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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
" v; Q& @6 h; e2 [+ s: @; I8 \" W0 c$ j5 \/ \+ l
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。
2 F! ^$ \1 f& `2 v% P1 G* U" S4 V" Y/ R, c/ g- [

3 j) K1 w( n$ z, B6 C& t, g2 ^桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
/ b+ ]5 {/ w7 \- H! A  G4 g& u6 ?: h
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。
) C2 P4 N$ Q$ t; n. |6 F
( ]$ `9 s5 Q  C5 ^5 |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。
1 |' ?  k3 h3 @( P( N# Z9 A
, p4 w; b' c$ Q+ {! F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。: G$ F, Q6 {/ A6 {' S+ R* ]

! X" F1 y, p2 }4 A( W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。
7 y( r# |3 p. A. d
$ q9 W9 W; s7 ~. d# v7 Z" S+ S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。+ a* J- |4 f9 x; v5 l; A2 ]) W

* h/ l' j6 v9 U0 N: T* w' T1 m' V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。
1 C, [- V* F: x' K2 X5 R. O& C2 K# M0 E
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。+ F" H9 h% l: I

, L4 I! N  W: Y3 U- C+ g& E7 S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。
  ]5 F* D- }% J0 ?) c
" s, x( C+ Y: m# a$ m# i' i$ c9 K  W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- G. y9 f2 f/ w/ Q- A/ S
8 v) _  U* P/ H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。# o5 ^( w, j! S
: L( ^2 }+ J2 Y/ T
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。
. }) \2 t( I# a9 U3 j0 k
2 |3 k+ @$ B; E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。2 h' C& n9 P, E1 v: Y" _. G
5 ~, a  S& B% k$ }- S5 v3 x) y
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。
2 O% _% d& f% Z
9 z% N+ K" y, t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。( b0 [" i6 c9 l6 k, G/ B0 @( y: g

5 i4 ~' s, n+ ]+ Z6 F. z  P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。
$ a4 @7 W1 L! w. k( ^
: c: p* j" r! \ / I. i- R4 Q- 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* V: c$ k& W1 s! ~9 K* V8 o7 Z4 m
" k+ v0 I% N; ]

4 a9 e9 s9 x! X; z- |1 z; r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0 H! R# e, {* E& b
$ J6 Q3 |" x3 m  S) j

8 l5 d# u; E: g! y7 W; p: m7 p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
8 z. I0 ^, ]( C+ G* S5 g* p; G, F
1 T! d5 o1 r: j& G- Z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。
1 l- p+ r% b+ `- o1 o0 E; B; G/ r& S. y; ^9 o4 s. V
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。1 P" J9 Q% r& Y- Z$ C+ K
' Q4 T8 i4 x3 P
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。
: t1 V. d$ ?) j/ c( b( [1 _6 j  y" _4 n2 z0 q8 D1 T) y& w
/ N# P6 q6 c4 b* Y8 ]' x2 _
+ a; Q' p# t8 R0 T, {3 O

- a. h& D) ?! r: ]2 W东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
. j2 L- p4 Y" q/ w; q2 J8 @* M/ O: ?) r$ ?% G/ ^- x. p% C5 @
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。
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常挨揍 + 10
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-5-12 23:57
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    [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% _  l5 i0 h3 K3 B4 h2 a* N
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    1 h! j- H" h7 z3 a( n" a) P
    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
    2025-5-12 23:57
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    [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
    . b8 I2 Z* Y0 g' @' }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。 ...
    ! ?# }+ Y# }; d: g  M
    . H: y; n* ~% f+ Z+ {
    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 2019-11-3 01:46

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    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/ U' t. \8 e) x7 i# a: ?) w' {
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    & B2 J9 m* h2 e# ]/ m0 Q) R) N6 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
    2 小时前
  • 签到天数: 3499 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 10:07
    ; {4 U# ?* k7 e$ m往台湾试射一把?
    + ?$ U. {* S6 Y4 U5 [! M
    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
    2025-5-22 23:34
  • 签到天数: 3170 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
    ! W$ N* M) R3 f) `7 `9 G& R% b往台湾试射一把?
    # n0 v, f2 r8 T
    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 21:233 \3 I- j$ y" B; P2 a0 H
    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, ...
    " `" x( H$ w! E6 P, J" y
    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) B9 i, F( i/ T  ?7 @2 l
    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? ...
    " f/ ^9 O  b* c, C
    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 08:008 e' b! t9 L0 l! U% D
    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。
    . Z( {% U( p  R; A% ^
    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, U& w  t1 P2 _+ E
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    8 n+ K9 t: K4 P" P/ v; W% k& W谢谢,我去找一下
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