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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 5 w/ H: v% S8 q% D0 f# j5 \
6 h- ]0 H- N0 X# M' v1 d: U
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。
. K& b  W  Y* _; S
% A" H. {" M$ B& B  m - h! B# D: S% @% j
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
5 t+ c6 X7 c9 D6 ?  ]' f  Q& {, c' S+ j
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 G' W  F" q9 Z. K8 P6 Z
4 x% O6 d/ F: L( U# q" X
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- R) q' [2 Q+ J' e; m
& N* G+ Y+ g9 n
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。- \3 \: [( {& q  U% d" g
; ]$ {, j' `$ x7 |8 _8 w% U
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。8 @' D( S* i8 a2 s% L# N* R1 \

/ n8 f! k5 X/ r% A- x, z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。/ n4 W( N& ^1 N, Z3 g, V
9 o. l: ^+ l5 V* \# u
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。
8 S+ D& |( d9 H* l$ T9 h/ v& I; j
' V* G) z* K9 Y3 O! 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。
( i) F" @% A0 X4 J
2 Z' @' ]; C! T$ G7 f$ Z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。- M0 T, g# a* W
% g% o* U) U% _# R* i9 {
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。
! a( a' L# ?5 K. i1 n
9 U- _6 r1 _8 d7 ~$ @  X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。
: d( W4 R4 b# @( t7 Y& P
6 |* K  ?; R. d/ y3 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。9 u% ^  R, `; [
/ D0 L; ~7 l4 h- e
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。- O5 e. z5 `+ o3 s
! h5 H9 y' b% {7 m. x+ j. d
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。0 ^- K+ a% P, S  I& `

% c5 Q: D/ k4 y, O, V' o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。7 Q7 S  Q! k& k  g3 k
$ b+ u1 \, V: G# S$ }- ~" X1 ]% z
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。
4 ?) n9 q7 N! I( o( Y! o' y& Q
/ ~" R! E. w6 k
' @2 e0 u# u- ~1 Y5 ^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
7 n; Y, e, N' {
1 T6 h8 ^/ X) \$ `; M . O5 D. I; `5 c: 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
# R" `& Z* y- `) B. P# G6 \( c/ L4 a4 J  B3 o

; [( B% u! n3 @5 G# S% p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+ ~, D7 h. ^+ t3 e: S
6 J! y6 D* e4 v3 r
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。& T* F8 R( f  H" }
4 n7 _3 \) g, Q1 u  f
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。
! L. w8 s& G5 i- g3 Y; i2 E2 k+ H: X* E$ [3 A
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。1 X) d/ f4 k1 y; l' F- K7 J
! K" N# r: S& a. l. J* w
" x& \& }# o: `" X0 `0 S- V$ g
( A6 g7 c# H# `

, y) J% n5 c! M6 R  T' N东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
- T1 g3 G& d5 w# W! v0 B4 D* ^3 B; ^7 V) [9 O# x0 R
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 t/ @9 X  r4 ~- s. i7 c" u

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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
    - z! I! K' G) C3 y* r9 [这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    # V6 P; Y  [2 {9 y  y9 c
    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
    " s# L. X' i  p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。 ...
    5 X: Y  ?' }- x" ^: T

    , O! J; m1 j$ S: }9 L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 2019-11-11 11:08
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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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    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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    该用户从未签到

    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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    该用户从未签到

    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 05:047 k+ c0 y- o% Y1 \5 C0 K, c3 D
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    & l- ~6 V" U! M8 z8 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
    2 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 10:070 g% z" N0 L- p/ N% y4 _
    往台湾试射一把?
    ; E# x, h8 _2 W( ~5 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
    * n# }( R6 k! U* ^- ?8 ~往台湾试射一把?

    ; g' o0 B; w% H$ h- G/ b4 I0 ^& 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
    * c* z9 o' m) \8 x8 R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, ...

    5 E$ Y. j3 I8 N6 d6 C( A4 Q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' }2 c' [8 S' s) x) p" G' y  r0 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? ...

    , ]; }2 I. C5 C# I! S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' g8 W# G* S4 z
    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。

    - t0 U0 c4 i" z& a0 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# [% @* s2 L7 v% g" m
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    ! U7 T1 O% g- W; S谢谢,我去找一下
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