|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 : x: y/ }( E4 L$ W6 X* }# \. Q
) n# v+ l3 B0 r- g# M; h$ O9 m9 T$ Y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。
+ a& D/ |( A" b2 X) e2 ?6 E8 D H/ h6 V) m
* b; _0 Y# k( R6 `5 r! T
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
) [- e9 F3 r# N
+ I, e6 l2 P% P: X, n, o g" @3 Y, Q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 p' k, r2 N7 p" {0 M0 y, o1 w2 f+ s& 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。1 J7 n$ u2 `$ h L8 C
% W- n" n% u. r* 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。3 b- d2 p9 V# | B+ o' R+ e, j
' g9 ~/ d% @* b3 X* g
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。9 m% k; B9 D7 o t/ Y2 y& W- ?% C1 K3 Y
+ @7 p. v; C+ O8 w+ e, e: W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。
. ^- [7 r4 I: W$ P
, k" D w8 ~' }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。. W# X+ w' L: W4 K# s) h+ ]
8 G* \ C3 F* O8 R7 @2 m9 w: F6 x
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。
. ~& R. o, X9 g1 v
+ I- u/ N- p! c: P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。
! S0 R- A" X' z% o" k, J- }: Y. i4 \$ H1 |
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。. u& T: ]# d& a8 R" L" x
3 p% ?% _4 l4 {! D/ K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。( A/ w0 W9 X. S1 r1 l
2 z- A& c8 O6 X6 M* \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。
5 z' Y2 i1 `9 r/ O
6 b# c/ w C2 V+ o; n1 J1 p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。
2 X. o0 k! \; B" T1 U! T0 h2 Q
1 R @6 ?! O2 G7 T9 ~# ^; P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。! Z4 H9 Y" ^% w" f$ E( z) ^( ^
' d0 w8 C% O5 O$ ~" L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。
. H: K, ]- F2 F3 H& `1 o( s0 y' \& E$ Y. U3 B% e
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 {6 c* Z5 A! e
1 i( A4 C. P" u0 E9 v
! ]* Q o+ \- C. {
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. K/ E8 }3 V+ C' t5 S! i
3 M% c# X0 \) ]1 e# N
( b1 M' l7 B( |) i4 ]+ s& 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: ` U {% t) B) X( b
9 J6 f3 e2 m! |
8 V" O' F! m( s" |+ X/ N
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 L' @# l/ Y' E$ F1 }1 e
% y' X/ X6 i* O" m+ y
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。6 b1 E- q) i; {! U b* m
% b+ j% V! w$ G
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。7 x0 F& [/ o+ \' |& N
3 h/ \. K: C6 Z- Q! {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。
& \, B& c# T% j5 U F
# e y6 Z7 P/ v2 S
4 d% j4 ?% h- l$ Z" {8 }
- x1 X) n- |; a& t+ v) o& ?( ~
2 h0 {0 [8 T0 K1 ?- R. `. V9 Q9 i东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的: p) f+ z5 k& s0 P
* r" d' P& n- ~: R9 B0 G+ S4 u- L! 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。 n; y* g9 k2 v/ o+ y5 S) j5 ^
|
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
