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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 ; |. b, k: [- H, j. T
6 x+ Q% G4 q. G  b2 v9 M! ]0 {# {" q) Y
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。
+ S  j+ S5 N. Q, `3 [
2 ?; H$ ^' N2 T / P/ y; E. r7 t& d3 Q
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
$ m3 q/ r: j4 M: F. b1 V! K" S2 b
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。
6 H) B0 ]4 }! n" R+ `4 s$ ^
6 x" c# X5 G4 Q6 V# {  X3 S6 _2 ]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 n' \& i. L+ }+ \' b6 X, q' Z6 P
- q7 d* G2 w- ?9 M! w
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。
2 y! f. a5 a/ y4 b' F: X0 ]$ g5 N2 W7 d* a" C$ N% X- z9 N% G8 E) w
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。( B+ U4 |. C% Y# h& K7 E) F3 H
& g. G9 q& `7 c/ V0 ~
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。
) F3 }# N4 h5 G9 e+ j# _1 F' l+ e/ l
$ w: _0 ]0 G5 \! y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。
4 f' ^/ v6 n0 ^
- ]- B6 {" `5 Z/ n. s! D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。
: w; y/ i0 h. K" J# y- h2 n3 O, ~) {
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 c7 q) I  _( n6 K% [7 t/ u6 t
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。0 [" y3 Y# a# _
0 Y2 e" ]6 _+ t3 D1 e$ L7 o, d
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。
2 G  M' n& ~5 x' O3 c# D0 ^' s2 M0 C- A2 g" m) @, o
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。
' q5 h- w2 Q0 h/ g$ }+ S! x0 R
) L1 Q+ J4 ~' A$ Z) O% Y. c: B$ k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。" V- K2 v6 x! F$ Y

' W! a. L3 H; ]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。: \$ Y: d2 O, P7 M8 [1 Q

  s2 B# {/ x7 ^8 i8 g+ E3 g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。
3 }% `  @5 Y' l. b0 T% w  {# D: f& n: r/ a+ O6 E# J7 [2 a) R  f, @+ ?
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。
0 d& x. Z/ X* C4 E0 C: Y. p6 W+ G# L1 Y, L, S
/ @6 w4 k9 V( Q' L. l/ H& Q7 g
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! j- t& v0 q7 q6 A2 b$ v

2 O/ [9 p6 c. }8 Z! o
/ X1 @& r$ P5 B1 V! C: L+ z( q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6 i: x  j; v( L/ L* o7 ~* Y

& w; E9 W6 B3 r; j
) g' T, o# P! _+ E; w2 H) T" u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% x' a6 q) h# p: D$ D" I+ W

; [5 g: y. b: J, E3 Z8 d7 n/ z" y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。0 ~6 S0 F# T  n

! M) E' I: i2 a' Z6 B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。$ u/ `: ?, o4 U" j, r

. j: I- v3 D, Z: |7 }% M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。. J- c& K3 U5 P1 y

4 J# y3 W6 R8 ~3 M2 R : g5 @; S# ~* m. ]

6 F  A% N2 r& Y9 r6 B 9 Y3 J3 i) ^( ~9 H# B% 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 Q% y. {" R$ l& I. }* c4 C% p+ L( Q, `: V" u& r1 b
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。8 P- |7 u% u/ e# y9 g

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大哈瑞 + 2
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colin1992 + 6
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  • TA的每日心情
    开心
    6 天前
  • 签到天数: 299 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 18:44
    5 P' }; x" Q: m8 L/ }5 L1 I/ U4 g3 J这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    & O9 p' T) E( @9 L! d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
    6 天前
  • 签到天数: 299 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, E5 C5 C6 y2 j6 H$ [, m  u
    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 ]- S6 o5 n( N) b4 V+ K5 \3 m6 d
    + Q% y# L% U7 n. E8 B- W1 Q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 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
    , H' I/ I/ j! G6 {7 l请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

      B( J, K. Q) l* C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
    13 小时前
  • 签到天数: 3431 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
    $ m0 J) A7 O9 u( K往台湾试射一把?
    $ s0 E% m" ^. t" O0 z! q0 }2 u
    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
    7 天前
  • 签到天数: 3166 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
    ( a. E0 g7 M, W2 F% q往台湾试射一把?
    % w% T4 w, R  P" g2 i: e
    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 21:230 u% U/ x6 T+ X2 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, ...

    3 t: t" ?7 C4 a, A. H% D! R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( `8 G1 R  M$ n8 T
    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? ...

    $ h4 M- L2 o& v5 @& i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
    9 ^# ^! q3 h0 Y0 D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。
    9 ?- |2 n+ E0 {/ d% @+ a
    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
    8 L8 u1 z) n9 V' [在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    . i% p: N6 J  Y4 L! j谢谢,我去找一下
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