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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 H% ?/ \$ q' o* c7 k
# ]7 g$ u8 r1 f" J4 V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。
% s; ~1 z0 R7 x$ n
( }  ]) O9 _- w4 Q3 w( j7 l * \1 H/ E' `+ b1 H( L% w, E
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
2 X9 E' G0 R+ Q. a
7 z6 v1 b+ D+ E, I- j0 h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。
" S2 R; ~5 r, n: z; V8 b- Q4 }* f  p% d1 I! I/ Q
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。  x) K) V& i9 l" h1 \

8 n; ^. Z1 N- u0 b) U1 g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。7 [$ b$ J# ^" l7 j+ c* a
8 C% z2 Q/ i9 Z( 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。! N" f( Y# D- L, n6 s$ N7 r9 ]- a
/ b6 N* V7 ^2 ?. x+ U% I3 _
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 A" Z6 i. e6 e3 I8 s

1 X8 m9 c! z% {+ q2 [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。
- J: w, I) \7 w! _, E/ J0 l6 T* P: O
: X4 Q6 ]" ]) a$ w' J& B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。
" s% a( V' W; m6 n; J5 q) D0 [0 r8 O7 f0 n
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。% d+ @9 ]* O8 w) Q* R# y
6 Z, i# o) D, P/ D( U4 T6 [) u/ ]  w. E
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。
. ~+ r  F2 v- \' C/ `* ?
6 M# r+ _: \" }& C9 v# ?# A  @5 N" 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。
+ w- U- R- i0 d# u. Z3 g( \) `5 c9 f
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。
/ X$ }* r- `. i1 n% a) E0 V7 d. j! W3 m# h) w3 t
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。
: K" G8 _; `: ~) h/ ?1 K3 ~2 C+ _# U8 w
/ b% G! c# E$ s- L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。
) ]) c- `: x1 L& I! E
' \$ M: Y! X: X) H9 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。. G! X& h' X8 }# j4 i- n) @

* ]/ B+ M$ p# Z5 h7 ]  O2 c6 {) }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。
" u' ]  ~9 }: u8 i- N1 S0 G# ]8 J( P% b

: o' b6 i/ L7 U" K) 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
* _) [2 p# W- _. F5 ~
: Y" Q$ C  k" z/ h ( x5 B: Q+ p1 D# z9 m/ P
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
2 ~& b6 ~, l( y3 e) M  x" X9 X: D9 K* o9 n5 F# J' y+ i3 z3 t2 b& N
# `: y9 g6 ]6 W' U7 z6 T
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3 a6 a3 U4 d; x) v

( Z9 g6 s+ h% U8 q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。$ q6 j! R) U+ C

1 r% _  n9 j! X# D: M6 Z) x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。
$ O7 |) C& Y, J! P2 P  |
9 d( {* u) P0 x/ B! D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。2 f  F4 u+ q8 ]1 G+ ?5 x5 o7 S

+ @) u7 `9 v% b 6 v' I+ r2 ?0 O) W
( [: O$ E! t; ]
$ ^' K9 r- D7 m( O& p/ j
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
5 x8 p; |0 O+ J% _* q  R& J. G
3 _% x/ T! Z$ V  _* Z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。
7 l; `& R* G: i

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参与人数 11爱元 +52 收起 理由
常挨揍 + 10
大哈瑞 + 2
青青的蓝 + 4 精彩
colin1992 + 6
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-4-20 01:13
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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
    5 f0 |7 P- d2 P9 K这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    . F& i8 o1 y: C3 k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
    2025-4-20 01:13
  • 签到天数: 299 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# _  ^; y9 A! M7 `5 U
    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。 ...

    4 j+ W* Y) D" o# O+ _. W- h3 B6 U1 T% c- \. @- T
    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 2020-1-2 17:49
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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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    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( K1 k* y) }7 \7 N1 V
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    1 |' X: ~6 A# A$ _/ 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
    22 小时前
  • 签到天数: 3438 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
    9 [) W, S7 s: f) V往台湾试射一把?

    ( a* I5 R) X# |6 c* G) V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
    2025-4-19 14:03
  • 签到天数: 3166 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 11:072 x  Q, d) b0 Z% f$ Z% ]! C
    往台湾试射一把?

    7 W% L% r$ e7 V# }8 Q! A: A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
    # q' `2 o4 j4 `0 f+ p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, ...
    # @6 w) g/ _" 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
    , ^7 I  i4 w' h( ]7 H: 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? ...
    2 [" Y* ]7 D% v
    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" {5 i. G) f' }3 e. }9 w2 }
    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。
      R, m- a& w+ a: E
    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
    6 }# U" ~9 y# L& E在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    $ _0 g& z- d8 U$ Z
    谢谢,我去找一下
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