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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 $ H7 t. x% R0 g6 x+ b
6 n: j, D( q0 _3 S/ w/ r
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 n- [8 `$ b& ]; g2 V

  ?) u" U( Y, T* u5 j4 r# c1 w' i' \
" U2 E6 ?! I" [/ `1 c9 U' t桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔0 o* f7 q& v2 T6 E
- q: ]" y; E8 x. Z, u
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 I3 c7 r9 c8 Y

3 |8 [# e, _& q3 F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。
+ ^& t3 L9 ]+ q( m3 k$ c+ F% z; w- O; t5 J5 |% M0 [. a+ m5 H
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。. q- \- x# O% A2 G/ j. {7 \

' [) C" _  I8 L& x( 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。
, u0 f6 N) U0 F3 q( T1 Z" Q* t$ n, x0 h2 e2 N/ B4 w
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。
; F$ P, u! @. w# [7 Q/ e* P: L, m. K8 S, L' E# r, s3 @
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。
% R  W5 w+ u& E2 T% |6 G  j4 S$ U5 D  I; H$ Y' \3 \/ `
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。) s/ k' ?1 F9 X

% x' J3 J- x: Q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。
2 K, M: k2 v5 @+ g2 P! n
0 R% G% M& [; }9 I  C5 P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。
/ n  f, H% U2 M+ J7 |2 C( F3 \
& S; n* q3 L2 Q# Z  M& a$ P/ ~! S. W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。6 H  t+ l/ w5 ?- E- N* f

) _+ K* o3 S& ?, V. C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。( i3 z4 G1 @# z' s! k0 a

  k# a+ r) u& l8 i8 @( h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。
7 {% b- g- _# {- ?, I2 z( O
, r8 k; ?9 k0 W+ o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。
, p" ]5 u  n0 h3 ~$ ]
8 b. @# A/ {6 G; e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。
2 O; Y( {2 \. [- U+ ?4 _
& ?/ m- x$ e3 Y1 [" W* o! 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。
7 r. F0 H/ z5 H& f+ m' u! M9 }3 k3 h  V& m0 }  t4 x$ |5 B

" ?( ?- e  |% @3 h2 `* X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
% d* ^2 d/ B% e" H. n, y* W. }! l
- m' V& `0 {0 f% N) o
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$ L- n7 W( e1 }  W

" ~  D) {5 w8 b$ P* M
  P) C4 R. {* j& N) C! p" t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
3 V, I  I8 L8 v
# g4 f8 ^$ ~( }2 P4 u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。
" T0 G& v1 p& n) y. y; H$ o# M9 V
5 G: ~" G& A6 b/ J2 N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 N7 O9 I7 ?8 k, c" Y5 _9 m2 O' c9 {) F( a
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。
7 d7 U1 s% \3 S/ K5 ?8 M  I- C3 m" G9 L2 f0 U

% ^$ S; p, d, }6 x7 [; z: z$ i+ J/ Q9 l6 Y

5 D+ r6 n, o7 E# ]5 `& o8 w+ p东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
6 e$ d0 ~$ p" p% S9 ?; w& Y" |9 b8 P) _( ?
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。
; y, Z( Q! v4 q2 q$ m: A, s

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参与人数 11爱元 +52 收起 理由
常挨揍 + 10
大哈瑞 + 2
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colin1992 + 6
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50
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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
    7 M; n5 p& _" |. |+ _这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    7 f5 K  a" x  }9 T, k
    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
    2025-8-28 04:50
  • 签到天数: 302 天

    [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
    6 M0 D+ ~& |6 K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。 ...

    : g( L4 e- ~9 g7 N8 Z' n, U- Q, a6 ?- B4 T/ b+ z" u9 U7 n  o: V' n
    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 2020-1-2 19:20
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      发表于 2019-11-11 11:08
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      发表于 2019-11-9 21:42
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      发表于 2019-11-3 01:46

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    参与人数 2爱元 +12 收起 理由
    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% K  P4 c& V$ I5 U! G
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    . l- ^/ e0 [& t  D
    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
    23 小时前
  • 签到天数: 3590 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
    ' o7 z% {8 X3 J往台湾试射一把?

    ( H9 g; \% Y/ w: z! R+ x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
    2025-10-20 01:43
  • 签到天数: 3171 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
    8 J  j( f, W3 e# B- n- {7 @- _2 n) [往台湾试射一把?

    1 o9 n0 E! E1 B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 21:23
    - m. G8 G2 i' F! u; j* b2 N6 @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, ...
    ' U% t/ |& D. J( k- M" Z' 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?
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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 19:571 E4 H! w4 t2 n  U& c7 K
    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? ...
    ( Y0 o( `/ I& l( F) K% G( F2 ^' g
    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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    14#
     楼主| 发表于 2019-11-12 02:24:20 | 只看该作者
    mingxiaot 发表于 2019-11-7 08:006 }7 k2 T( V& G/ |# d8 b# L
    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。
    * g# t* E% [' i2 G
    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
    : J2 b  E( r: ]8 E1 p6 w# n! l* j. d在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    + H/ B& q) E0 T/ o. p# F谢谢,我去找一下
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