|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑
7 c; F) u# }( ~: U# h& W) w+ `5 P0 y
' O) O6 g! |- Y3 F+ B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$ {" p2 \- b, n
" f2 Y: h0 j8 M9 C+ ]( W5 P
( t6 A, x n: m- m! E' m# b3 W! z桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
0 X e0 F$ P+ G7 r0 e3 G, r# Q% M) [) o% S s0 _' c
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。, b" h/ r- j4 ?# r% H6 C; f7 c# L
* i4 W* B6 `' W$ T6 L9 J* s* B) s7 ^ \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。+ n1 n& [+ o- @1 F9 e2 t9 g% n
" W0 G# N0 P b5 r$ ~- h* M
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。
0 ~1 \2 }1 T$ f1 w* D5 r
+ Q6 T+ a9 N; G- ^5 ~0 ]; 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。
: }: w/ D8 R; S+ Y/ p2 m, T+ l8 o6 u* p) 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。: x) F1 ^6 H( Z. [
5 [3 ^- S- Z& Q
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。
0 L9 i K+ n2 ]0 w a! l. m7 o! ?" s* f. m
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。
" V: f. N9 C! I7 k
6 }4 |5 T' e# C9 |3 f# v% M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。" [! ^% d0 Z3 [
. t0 |1 p, P* H9 Q+ M- c; i
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。
$ I0 T- H" D0 S+ \+ E7 ^2 I
0 q9 H( p& I4 G9 A7 Z' l8 Z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。
: s4 m8 y& v) a6 X3 L& V6 {+ y( Z9 q# B. S1 B3 e
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。; K7 f7 d, J: G4 ^& g! r9 X- M
/ B2 A( I$ @/ O6 R8 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。. \, y$ O5 b+ m3 v. `+ d
9 S5 m N( g$ ?) Q# 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。: n% n; J" M9 W, |4 M
" N" I" V* c3 T& \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。
9 J% D8 c* O3 q1 |! y
* b( [6 Y( Y: D/ C4 _' Q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。
6 J) \) o5 ?) I& G% z
# h7 H, y: a1 X$ k. n
* @. T/ D% o4 B6 G5 w, N5 @
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
# t" N2 m1 D8 {, U% v4 Z0 o4 U; c% g+ d; u% {
7 J/ V$ T1 f) |7 V' j! z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; V7 W) e: Y6 j
) y3 S( [9 n5 k+ Z9 |1 F
/ T' f9 p/ ], ~, C2 L3 e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
2 q( a& ~0 I n& S$ }- ]% T3 P
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。8 i4 b {7 u$ U
! G: N" ~3 b' n# ]7 J0 W H5 N
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。/ C: p; ~. i; @" Z* H, z7 S0 m: b
% c8 @2 q6 I1 W' z. J2 H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。
$ G! D, t3 Z) z. P; ~( v8 u0 u
: r6 |2 k& {! Y- b: G" n3 G1 A
$ ~) w/ |2 f, e, E9 U$ }8 y
$ Z7 }+ l5 z5 b* x3 d: c
9 Z, U) j1 H2 h8 `6 V: n5 j" Q
东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的
- {- A5 Y( C) V; q; C3 V4 z% g
9 D/ `3 i" G+ M' L/ }# k# w) g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。
; K4 _, q# x& d" R( ^- W0 C |
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
