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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
- O8 e- i4 J! z# w. S- E0 M0 g' l! A9 }, m1 a4 b+ Y2 l) @
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。# G6 |7 Y! D1 [4 Y
( J& J$ e$ b- ^/ E; }5 Z
, J% Q; g) ^/ }3 T* C5 Q  Y
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
7 w5 I( o1 \( Y
! \+ h* l* r- n6 }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。
: H0 u6 h9 q  _" s! L; p; c' d  u  y( z8 t$ ]
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。9 t0 j# W  b6 l3 }$ {( Y
7 K, {6 x! c2 c$ ]
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。* b5 e) v" c+ p

/ }! v8 b9 X7 K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。
3 y  {1 d* n0 W! |/ S8 _/ ], J& l: }' M8 R) ^$ Y8 b( U
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。; }5 d7 A, `2 z1 J6 o: D/ z4 T- e

& S  _/ S7 P" j7 X+ L: r% z' R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。
- c* `) `" N; Z$ d8 j
- t$ O' e* A! H( i" q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。& m. `5 S( Q5 L3 c' U
6 l; L+ D2 v  z$ f6 I
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 e# u4 Q  i! y3 \5 [5 W4 S! r( _" ]
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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。& d) F8 ]0 c. H& x% l( k$ S
- }) P' p3 a7 j# o
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。9 Y/ ~0 A5 G: U3 L7 k

  d8 t" O( E  g7 U( s" Z2 }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。
5 P0 \: g9 V! X- U% W5 }! f
$ g9 T; q; C0 q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。( i" ?; d3 N4 k" z
' q, Q( X6 J. K+ P2 f
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。
! i6 d* R" g  y) B% m  o6 Q
8 i8 E7 ]- w3 @; \# p& l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。" B- Y# M+ N6 t1 s! ~" Z2 Y
& Z. Y( ^: e$ I+ h
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。
! R& L( h5 ]3 f& d) N, T. t" O& @4 R1 G/ l7 z) `3 u) \' j

( K3 W, S5 b8 }: 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
9 @# J6 ]: _# {9 @
6 n# t% z- g# f8 q( S& B0 q ; H, F# x% A  |7 k+ J
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# P. |! z2 t) p9 M5 z
1 H4 R& \/ [7 Z% {1 s4 B1 a
6 R; g9 P; z8 H$ _( Y, U, I
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5 b7 A& C5 g- h6 ~( J
: ~" F% j2 D$ u3 x
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。
4 A3 V* {3 W& I/ n( S% ^
: w3 s/ b0 ]4 f2 \+ E4 }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 d# V1 I3 p# H+ j( b  c9 u
# p+ V, @8 n/ Q$ e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。, F9 I- w- O. N3 m2 d

# ?& }9 L: S1 ?  F  R" U1 K0 n
3 E6 c/ Q9 {7 F- t  q, O- T+ B) D. ~' p
6 x# g/ q- }. h* \& j9 S/ @
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
4 q3 |$ K3 U2 o* T- X4 `8 u: `, J. v8 i( s5 G
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 V( _& }$ [& Y2 D. _) C' n. o

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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

    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 18:449 L; V; d4 o& J
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    " r/ ?* s" f( p$ ~  b1 Y9 Q: n/ j
    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
    5 Q- g+ t& Y5 a6 U' L2 q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。 ...

    3 |' w" u& g+ L! N/ C- _: J% s6 H4 g# U' u
    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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      发表于 2020-1-2 19:20
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      发表于 2020-1-2 17:49
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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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    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) g& X' H/ z: T6 x: ?4 m
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    . p5 o  b! D) w+ _! H) n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
    2025-10-6 22:20
  • 签到天数: 3580 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
    ( g, h7 b* O3 n$ v往台湾试射一把?
    " |. ?4 p3 ^( Z7 q: [  V
    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
    2025-5-22 23:34
  • 签到天数: 3170 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
    $ T! H1 [6 C. L0 z往台湾试射一把?
    4 m* C# u$ X* |
    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
    8 X7 p+ y8 _0 y$ D% S' _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, ...

    2 F) ]/ C( L* y* S) 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* H( E# Z  a' 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? ...

    0 ~7 a& Y/ 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
    7 o8 t& c. z: T- n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。

    " [2 q3 o: u7 g$ b7 ?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
    ! o& K( p' w& c  j2 ~在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    # I6 |9 `9 o+ f3 S
    谢谢,我去找一下
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