|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑
1 ] v8 `' p" U) m' U! ~. M) M+ i& W5 F- I% T& ^6 F b/ Q) L
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。6 c Q$ j9 p) ~, T
1 M p9 X% }4 v6 t5 i! W- c
a0 ?, F. {/ ?# B4 C
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
( G( X0 o( s2 N$ I* L w/ y! a( C3 U+ \, e
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。
8 C- A/ W! ` y1 w2 U4 O8 \ }* T' J
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* h5 O1 P+ Z; J: p& ^; `* g* T4 K* i4 z/ {
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。- m: j+ Q( Z9 t0 F' V
7 k) E$ Z- i* M( y2 m# C6 T
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。" G1 S7 N0 w) x* g
% O& L# h, [- _' a& n/ ^2 T/ A" B
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。- D7 I! L8 v. K% }- e7 _
! U( J$ @5 R. P+ M0 ~$ q
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。
; u: x% a) N+ e$ i6 p' H: e
3 U0 d$ a! q; y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。. Y( n' j: c% l4 z3 ?/ u& n
, p5 W! |& T. ~' \( v+ F: G B/ D
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。1 Z- r0 b Y7 M6 V& }
# D5 ]! h6 }$ n) S+ N7 |+ u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。, f+ |7 |; M7 H3 E
9 t* M1 Q) ?+ S+ ?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。" w8 j' ?3 E7 `
+ H+ a6 |4 \ D. l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。* V0 H5 L7 b/ X" l* I
* D5 R% [8 @: @' K9 Q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。
0 c. `' y4 ?! z* q# x
$ h- g; X8 e, a+ W; c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。/ S5 M. O9 g* }! @
! D* d" a; e% e2 \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。
! X5 X X) G1 z, F6 d( f) r7 S: M: I) X
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。 ?* f1 S3 R- I9 o- r, b
# x! ~4 a" {3 G0 F0 D Q
: E! Q- U' k! W8 h2 Y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3 Y; P* F% F, }
7 |+ h3 X% L6 W8 N
4 J5 b! J. C) ^/ H
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
/ a8 @/ L! ]0 N% G
9 W7 e9 e. ^, k T; q) d
% q7 O; a3 u9 R
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, D( B. l! D2 }+ y, q
, m: G2 Q6 U, ?7 u2 k/ 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。
9 j$ m- h) E; g* ~ A" V& k* H, g8 _8 P$ m. G1 Z. A
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。
0 Z/ G+ ?- n/ q- G1 F1 Z' }" M) ~ r( j
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。) D% _0 m9 k' r& }0 Z7 H2 m
8 J# Q3 n& A( L2 I) L
: a4 N% P2 q" `8 I9 D' c- E1 A* Q4 N- O
: H4 W3 q, q+ k4 m: B; R$ c7 T2 ?东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的
$ v C) j6 _& U9 [9 f$ u x3 v& W1 X& O& Y- S
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* ~' E9 a- x( ^' k1 h
|
评分
-
查看全部评分
|
雷达卡
楼主
收藏
分享
淘帖
支持
反对
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
发表于 2019-10-5 08:44:19
发表于 2019-11-2 08:53:50
