|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 & u: ~" x5 f$ J& g
" Z( R. Z" r5 g: H3 b& ~9 @2 e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。
/ `8 [2 J$ H8 K& P4 R
5 d6 v. {" ]$ I
& e: A; o$ x. M B桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
/ K* B A' T( W- t5 `9 @; H y' c
* c+ E. {# ^. _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。
+ z5 e3 L) y2 d2 v$ y
; T* R- ]8 t% ^& ?' ^/ T$ o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。0 [& {4 `9 E* Q I1 k3 l( i$ F
- x( H; x/ O U! }* ^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。6 @; A$ i! S' G+ e( q3 P) X, F; |% V
& @6 S) }2 g; h J* s5 e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。. M7 d8 C3 \* J7 U5 R
; ?5 o; Z! A: V! 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。4 }- S9 Y# M. {; N2 m; p+ @, Z7 Q
1 ]6 w* q* U8 d- B U% \# A4 I) \
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。, G) B+ g3 h. C, e1 q* H7 N4 w
- @, f% ]' G3 m7 j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。
5 d* v! G. l/ X* V% Y( l8 }. d0 U# ~
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。8 M0 Y9 |+ _/ l4 [
% r, R1 E! p$ h2 c& l( V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。2 G1 S6 o+ ]" U8 ]8 A, i1 R
3 I& T* n4 E$ l# H; 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。" H* o$ _# n0 ?* X+ S5 X& o! S
6 F: v$ \4 ~2 _9 e
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。- x9 }# B4 t: i% j
8 `$ W) [3 x! q& n O/ A9 o2 S, D
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。
, f a& v8 i* n& p# e3 c3 l7 i% i) [) z q0 h* J ^- a1 u4 h( @
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。% B2 W9 x' q" X3 I
" \1 K- _1 w& `% L9 V, Z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。8 h+ }" ~1 Z b0 R% J4 \
% g- B: Q2 \& E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。
0 h3 Z) k3 k# E5 h& ?* W2 ~4 \
$ a# ~8 U& S7 C" A l# j! r
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
3 J+ ] v& Y/ ~! V8 z# v; m |
, R5 F9 B- @( N* q% O( G- Q# d9 j
% a6 C) E0 ^# P* ]9 M0 p9 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 W0 M7 F6 w5 \7 W& r7 s" u
, \ y1 q' |3 c- T, {6 X
2 _" r% a' Q% {# u3 \: ]
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
6 K; C6 S# m, T
5 r3 G8 N7 s( c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。
j# H! _% L+ A, {+ c+ o9 O
, V% D$ e- Q, G u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。. L& z( R, D' k& L+ a6 o$ Y6 r0 }
+ R& |& O" E- L
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。3 p5 P6 {9 \1 R( J) o+ y* h
* c ~1 j) J' ]
4 y* Q* M* `; M7 ], Y9 F) m( {+ a# U/ l
) M) [5 W) T' D' u2 ~
东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的+ I! g: ?' {. _3 q: i6 y
. g( {0 P$ s# r2 U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。; x8 K4 \- L. N, R6 H
|
评分
-
查看全部评分
|
雷达卡
楼主
收藏
分享
淘帖
支持
反对
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
发表于 2019-10-5 08:44:19
发表于 2019-11-2 08:53:50
