|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑
0 N4 u. g+ X9 t4 n0 ?5 X
0 u7 e% E6 V& Z- f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。7 T7 V7 C3 m( ]
; C& z- f$ @5 g2 A1 P0 N
: T) Q' d4 Z; e p# z/ X
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
6 `; O9 V( N8 K/ S
! t1 W/ i8 Q7 X# u, N* ?0 { g% N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 w/ ^: [$ ?- G* D
; L' b! Q/ w6 h: x( D' c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。
' s% a: s$ f& j7 S* B6 k7 [& z
" X) `* ^: ^5 F4 g: [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 n+ n) I8 @, G, Z, n
1 Y: _1 F0 l3 ^& ]+ x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。& k$ [6 J' c' e7 g
/ Q. Z3 y9 c$ u( b1 _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 B) {! F- j0 ^1 x7 u
& J, h o( H* z6 o0 F/ Q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。* k" N" k C* n4 u; j' Y
2 o ]7 B9 s7 C, F- k; ?- W
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。 p% k4 n& G" D$ G: }
/ _5 \, L( p n+ X: c- d) P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。# \7 \) i% D1 K+ k/ ?& R7 b [
& T6 `8 ]& B+ K) d/ o
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。
. r( A7 J% Y8 D0 Z- N3 U. m
3 z: z6 @( G. V4 ~5 M$ g$ i2 X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。3 m3 I: S! t& \ C
2 j) b' N; {' a
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。% N" | t1 p* \2 S8 S7 u1 ]
8 C- J" H: N ^5 B% c
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。9 z& I- u/ z% e5 k8 e1 D. Z4 F+ y
9 q% c% h. d! I Q. D, q
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。- G# G( F* I: Q6 @$ Y
6 _3 s1 ]4 B, {& x2 w& _* h
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 Y& o9 y' Z+ Q8 \/ B1 m$ Q/ y* Y/ N! p$ c6 y
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 S% m ~. R$ B; r8 Q' e* L4 i9 `" g" M# R4 P2 A
+ H: E5 v. V0 e7 ]# p
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 d- L) `5 E6 W# f
* w- J, v0 W0 n. I- w( k
5 Z" |0 S- l6 z( {) W4 ^3 T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2 p' i2 p3 C' ^( m: b+ B* {
* r: q7 p. Z$ W/ j1 j' y6 [! o' g
, q( k$ t) _* |9 J% @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
) c+ |; [8 [- J% U" }/ ^$ S: j/ p& u4 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。; }" Y) J& l7 b8 ~
1 a. Z. n2 M8 D! r& m" Y8 s6 v6 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。
$ I9 E) ~) p# c1 o# w' w" r+ q) E; |- O1 Q c
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。, ^4 K, w' s( Q
4 o. X1 i8 C! w- u( _1 n6 q! P
$ @7 @6 V4 d& q* L3 }* }* W) X% h6 H) p5 A: b
4 ^" R2 ^+ G. D' D9 F东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的
# v) @6 I5 N* Y
' A" T, J" D9 j2 g5 N+ j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。9 K+ b* L" A$ {9 U/ ~& }3 K
|
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
