|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 9 v4 i; h3 A! E. {: F3 w
4 P2 c, N" y- p5 ^# K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。
* ]! n' a6 W: r5 V! F ^* J- ?
9 I' q$ O m' n& p {
6 u$ K- g& {6 a2 u2 Y
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
o0 ?/ P' l6 w
1 B5 F0 S5 \ r! C2 _# |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。* m" [- b4 f8 s* n, I. M' g
1 N: r4 j# T1 C U7 x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。- w, \$ n1 q2 R
( M6 E1 P4 W# ?, U& 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 m% A) t/ l4 F+ a9 W* p! b& f5 h+ L% K" Z6 H# j$ B- I! T
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 b# @/ l' b' r# T4 E2 g0 R. N$ 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。
$ G9 n$ ?" \* W1 r
5 N" N1 a/ r2 f4 \! h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。/ S ]9 f2 C) c0 A# q& \6 n
/ V; o8 X# n; q$ I5 H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。
1 i* t4 `% l( A1 }+ I# z
; ^( \0 g/ R# D* O: {5 e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。0 ^( G& j& V- D o
3 |" C4 L& j% k4 C: k7 c+ h( E
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。
- v R8 `# s6 N: \* _& i; y- j( r0 ?* U6 _
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。
0 i! N% O5 F- w( m: F H* a5 s |2 i5 n3 |% ~
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 M8 y9 R6 Y9 `& P8 C* G# `( {5 [9 n' Y7 t) i/ m9 \8 Z0 i
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。
8 l8 }" y* D2 T' y% s2 Q
) x( f! P1 ~0 X/ y+ i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。
9 s' V- J1 k& Q# W8 @0 L/ j- B4 P$ v2 D" P9 d
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。0 }3 Q! ]- j5 U
1 \' D8 Y4 y# ^3 N. ?$ B7 a4 f& I
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 C& [6 N( @% t* k/ s' s# k8 l# ~* O' X- Y. n* U# B4 }+ B9 G
! l& q. g2 T! \: v& e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 k N8 @) ~5 [
7 G, R' p, N# x5 W3 a" a! e
( Z" m$ u' T' M v/ E- x: a5 c- L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, b% @: D$ M+ J0 R* {) c
: {! ?6 e* W/ _3 {
& @9 F# R+ H. x
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 _! |: u2 z& @2 n
5 D' C- j% K$ Y* z* Y5 p1 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。
7 M: E! d& E/ K$ c4 O2 x, ~& M+ ~# 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。6 ^0 n2 m) Y) ~/ ]4 d D
: D: j/ A9 b& l) o6 j: K0 d" s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。
; W- R, p5 m# E9 L9 [" s- _$ ]2 m9 m$ T' X
8 l( ?0 m$ g+ ^9 W. T+ t2 O7 X- i# a; b8 S1 p; A' e
: l/ F K7 h* Y. v8 U6 V G
东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的
7 \6 D* I4 }, o' M' W1 S9 p( n. c* P& M: w
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。
4 O5 O. q4 q9 _, ? |
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
