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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 : g1 C1 `$ C4 n3 F: m4 x

4 y. m/ D& B$ k# _9 r: A* J( Z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。
  o  y# N# z" W2 N9 u, Q
% \: s# [+ T7 I; C) @
! C1 }4 n  B7 F5 j2 ]2 r8 Q桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
$ d2 ?% b' C" O1 Y, S1 e
3 H3 B! r0 G" 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。
; R. t( u7 F& n% ~. S# u7 E; A6 X; q- I& ?  Q2 R
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。
# K$ D) R; J- K9 I. y3 E1 @+ Q
8 J9 P* m7 W5 G9 c% K* L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。
* ~: x5 |! \# ^7 ^
$ z: f  ~* u! w' ~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。' Y0 [" ?3 s# v" }6 T) @* X
; w% ^8 w3 B' K4 k) v
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。
9 n- n7 v6 u4 |" ]  j) `# l" E& b
2 Q- q; G' o% C1 `: b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。
4 E3 c, |8 U; s% O8 b
2 h& |8 m9 e. X! R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。
- t" }: Y1 y7 m& v# ~5 }! B1 A7 c9 q' \  O& u* q
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。' y" o3 a9 }, d. q9 P

  V8 f' a, T* ]  ^1 Z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。
5 H* ]3 {4 ~- V1 R/ B" c0 k* Z) o) {3 Y0 x5 d
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。) |* S. |* o7 L( D1 X5 s

& o, H% C# x: }- U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 X2 T) ?! V" [! F5 b, b
1 }4 b% N  f% R( p& e0 i9 ?
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 G( P! \' _2 S; B. Z
! G& S- r' y, ~4 [' G# U: F( F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 L; x1 @  a* L6 k
$ K! J% {/ ~$ U0 I5 P: {6 }$ H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。
2 e9 s6 i. a" k: q
9 K% j5 O1 ^0 }" r, X" 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。: x2 J" `2 b. B8 N+ P2 Z
$ U2 e: Q! F' g

% D/ M7 [6 C7 t7 j. |6 x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/ ~  Y9 k" V4 B$ z2 a* @7 B
) G7 y# H* I5 s: o% T

/ i! R) x! w3 q/ 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
0 N: T. {5 |" d/ T
, `$ |4 x3 j" E+ t. |/ E% f% ] * v5 ~5 j- Y( O, C
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
5 O! s; C6 B/ i
; y: n& j# p9 j- 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。
+ j0 h6 Z8 K% k& |( G. N7 i1 M
$ ^5 H* ]6 t, Y2 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。: [& F8 Y0 }+ u; M* s  u
1 E9 g5 }: c% [& G2 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。
1 Y# i- g6 a! ^. B$ R
5 h1 _. T3 y- j! M/ h) P* g 5 s. F3 o) G1 e# U5 }
0 i  {" f( R2 B( h7 D
2 l7 {: F$ |- J/ ^. i  y, v! p
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的0 X/ E, z+ ?3 \& `+ _! I

3 m$ b5 C" K6 O7 k5 [5 u7 {& 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。
- w, g4 W' T9 z/ ?4 U

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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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    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
    1 y. ^2 w+ C* G  ]$ v这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    # ]( e5 i" C6 d
    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. K- Q/ {# N8 L4 d, j
    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。 ...
    2 s' U# D. G; k4 W1 N" \' h% H' [
    ' Z, b: _) u7 t& [# G
    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 2019-11-3 01:46

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    kar98k + 6
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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. \7 K3 T  Y( _' e
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    " u, D2 D: S3 ?, S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
    19 小时前
  • 签到天数: 3309 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: M! H/ x; o# c: x: [8 Y: S& W
    往台湾试射一把?

    # N) P; R' ~' {% Q8 e0 f$ t* h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
    19 小时前
  • 签到天数: 3055 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
    9 K& D8 l: F2 e# ^往台湾试射一把?
    7 s, N/ x! M* S: M' x9 G5 \
    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- a- D! H; a, Q4 N* T$ L; J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, ...
    ) `" {# ?9 @$ 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?
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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% S. f+ J3 U/ u. B
    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? ...

    + _6 Z% b2 W& c2 v  C8 T" {- x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 08:007 ~6 l" o# l0 h9 K. X- d
    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。

    , W! F- {9 w: C) Z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
    : I% f+ m% S0 U& F& |在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    0 t3 q" f5 o3 m3 |3 H" q/ v
    谢谢,我去找一下
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