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水漂弹vs滑翔弹

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 楼主| 发表于 2019-10-5 08:11:21 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 $ N9 U+ E+ O: ~& k! R

* j6 `- I4 B! D0 O; z7 H. x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。
" W2 t* D7 i3 f0 w! o7 ]
* T6 n* y% L) z9 R  `. l ( U% g% |' n! `: Y$ Q/ M
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔8 Z% A+ G9 E3 M, f! \+ M

+ M0 r! I: I# D& z% k3 V9 C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。2 C5 c7 A( d' [* V3 P) p$ Y; g, K

& V! z) n7 P1 J9 n+ A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。  x7 l8 [# a2 R' U5 r1 K& X5 i

+ @; Z1 f( d& Z& V9 K+ `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。
/ e* V" N) ^* m& ]5 p: q3 a, _+ M/ u8 n, f4 A+ R7 \  K" s2 o; c
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。
3 P! H3 F3 Z% `, t3 K5 r
7 C5 \! `7 m  n" f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。
& Z* [! B: f# I1 a  z: E4 I6 `. G9 a) }9 k' r8 y
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。
: o& h# u2 f. K& o. S* w
7 L) x7 l$ F% k8 J5 [# Q( c4 @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。
+ n* V) }# M5 H( c2 o
; y/ v8 d7 V- t* I' y3 n9 ^* i1 U% X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。
; P3 j- }" ]# E7 [$ e  F- A$ k% F6 F+ l. I& L# s' G  U
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。$ Y' B$ k) e, W/ c8 _3 O
: m- t% C3 D4 k# k. g( u# s. z5 L/ p4 `# p
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。
+ V. [2 @5 v' y0 H
  ?7 y& X* B) [1 B  r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。( ?4 i) h1 [* c/ A+ }
7 P& A5 Y+ O; q' t# t+ Z0 N
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。
0 L+ S* I1 B# G1 ~7 U5 D7 }' ?  ~, Z# W
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。* t  J2 S9 A$ t

% u3 f0 F8 |: I% \* h6 ^& t( S7 d4 i6 K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。  v" V2 a7 p' H8 M% X
0 A( U( L) B1 Y+ z
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。
9 t! x' [* b3 A( m6 @1 ?! ^( {5 l. {1 K

. n( x0 `: f/ y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1 P- `0 a) I7 b* z, x# \& S) }
$ T& E& F5 v% n* O9 L4 V9 K
7 t0 d" i) N: O* a$ Z/ q# P
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
9 X  A4 U* E& T3 j" z0 x" W' |, \3 H0 @9 L

+ u! _! x! w! ~" u4 [, w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! ^5 Y2 N- c, u( `0 A5 E

, }6 L- w. f. @: f/ u2 b2 t3 @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。
8 p$ F1 S8 n" h6 M( Y: d9 Y: f7 u, i6 \7 [/ ^8 y# s$ X) V0 D, x
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。
' p/ e7 e$ A# a8 V7 H
  o) [$ n: T: }' b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。
6 M  t1 P" G% n7 L5 b, G5 B3 G" F4 q0 i7 g

$ i, x5 J0 l% x, Q% o1 X8 y* T) L6 n# t
3 N# v) q0 Z+ a) F5 o& j
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
& @- J* L: m1 V2 R0 W8 W1 H/ e& u' f8 {5 j; @" N$ L
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。: n3 i/ ?. c: Q' ?' w

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参与人数 11爱元 +52 收起 理由
常挨揍 + 10
大哈瑞 + 2
青青的蓝 + 4 精彩
colin1992 + 6
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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
  • 签到天数: 303 天

    [LV.8]合体

    沙发
    发表于 2019-10-5 08:44:19 | 只看该作者
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
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    板凳
     楼主| 发表于 2019-10-5 08:55:35 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2019-10-4 18:44$ d. c9 a0 v8 i; ?# r8 {- F" w
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    7 U. M4 F$ ~/ |, D
    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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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
  • 签到天数: 303 天

    [LV.8]合体

    地板
    发表于 2019-10-5 09:15:05 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-10-5 08:55
    $ Z$ I" b. F- b( Y6 m, f0 h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。 ...
    2 E( p" T2 \0 P6 K9 J& |
    . v  N0 C6 Z- i' R' ~! K8 G2 \
    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。
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    5#
    发表于 2019-10-5 19:54:08 | 只看该作者
    车脸笑容好邪恶

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      发表于 2020-1-2 19:20
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      发表于 2019-11-3 01:46

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    参与人数 2爱元 +12 收起 理由
    kar98k + 6
    蓦然回首 + 6 伙呆了

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    6#
    发表于 2019-11-1 19:04:30 | 只看该作者
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
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    7#
     楼主| 发表于 2019-11-1 21:23:52 | 只看该作者
    大哈瑞 发表于 2019-11-1 05:04  G" o/ z- |1 O5 z, D: c
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    + D$ R% U* f6 P0 H( j2 G$ a# w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。
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  • TA的每日心情
    开心
    21 小时前
  • 签到天数: 3787 天

    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2019-11-2 00:07:03 | 只看该作者
    往台湾试射一把?

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    哈哈哈  发表于 2019-11-11 11:08
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    9#
     楼主| 发表于 2019-11-2 02:07:45 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2019-11-1 10:070 N0 I) i0 I. o7 v0 e
    往台湾试射一把?

    / [* h& ~- o  o% Y1 G. x别吓着了。现在吓唬台湾,爽之不武啊
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  • TA的每日心情
    擦汗
    3 天前
  • 签到天数: 3305 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2019-11-2 08:53:50 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2019-11-1 11:07
    / ~% l  l3 n! p. ?# A8 q/ w往台湾试射一把?

    , A! O) ]7 H* V0 v2 }太近。这个东西不是对付台湾的。台湾档次不够。。。。

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    4d  发表于 2019-11-11 11:09
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2018-6-2 22:44
  • 签到天数: 16 天

    [LV.4]金丹

    11#
    发表于 2019-11-2 09:57:11 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-11-1 21:239 X5 i7 o8 b- i. h) r/ B
    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, ...

    6 i9 i3 N+ U! O7 h& w3 o2 `0 v8 O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?
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    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2019-11-2 10:47:50 | 只看该作者
    包子 发表于 2019-11-1 19:57
    # K4 ]! N1 ^& `; q, p' B3 z+ F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? ...
    5 D( E' {7 b9 p7 J( ~: J
    为什么说这东西载荷量不高呢?
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    该用户从未签到

    13#
    发表于 2019-11-7 22:00:48 | 只看该作者
    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。
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    该用户从未签到

    14#
     楼主| 发表于 2019-11-12 02:24:20 | 只看该作者
    mingxiaot 发表于 2019-11-7 08:00
    * h0 w& K" X4 J, D5 x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。
    % S! i3 l( H# q  g  N
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
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    该用户从未签到

    15#
    发表于 2019-11-12 05:50:50 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-11-12 02:24
    % X8 t- \4 b3 |# ~3 q在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    1 k+ Z% Q# ^5 f- d& Z7 |& h谢谢,我去找一下
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