|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 . Z4 e9 d. Y$ a- H x R! t
: U- s* I: P4 K+ g
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。2 P4 E$ a t1 x8 t; C2 E+ Q3 x
. Z* n5 V6 T( {3 f' w/ I
" S. j3 y% h! D [+ ^
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
" c% j: `- @' K3 v# D7 [; i- ~" c
0 s" ?5 H( P( }0 R. t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。
( }% K# Q1 @- S. p y& \
5 `% _5 K/ T7 Y. r$ X e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。
* ~& ]/ d/ L! s' c* P
5 a. D& P: v) C- b, i/ [5 ^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 C, J. {9 V" `8 g
8 ~: g: S: y! e) z4 A3 W2 w 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。
8 m6 G; y9 [0 d$ r1 g3 T5 b3 _6 O* N. W1 O0 S4 F( ^
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。4 n. Z5 \9 K" A% ]' x2 v6 V
# o( M9 a5 F. S1 L" R! V
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。
U5 q5 g9 c& B6 R% v* j. l. m' y1 U, g# A1 C
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。9 Y, R- n% k2 y. j0 K5 M
% }) [5 W4 \ ~% V; P2 L/ S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。
g H' s4 P0 \1 G' X5 G2 Q* H$ Y1 z$ y
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。; M( b+ e/ `7 B% p. Z. @- }
J- @5 q4 \3 O) T; b; C% N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。
) {8 X8 [$ o) t
L; l+ N j1 h P1 u2 w' Z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。
- ?0 q' f; e1 i1 T1 D! @$ v
+ x% G& R, V$ ^( G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。* e& ^* X7 X+ K" N- p# ^9 o9 |
* [+ q* \$ o% E; L5 G- h3 }: [% T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。
/ M0 D" Y/ C# J; j8 T$ t6 c. C H
; m- ]% ~6 j# i6 a" v' o$ f0 ]3 q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。8 \3 `+ ?# G5 F, j
: b1 s* Z$ z( A% ]% s( O
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。! N( } Z i* [9 {
8 n+ P% C% ~0 G; ?- b1 H
4 _. [ O- ^! l; Y. C8 [$ X" b8 d
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
! J4 ?" L# D" k: K. L) {1 M0 p" ?9 W# g8 X, E; ^
3 }1 H9 D$ ^% O, F8 ~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 F4 `+ U$ Z/ `( ]
2 u* l( s" r9 J, W3 U) z6 ]
2 Z+ X$ m6 o+ j0 q, 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
; L. E7 X) P; U( U2 J: V0 ] _8 I7 L
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。% q* S" _0 d: X& }$ C3 U# @, N9 G
, a8 p4 E% n- |" R, h: k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。$ d+ v* { E9 e" e( `! K. O& `
2 k3 t7 V" G4 K7 ^ B1 B$ w; f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。
) F: @3 R; _: Y0 p$ _9 _% c; ^4 v' E5 r2 {
! G1 a/ u9 |7 |1 o1 R
2 u6 k/ v% H, I+ G* R4 k7 C$ q
. v: o7 r- z$ ~* B# O' x& v' w
东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的' t7 q* L$ i U9 R
8 L* J& K! B+ ~/ G" H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。8 y& M+ _# x3 `6 {3 M& B% D4 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
