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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 : D3 D: g7 c0 j% G5 m* j3 Z
: p% q- U/ J. I1 I, D' a: E3 i  D
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。
( ~9 s2 e: Q9 ~$ z4 q0 F/ u! X- Y6 }. E6 e& d2 M+ S1 n. C) {

$ u: {4 u7 Z$ C  N桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
" e( A  N, E9 e% S( M
: _: q( G5 E: M0 n& z( P% h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。
9 [0 y) `0 {; Y/ m  s0 }. g( W- M
" \5 S5 b& ~8 K( @8 b! u0 I9 e* `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。3 |! X- Y5 p1 g0 ^4 @4 {" L) `1 Y3 s
+ m+ t7 f2 v& w" d3 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。
: }, k# o0 M7 z0 M  w, ^% d. v
$ C: g/ `# I  v+ N0 e3 e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。
# B5 w6 x. |0 y/ @* p: M, j" n; o% [
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。7 u& u6 b7 F5 e5 w

: n8 ~0 C# j6 i; X8 H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。# `2 B( o( J6 i2 n7 k
4 W' z% I0 C8 T
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。: j2 X9 [" C' ]0 E+ E

6 x( r5 z3 ~# b+ 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。, Q( K, _, g$ ]+ c
; o1 m& q. G! {1 ]8 c4 V2 q
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。
- s$ e% U9 H# [/ L) c3 o1 L; ?; I
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。
0 u6 L9 ?, X1 K# S  n5 Q7 ?; b% _/ j
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。
3 l! `* D% U3 r+ c8 e7 a5 ^& o/ o
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。1 P3 r6 n3 e2 |3 q, j$ ]
2 Z8 p$ L7 r* p" _: Q: Y5 ?
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。
  c. m4 X- F$ m$ j, Y' B) w4 W& c- g2 K4 N% ?1 n
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。5 E" ?: |/ T$ p9 q& Z9 D

- R; n- J* V6 o, C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。3 M% v5 x1 i) t

' `* B3 R: O# J7 C
2 ^9 F3 G7 e' g/ n2 X& O" b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 r3 R) I' u# u! D# q$ C9 }. K0 T) n8 I/ ]- w: X0 `) h# E+ u

0 @# N( X* o* U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# E* `' }6 u! N5 v. L/ u, F

1 E9 `( s0 G5 Z9 Q: K
' l3 b6 @( {- h' H2 p9 O, o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
: p/ C, z0 U1 t$ `
7 g8 o! h# U6 k4 g, ?; o8 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。6 h+ j: w* w6 X: U2 H

- j7 b7 w! C; O5 y( h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。
# R( t; i8 n/ ]5 i1 V9 {& V7 k! g- Q& N( F* V
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。2 G. `9 x1 f9 E' N

3 f/ m9 D0 b3 `& I! I- D0 o - F' e2 Z( P9 p7 S

/ [" c+ a" i# n% f  e, j7 @5 p# a ' I* z4 J9 G! z- U3 u7 F6 P4 h
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
- Z  h, Q0 G4 c% [, Q+ V
4 v4 H9 {% j2 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。
! g- S; e  t5 O5 e: l* Q7 B  {, ]

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大哈瑞 + 2
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50
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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
    ; i- p# m, a$ Z, V这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    ! n2 z! _6 E3 ^9 x2 i, e8 r5 c1 Z& b4 q) 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。
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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
    4 w1 Q. w/ e1 X3 x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 }3 Z0 O% H$ {$ `: d! k/ }
    ) `" l8 m2 k- D! d& C
    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 2019-11-11 11:08
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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# p: G6 t/ z" K7 i: ~3 K% ]# Y" \
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    7 v" h! a& o: ?  @# o% Q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: 3575 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 10:078 r7 I4 ^, L! q2 a3 {3 u( ~
    往台湾试射一把?

    ) H# k. E. @- r$ D) W0 n2 r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
    6 n' q+ y  L3 D7 N7 R8 U: O8 ?往台湾试射一把?
    ' ~+ N8 I% ?; z5 p) [! x/ O
    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
    5 @, A0 \" p" F1 p* E) D/ 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, ...
    & |0 a( f; D/ U, 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?
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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" K" U. Q; b: 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? ...
    " r' C  J. d: A3 |
    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 08:006 u  M2 U4 I9 Z; R
    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。
    0 S+ M) L5 L. C! P' N" Q
    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! H  ]& u2 v2 I* E
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
      \5 p$ Z8 J, \5 S
    谢谢,我去找一下
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