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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
- r2 f, n) W* f  Q; m9 S' ~: G
% x" n7 X% _; b2 {/ @! f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。& f; e: j6 _7 M0 @$ h! }3 U
+ {8 Z, n4 P" Z. j
  y" F; F' }  ~( Q, K5 V
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔% K& _0 @; [7 Q/ e% q3 T# D6 n8 Y

. \9 Y/ H4 x  @; A3 g) P6 t: C8 J' f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。
3 A% [3 b+ o! N4 R  D( W% S( b; K
+ l* [6 ~0 C. \8 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。- o7 u$ N, v& m+ I' `' e) b$ C

9 o* }/ `3 [# [9 p3 b$ ?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。' {; O1 I" ]- O

2 ?8 Y' L1 O6 A2 T. N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。
. j: y  X! V- a. s) O! a1 @$ t& }1 n+ H
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。
, Y" I$ Y% ^0 ]# H# H# V( {+ x4 K' H7 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。
+ R- ~' c4 I0 C" n( `- I8 e# m
; g9 g0 a' _* C& k  m. n: X& L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。
# g9 t& J5 Q) v! B0 {1 L" i. B5 ^
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。9 J; V  O  q0 [3 S& t! a4 w

3 y; o2 C' j, P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。9 @9 [  o3 B8 E# s* c+ P

' H, I. F+ Z5 K" r: [4 D- a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。
2 W) o' \. X3 {' z/ e3 p8 v; z; U" k0 ~& C. i8 }5 N. X. ?
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。% A2 m  T6 P4 S. \
/ Z- @' P0 Q! L, }$ ?
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。# d6 F8 K6 W' j& r+ z# x

& C7 c) w+ F. r/ C. h7 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。$ t; ]5 M& g& G5 J# i* p/ b

( n! A- k# C3 R7 T' p, |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。( ~& W: C* q5 F$ P6 `# c# Z

0 m2 H2 I$ X3 H, o& h$ n& L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。) [' k) m$ p% k- W8 B( v& K+ M

. G) o6 Y! c' B
# r3 o+ B; `0 E: e# ?" Q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 F! R% I0 b! K9 `
0 ?: W) Z' v& y! H. `: ^* J( L
9 p8 S' h5 z! |  q( x8 `% Y$ d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, L8 C; [6 m; y

& T0 A$ I- }0 f4 F1 ]# G% D 7 ^0 k7 e" m5 w# Y4 v
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
- K. Y* R) y% H, A9 ?1 u, v+ {6 c* Q+ c: t" L7 N
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。
  x' I# [2 P4 x6 Y
! k4 Y& e' Y6 W. h! U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。# a! W6 T$ e4 i, W# @; @  v
/ z0 l8 P( P$ N0 P% i7 p% K
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。& q! Q* p  }- C4 Z1 n

: [& G- z; h( m* g2 W1 y, ~
) y" k5 a; y& o, g  m, \0 n  V, [$ h; f! N! _  u# o
" @( W+ M- W) H5 l$ w, R
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
1 F! P5 M$ `& W2 n
, V; _0 j. b% v: s: 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。
. S! x6 t2 u2 w  T4 [0 n

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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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    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' d$ w1 y2 ^) ]" x5 N8 x
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    5 m% g, l' j8 |- _
    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
    8 R/ |! P$ }" U: ]+ q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。 ...
    , K5 |! q+ k1 B8 C# C

    ) I0 D% o9 k+ t: y$ i0 {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/ j& a2 A  g( T& H$ g/ T1 |5 I
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    4 W( G1 j& a- [- M1 w6 u$ i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
    14 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
    # [+ D2 y7 W( R0 q往台湾试射一把?

    6 n1 G: ?1 v. Y8 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
    14 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 g5 I* `, h( r# |2 M8 \往台湾试射一把?
    & H6 F% ]9 C9 d1 r. ~
    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
    7 n5 F1 R) b" B, C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, ...
    8 I4 e# a4 E' t9 v) E/ L& n
    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/ \' K. x4 G. ]; c
    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? ...

    . h) X8 e& f3 |/ r0 F* {+ q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 08:000 F% T: _  z: u1 F' K
    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。
    ! H+ R6 V1 h. 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
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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
    # @) n- R' Z0 L! Y; Y在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    - g0 P+ ]9 Y4 @& }3 e
    谢谢,我去找一下
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