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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
7 v1 P8 l& x, k6 Y0 ?5 _& O! @$ T1 V0 u- L
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。8 c+ k" t3 \: m! g$ D! }! e
4 Q6 _5 Q7 X% a
" L8 v  w6 ^2 Y% b
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔/ ]6 [6 N; x5 A' e/ U% e
  t, ^% w. U; y- n
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。* g- b+ I& L7 P, P

4 L2 c: N( o/ g6 t8 N* l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。6 j* W$ M9 i! e
/ u5 ?; o2 F. Q  r9 p8 i
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。  b: j) O6 G9 K. q
0 n  F( K: Y- N/ 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。
. y4 [' J; E" L' N* @* L2 S) {
8 k. Z2 R$ R* o9 ^  G' j4 m1 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。' f, @$ j* ~: [9 |/ H9 L, J
- X# |0 W, t8 F# ^) _0 b- N
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。
) c$ q3 l% b! [3 h0 R+ I7 f. a* u2 X" C6 s
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。! e1 e$ J4 n) z: C1 e
3 B; L9 f' I* y: s3 d9 O
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。1 g1 ~# Y+ P, [5 \
! C7 Q6 H: ]" C  b/ F
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。
6 D* S7 ?. z3 r) s& [7 }5 s; B; F+ f, `4 c; M1 @0 e
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。
  h7 S% k4 ~9 G( u, f' l& [, m4 n- W8 E$ U
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。+ L- e% j; D7 A& v4 O% Y" D
' a8 v( i" f8 @% X9 t' 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。
9 ]% Z$ N( ]$ ~( o  x4 c* U, u8 j9 c! `; \
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。% K% O0 x5 P( w: s3 v

% N" H( S; x2 `/ h( Z$ I( w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。
; U* m, U3 T* ~+ K
' N: \0 A! w+ `/ _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。0 q" F! l3 @3 c, A3 n- e: [

- P5 J/ ?+ \  ~8 ~, }: K$ D
6 Y" u5 \+ p2 ]2 u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 a7 D' S# ?9 t+ D' O0 N3 U
: b' A( d1 Z5 q
# B, y) R/ _$ m0 U! @
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- @. i3 [% k9 L" S& ~5 [8 p  g

6 N% a( s0 I, j1 K5 D$ p4 e# u# e. J ' P3 |' m$ M2 }* K
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
* ~& h: S4 l3 P' Q/ Q+ x
. @1 x; [2 j, G+ ?( |5 N( a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( ~' f8 N$ V- K4 o
1 V1 g) Z. p* X" i" Z' H* N+ L
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。" Y4 L" B8 O. f6 z% n& Y
( A- Y) \# D# E
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) K; b5 a  r6 N& t1 f1 }3 m1 N+ m8 r& Z  Z8 g2 P* y+ ]9 B
6 d! i4 y$ d3 o' A& c

6 Q8 `5 v! V( a% t4 E1 x: n+ j: {, U " A+ o: g# K8 p0 n
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的! m' u' z2 G0 p

1 c* |2 ?* J) b. P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。
6 {+ l6 m0 u& E% a" F& q

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参与人数 11爱元 +52 收起 理由
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50
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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
    , G: T6 [- s: n' i. r% Z& c这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    3 Q: @. a* q) _+ m7 S* a& L# a& O, `
    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
    2025-8-28 04:50
  • 签到天数: 302 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
    / ]4 n" }( I7 m0 j. y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。 ...
    / W, v6 b- J. g% r1 T$ b$ p1 z
    6 n- |& z/ F4 Q
    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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    该用户从未签到

    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 2019-11-9 21:42
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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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    该用户从未签到

    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( q( w2 I; \, I
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    , V4 G: e# {! q1 r! 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,也可能已经服役了。
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  • TA的每日心情
    开心
    18 小时前
  • 签到天数: 3638 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
    1 q6 x( E+ A4 I& {3 w往台湾试射一把?

    / j. j6 h. [* R) N9 \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
    昨天 02:12
  • 签到天数: 3188 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
    8 k' p' P3 A, A  X往台湾试射一把?

    8 Y7 g& h; G+ q; U7 _" u1 l) X太近。这个东西不是对付台湾的。台湾档次不够。。。。

    点评

    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
    3 H& S# `( x% k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, ...

    7 \3 J- B. Y) v' `' h, s% x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; y3 k' F4 ?. F- V
    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? ...
    8 u& _7 N! p) i0 x
    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 z1 x& I# m4 o" Q4 p+ q
    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。
    . r9 q; f/ U& Z& 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$ F1 d* `8 D5 j
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    ' G! m5 D$ E0 K0 ?- A6 z3 g; p
    谢谢,我去找一下
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