|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑
) q9 y I- Q& a* k" I" x) W& s4 v
I: e- B" w8 ^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。4 |8 e3 W9 W% i2 I6 F0 f
1 L: _7 X. j' g
0 ^" u) u, i1 u
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔5 O* I v8 W: k
/ z0 f' O, b7 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。
1 e4 G7 B: s3 U. j" U4 d( Z5 I5 E) @) i ?( ?
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。
$ d3 n6 V( h3 }4 G6 X* ~2 r7 p
# S/ Y C1 t i2 ^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。
9 r, Z" n& V Y; b/ {1 p+ T. ?0 r, @6 I* r+ }* X2 B& Q
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。
2 J8 h, w% g8 i& c/ F
0 b) y1 a9 W2 _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。
; u2 D: ]1 S: e7 [) U" b5 L
! h u" W3 ~3 ^* a) e* ^/ c8 U. {5 Z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。( K1 P& E& l3 U( l
8 Q$ p; c; i0 o ?; G/ ?
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。
/ P5 g% R% C0 a& ~2 m; j, M4 q
: x; f# p! G. n# g6 j" I8 J3 l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。; W3 r7 v* u5 |/ ~, w& Y3 K( v0 E+ ~
3 L$ U: {: y7 `) \" T/ s3 j
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。$ b4 q. k9 O' a- `4 K& Y T9 q
" p$ I1 ^6 ~8 o) l
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。4 ~8 c+ R# u+ c4 R, N. Q6 d
! i' |" c1 h! v7 Z. F
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。: X$ g: f% ^: ]9 n0 B& O
" [+ }; K/ Z# N/ o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。
. B5 ^2 n4 {( R0 h; Q" ~3 n* n2 \2 A0 [' Q, P
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。
+ ]% Q) r# m9 D/ C* S B- \
; W9 i* b8 A0 S* n3 {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。; Z. {. X8 t, C4 z
+ }' g4 m4 f: y5 T8 B5 r; w
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。
: h* K7 O5 e5 K. ~0 `
8 C7 |, U! v* [3 W
8 F; p1 l3 D: T3 D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2 E/ p/ s- ^: M+ E- U) k# l6 Z
. t0 S2 d: ^7 N1 L, ~; J3 B
' C* _: u6 F; p* z
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% T, s+ r' } }- }8 U: P
/ Z. W Y; r6 I1 J1 ?; h
0 ^+ d- J5 Z# [0 b* a; D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+ o) n& w- Q( P# b G% m
. Y+ e" Z1 u. _' ^3 v# e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。
0 k* T( D/ S) X
0 R0 M& I- h* F" c5 y! e' g! x. p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。9 {- c* a1 J8 t, p% [
; w8 U& }# B! N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。' d& u( h$ f/ P" c- D) Z
0 C( o1 P$ n2 q/ e& w. |8 P
$ y7 ?* ~! }5 A9 K( Y7 k
' q$ }! [8 ]5 V0 T1 d
0 @9 \7 V" R& v2 n& J( u* L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; D; G. j' t' R8 q
1 V0 p. n- j9 n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。
% t2 r+ z# ?7 W1 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
