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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
% {1 J, x4 x. D2 i9 p$ v
  p+ R& k+ F: {! b8 r" v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。# U; t6 j0 j  P, @/ ^9 C  ]
  ]3 k* d3 P' i& v

% Q; _- _5 W. L桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔8 @  V  w, y. ?7 H7 O: J

. F" D3 E6 G( Y# _6 m: ^/ C7 R0 D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。
& i% ]  [/ S* Y: L& n6 v9 s& r6 r1 T6 c/ k/ o3 H8 q- a
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  ?0 l3 m( p4 Y0 s4 e4 m& W) q3 ^2 `) U8 K3 p; {6 k. Y5 I' u1 ?$ U
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 ~1 Q1 T) @$ e' G8 L  _3 k

8 @; h% Z% O! H( _' C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。
2 v+ P7 b/ L$ e! w8 w. @% p% `. K0 A: A6 ]
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。; \' ^! ~! `' ~* y% B
: A2 l: ~8 h9 Z/ i! s% V
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。
5 C* a6 h/ k* l/ ]: E2 e  C3 u# r* t3 Z
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。/ `! _1 e' Y: K/ T1 G0 l9 o
6 R2 H+ n: i6 U, w! v
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。" T+ n6 R2 u4 x6 C) _
$ G. }' u# [/ K- m
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。- h% _  `4 N/ R2 E5 c% C2 |7 O$ O/ H

) ], P+ z7 o0 q- N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。
  f1 V5 b" n" t" B" f7 S% O! g0 d' B5 d* x- q6 Y
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。8 l) E5 W7 a& R; J+ }: z8 J& l

- I, T8 [% ]9 G8 s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。4 q9 r5 G  n1 D/ ~  v9 G1 t/ P

, U" Z8 I: \! Q% d5 ~2 W+ a* N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。% W- Y' r9 Y7 }% e. d2 ^
+ t" H* |  g$ 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。# i- c7 d& N8 s& k0 z- U2 y

0 o* `+ l/ b8 a$ b# H0 ~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。. b6 i, g: D( s

. b5 e) w, G9 K' `) ? ; e4 e- t. r" p, M
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, `8 k' i5 {4 c" k; h. Z

* Q! {( @0 D8 e  G( ]8 r' k, j
4 l& l. l/ t4 e3 `2 k% c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+ G2 I7 |5 C0 n! F+ e: K" o
/ f+ O$ B4 s0 Z7 ?# s

; H4 Q3 c7 W4 m; ]& Y/ P1 @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% s0 Y0 S- L4 p, S6 x

2 V8 a6 F, Q; K. a! 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。
$ C; e3 b) c; C
; z& f$ g% |  g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。
2 P2 Y. n& O% m: g9 t& @) Q4 Q9 H. P/ X; o# B
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。
. A! x. f2 S  U; S5 X+ H! g3 B5 n- P
! h' M, {: ?) a3 O
1 V$ Z' ]5 r" w4 b" o& w/ z5 c" J
7 }' _! G8 M6 S* b4 t, w, p & D3 R; X% _- 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; V1 L  i$ v3 Z+ Z5 f: {1 T

8 `7 G4 @2 |+ ~) J1 I, 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。' P% z1 d' ~8 T; t& a

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参与人数 11爱元 +52 收起 理由
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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 18:44  F" P( ^8 `6 `, r
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    6 h; p) l3 m- a/ A9 c: I/ {
    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) y' k( {! B$ q% T" K3 l1 k# J. m
    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。 ...

    7 ^( j7 V1 z" Y' e) ^# r! l& \; Y; `
    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 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 05:042 q/ c) K4 R! H7 M& m/ u
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    5 M! u1 l) K8 P1 S; Y, M0 _- Z- u( X
    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
    9 小时前
  • 签到天数: 3270 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 10:077 p% q. W: D* Z9 k$ W+ i
    往台湾试射一把?

    4 ]; L9 Y  ]. }" `% v( E/ K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
    9 小时前
  • 签到天数: 3016 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 11:075 R- ]8 T) R4 G* \8 X7 k) h. S
    往台湾试射一把?

    8 p) w" P  u# _, 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
    ) ^6 n& p: T4 g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, ...

    : L4 W; z% @& 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?
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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
    + g* T9 j' o' v- O, {( \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? ...
    + d' J  ?" }6 l  T3 }
    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 08:003 M% q  \* ?- x8 f' M$ _* 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。
    . V* Q3 Z% _4 X6 u; ~/ ?
    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
    % B" Y2 d% D9 l+ N6 _+ Y' t在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    : |3 b& u1 ~5 x! x2 k谢谢,我去找一下
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