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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
% _" `0 P6 d; S1 D- n9 ?! s9 N1 B* y+ r* P1 @* }
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。
8 p; c" [  D; z# W; m
9 N/ @* T' W5 x" R- Y0 W4 b $ N' b7 C& z3 A0 K; I0 f7 T; C4 N
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔9 q$ B9 s. d% ^' F* r* i. ]
) h0 v1 }! k; n& X
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。% L2 U5 x( u3 c/ }; ~7 ]- s
! |2 O( B0 \' T' A+ g" b
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。) `9 p' |, b" `5 u! y5 [7 p3 n

3 D/ _7 n4 s4 w$ |0 k' Y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 u: u" R9 H3 `9 P) j! g. s3 U! f# c: i# L
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。
, o1 ?1 R1 r2 b9 @' c. m1 U1 h! Z$ d( q0 s
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。
8 j0 e. P: p3 `6 `* P( U
* [# \9 F& x0 L, T* ]4 K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。1 p0 a5 Z) r% A# l

0 u% g8 q& V. ~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。: K5 ~# f: }8 t! j$ Y+ P4 @
: p2 A* D/ R, X+ B8 Y/ Q" S$ n2 |, N8 c
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。& R8 \" Z9 Y8 N. R$ _' F3 u8 p

& a3 y/ X+ }- V* }6 ?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。' P& `4 p- y0 B7 b4 Q! o! Z. S0 f
5 [) P5 s% W# G3 F0 x! @) a5 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。# j: @/ z$ t# @4 Y" [5 z

: ]$ `0 y8 ]! ?* y0 y6 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。% P) P/ b. x+ @( c0 Y! W

5 H  v. o1 \/ d0 f! _: U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 x/ i: c; J2 i2 {
# C3 v2 W6 Z! z7 O1 a; n& q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 c1 X, x/ P7 E3 f/ C0 N6 Q0 O  @; L' k7 }
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。
6 K+ e, }2 |" X: A; c* _4 Z8 n- |% b4 J& k3 p, o& N0 A
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 a/ ]+ m$ _6 F! G" M
. b; ?0 |5 J* G8 k
/ m4 |7 r9 L8 c$ H% o- e- y  }- l, _
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 K# f. s( i" A* F2 \, f' R* m6 L8 N" D* j

3 _$ Z, t6 A3 ~, }$ J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9 X& s( u. m* F8 {  N
3 Y7 c4 S+ P! B
0 H! c+ _) r6 V9 ]+ t. G# I6 _
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
1 R6 a: y5 B" [) a  n4 l: |( t
- G0 W1 w* D4 i( c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。) L5 j* }$ C7 v6 G1 v5 T5 W, A
0 l( Y6 g5 D% {6 Q
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 ?; C$ ^2 \  J! s2 p
$ ~$ v# G2 f: L4 {* P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。$ v  S) \* j$ z4 G0 N
! Q% G; Y5 W7 T( {9 ~0 a' u- p
0 O0 |6 Q2 Y* c  B9 Y' `/ M

# B  N+ C* l0 E * Q. `6 D# B7 f0 ^( @
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的: V7 Y1 f( r1 ]
; ?6 p0 @- s+ f# U6 M4 Q! e
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。+ b3 W" K1 K5 ~

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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

    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" p9 `' F. j5 |8 o( J2 c0 u" g" L
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    - Q7 W* F/ X) v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
    , d. C8 v6 w' i# _) G" c% L- P! A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。 ...

    1 w0 p( }! w# [
    ; o3 A1 o& U0 f4 d& R& _; 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 2019-11-3 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
    5 {( D: A3 T, W) K请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    7 ?" w: Y# K5 i; E' K, A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
    10 小时前
  • 签到天数: 3382 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% Z) N9 R7 ]2 F
    往台湾试射一把?
    0 d# i* U$ V% L7 q9 t* \% C) r: d
    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
    10 小时前
  • 签到天数: 3123 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: ?1 M& f: _往台湾试射一把?

      w, V% h* ?1 J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
    ( S# [+ G1 m* ]8 Y4 }6 V; p2 I9 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, ...
    2 c0 f; J, F( @! ]$ z
    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
    # y! v6 j7 R/ x/ F" `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 y- J$ e8 ^2 F) b- H3 a. @
    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- U) e' r* a+ 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。
    4 c0 F) e& v4 W# D% `' R( V$ ?
    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 02:248 n: H8 n7 k; {3 x3 p0 Y
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    8 \6 o% E& u% M2 ]谢谢,我去找一下
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