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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 8 T) k# y$ Q7 g. u! ~( h  ]9 A& {

! \0 l/ D3 m( t1 U( [& W# ^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。
! e+ M! l9 N% Q) ~
8 Z5 P2 K1 A2 C& X
) x5 m0 A& x+ j, j8 f8 j7 A/ @桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
. t$ e1 B) \: B; }5 a
; ]6 J1 r% _' h/ I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。
1 Z. t( w" R5 |  i, E& l; C. y3 n8 L
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。& b6 E  M- i8 |8 w0 i% b7 C

8 y" T! R* a3 U, K% A5 z- H7 X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。5 M5 \* ?; o8 a3 |: {8 K7 B

# `0 y3 L; f* t1 j' x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。6 N+ G9 f- V1 R/ v1 t% _/ \
1 [! U. X+ f$ Q5 f
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。0 m9 l" n! S5 p6 ~/ w

4 _" e& v, j$ C+ M; v6 w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。) M) e3 g$ B0 p- R. m3 y9 H

2 [/ ^) \6 ~* l$ \3 g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 t) z1 \+ w. }( R7 X9 b
) |& v2 E" \+ p; l% S" r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。
: Z7 _. e- x# Z1 i
5 `7 [- s' A, |$ \3 B) 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。, F6 E8 K2 T. Q& t: \

$ B; p- ^" q  y2 b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。. [+ M  q4 A& `) y3 Y  f% J; N
# ?, g- @, @" f* p" W1 a7 ~
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。" n+ P8 I) r$ V1 b

. \: f( M  B( `. z$ E6 ^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 D) J; g& k+ _% {: O) e" |2 z: V, ~& y1 _2 o& E
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。5 y" P8 J# j  ~" l  Y$ U# i
2 S$ {9 q$ d% Z5 W( i# |! s
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 F2 b+ |$ S- n! W* r, T% r
/ l6 }+ P' C& }8 j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。% p$ i7 V- J4 n; h2 i
0 ?2 A5 a4 a0 o& U$ w
4 }6 P$ K' u, o7 G8 H* C
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
  A0 g3 k' m3 h# w& U, K0 s
7 S0 o# u8 S8 v5 d. q : T* \* |2 U7 c, N$ j  {4 I  P2 o& f
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2 h: _2 M* N# r3 o. {! w) B7 X! N
0 }' e' W9 G/ V9 H1 h! J
( H) t$ A( ~! E8 z, l. F
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
& h& {' @9 w) B) I" X" [
4 [# W- v# }$ i! d, j8 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。
- ~! D( y  n3 Y  O5 @$ m; Z! I
1 t4 q# F$ o" S7 D0 y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。
7 B9 z' ~/ t. ^. C7 k- Y5 v' H
) B( o1 j$ W* ]9 t' u4 X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。+ o9 x% ^# E8 a6 J$ X2 H
$ C$ _5 f3 a$ ~1 B$ z0 m; y

% K6 A1 v2 q8 h$ P
8 m) c/ k4 N3 O( X2 |3 U
, Y7 r5 O( `4 ?! n6 q/ t东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
- ?' `5 P* m1 J3 T$ _3 P0 a" ~* d' G1 W3 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。3 h8 ?% Q* g+ M' K

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常挨揍 + 10
大哈瑞 + 2
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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 18:440 ^, s( ^) k9 z  d* u: n
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    0 p) W+ q$ d2 G
    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
    9 W- e& s% r( I- R8 q: R! p6 |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。 ...

    - {% b% ~' T7 R
    ; H7 W6 \( [2 K+ P% D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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    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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    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( }( T' u% K$ @* l. |
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    6 [! U/ r1 B! @$ R8 P: M
    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
    8 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. k7 T! C% J6 D2 X( E2 n! w( E" n
    往台湾试射一把?

      O& |( N/ H; X. W( @8 ~+ ~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
    8 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: W! f8 l9 p5 O# x1 H8 Y4 J" y" J
    往台湾试射一把?

    ' y; M) h# i& x$ A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% H- {* c: X2 z. M, i& e
    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, ...
    . O' E# l, o2 z3 c0 v5 U3 @! A
    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+ B% N& M# w; A
    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? ...

    5 v1 g% `# [. F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 ?% {4 \) b! Y' T. ]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 r- x! a) M) U2 M9 d7 L+ Z8 f
    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) g& J) z; x; |1 r$ U
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    * v+ k3 X1 ^- a# x% F$ b1 `' b+ Q
    谢谢,我去找一下
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