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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
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

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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
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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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    该用户从未签到

    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% L: _- ~: w' |. }
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    / d$ b7 k. E/ }' D3 \1 z2 G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
    2026-2-1 23:57
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    [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
    3 U4 a/ h, c  T( i0 o, O& h# L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。 ...
    4 n  Y$ f  l7 S8 A, V3 V

    ' ]0 ]" ~( ]1 X, z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 2019-11-3 01:46

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    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) b. A8 V8 P9 h# P* D
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    . _) _# h; d) A9 z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: 3788 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  n, |* ^) T* \: F& N$ @) ~
    往台湾试射一把?
    . w  H9 b2 P; ?! w9 ^9 T3 e3 n
    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
    4 天前
  • 签到天数: 3305 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 11:071 G5 J7 @( L5 D% d7 T3 J! ^6 T
    往台湾试射一把?
    / q) B. w" L8 ]& v
    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; _  g1 @" J; b/ U. U
    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, ...

    / E+ D, m+ E5 Y, g7 \0 i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 19:57
    % L, b( q/ E: @( 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? ...
    % a& `7 q, }" s+ S! l9 b: m
    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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    该用户从未签到

    14#
     楼主| 发表于 2019-11-12 02:24:20 | 只看该作者
    mingxiaot 发表于 2019-11-7 08:00' G* ?' x& a0 o
    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。
    " M. }2 H7 \  S$ }; C1 |" X
    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
    + e6 E+ j# x$ u在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    4 w2 _7 H$ E! t( n# i' m5 w' _; m谢谢,我去找一下
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