 M4 P& m谢谢，我去找一下



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