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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 3 T# F' t# L% D7 Q2 n
  |7 i" c) ^: F9 R3 c7 C1 h! 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。6 _) B7 [% `* ~

. ^5 Y$ U, L' l' V
+ f. \3 R" V6 Q5 V8 ~$ k1 l9 y桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
, ?, i9 p3 I, P- X  b$ ?7 S
! \3 _4 K0 ~0 `( |/ M8 Y4 W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。
3 j. Q/ w2 c% G( l$ h' C
  v6 K: l: q2 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。# b2 ~7 J5 I# B" l# h
) j# g3 ?, ?8 ^; P+ K* J
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。7 ~- b! {1 P7 |' T7 U
8 i- v6 J% L) M% b5 |8 ^+ |
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。
+ f" j4 z- T, F1 _$ t1 e% |
6 u% J" E1 I3 T1 P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。
, D. {$ i" g/ s/ A- C0 W$ Y, ?/ `) D. |* w- P
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。
- N7 v) j' K( W( M
& \" t' i% H3 `0 Z) o' c2 {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。. T% g$ M: J3 p) j' k2 V% D  g
: D; z: R& m* v% \% C, D4 m
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。: H2 a) G1 N. `% \: Y
- ]9 h0 s( [5 B" t$ S0 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。+ i2 S, @8 E1 N- I6 g' z) k

8 O, y) l7 l& C5 D$ y# \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。5 p. s, H0 p6 ~( W, H

0 o' g: F; k8 E. r) S: h, x1 ?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。: e# J" U( Z- a
: o$ Y, Z* C# u9 u; L# l4 }0 n1 E0 ~
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。2 T: S6 p! W4 Q/ q7 O& A

" O2 b: l8 [2 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。
4 {' p, g, Q6 i$ j% ?2 _' c( K/ a! a, D$ U  h4 }
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。6 G' B" O6 w+ C

  q) B. m# i3 R) y8 `6 r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。
2 [0 E  N! h+ _( K
5 _8 r3 U" H: r" q
! B* o7 e: c( c* N- z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! C1 Q0 ~; |+ E* G' J

1 r! w6 S$ m* | . y# r; d) Q& K0 F- g
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1 ]. y: `8 E8 ]8 |& E! E$ g7 m

3 J6 \) J+ F3 O# P: E) D+ N+ v6 b
+ b& x" V1 ]0 z. }) m  N6 W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+ N+ Z) G3 z. }3 @' @" m- d' c2 C4 z2 @
' {+ o& T- d2 ]  }* b, T
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。
2 x" K  ^8 E& }6 C. ^( p0 C. O3 X0 |" c
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。
0 `" L0 f2 s1 J6 \' z0 I% {. I9 _+ k5 n" C- P2 n0 D4 z, v: Q
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。
* x5 Q  @/ P7 L6 t! U: _4 @* s% \; [. Y' R+ Z/ Q) `
: M' a0 d2 p# {

3 a" \. B) m% `
/ l6 X3 e6 C4 g# O东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的+ {( A- K; R) _* h# d
4 Q* Q$ p/ [# H% z
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。
. I0 S% r$ j" [& ?3 T; m( q

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  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41
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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 18:448 l/ @: d3 j* n% U# }1 p& J2 s: w
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    6 o: x( j5 c9 y" J  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
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 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
    / B! z6 {* m+ C* f+ p( G' N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。 ...

    ( m1 q- o- d5 R6 L. z$ g  C" |6 q- l. H& H$ I# _5 v
    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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    该用户从未签到

    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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    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
    " U0 o+ Q1 p) U. O9 ^/ l) ?请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    7 N  k* M2 D  e' X  G4 f4 J
    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
    16 小时前
  • 签到天数: 3278 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
    # t" \/ t) `* c. u% h往台湾试射一把?
    7 j  d6 ^6 f2 A  ^) c# s
    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
    16 小时前
  • 签到天数: 3024 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
    . s$ s) R  R- e( p4 k7 z2 A往台湾试射一把?

    ) f+ s4 s9 U) [+ O太近。这个东西不是对付台湾的。台湾档次不够。。。。

    点评

    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 21:231 }+ ~2 U5 @* \
    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, ...

    ! D: r: x; y' L5 x1 _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$ u1 ?8 K; {! P1 d0 ]+ b% s& w
    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  r3 G% y* c2 A5 k
    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! z1 `3 ]  ~/ F9 L* c) p7 C
    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。
    ) b$ S/ N% |1 u+ S- b0 i
    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# I1 N1 X4 j+ m  f& s% J
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    * W0 a. N; |9 L
    谢谢,我去找一下
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