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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
0 b! s9 P$ f8 G; j/ k! z' E- U& W2 A& x) b3 u7 u! R' \0 A! W- 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。& P2 N* r: ~' e  b7 x  ^3 ^$ G  d
5 I& E, Q6 F: w6 F/ o
7 X3 d% E6 z; o/ G$ L7 Z  w! K
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
, I% s+ R6 K5 U, y  {$ W, e7 t$ \& c9 M( 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。
3 q+ h$ q! \) V7 ?& X8 q' O: F( O) V; h$ V
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。
& @+ S! ?6 H3 ?8 y$ _. d3 {! C' g9 f7 q( T2 Y+ f7 |0 N+ r2 ]
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。
6 Y- N" g8 n" E: g5 ^4 [
- J3 A3 H# g* `; 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。
& g. a: l1 B9 V1 }6 }& G
' D8 D8 Y$ o0 p0 m. q" O2 L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。( W5 R$ m0 x/ i! Z9 A9 H$ @% L

5 s, B  N' A6 W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。  P' Y6 U7 n/ r' a+ |

9 ]9 X3 U& r) k7 W3 I1 J; O# Y7 x- D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。
; ~0 ]! E# y! z% e; O5 H7 _& ~) B$ i' D$ _5 @2 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。& Z9 I7 G2 j7 t4 w# e
* Q1 B" j. w. Q* r
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。
' n' j% D* B* n# b* K" D0 U; H2 q5 T' [
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。
/ D. {- [  _5 B" \6 d' h8 W& a
+ g" d! d& R5 q; }# _- P! a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 R* z4 x3 S9 M) g

- r' L% h, F1 `+ K" H; `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# Q. p2 P. [- r3 ^( b
9 s, T& ]8 u7 ?$ S! b( y9 P" b; ?
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。! \2 r. u4 @  _/ r/ D

9 }# k: P9 ]5 l& J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。
& ~! [, b  z' T6 \; i6 A" F) P7 B2 k) S. T0 C6 a: k
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 S: i, o; d0 ?( `: N1 }* |

. i6 w8 A2 w# u( }% Y9 \, C' f
* K0 x" f- h2 O! i# f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
7 J$ [  F$ I9 x( E
5 H. H0 }: c( X& e4 j ' m2 q' S7 y; M+ ~% O' i' n& @
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6 [" `1 U! }& }, Z; ]

4 t6 X. x- i/ I8 C- J6 d & {" M/ N% F0 D& U
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
# n- X" Q- `2 H8 [9 Q- M# {6 p' E5 b, h, {
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。  f( A$ H& D3 w3 s6 T) }/ i' U0 S; g( {

. t% F; \6 R% c- E  v0 q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。) a9 U" G9 P% e; M9 x9 t: j
  _. w- h8 c3 r+ D2 L
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。
1 ?' P9 T2 @% }/ Z; E' R$ D. Z0 Q7 ^% Y) x( p
# O& U+ X( h. T5 |- V7 E

$ o, M) F8 e" [. j; \3 r
4 }% Z5 c  ]+ K6 ~, v东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
, b# ?7 T' V8 M
2 T- b7 I# }& L2 G  h7 c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。; z; E; O, }7 K, r! n) k. y2 g

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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
    5 天前
  • 签到天数: 303 天

    [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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    该用户从未签到

    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 18:447 ^( W8 M7 G' I# @) F# Z
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

      K8 |& d( |# w2 k$ A& ^+ S" 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。
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  • TA的每日心情
    开心
    5 天前
  • 签到天数: 303 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 08:554 G' g" |( W' R( J
    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。 ...

    5 o% o. E# `! I+ i: |) n( T# W% M) d$ Z# w
    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 2020-1-2 17:49
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      发表于 2019-11-11 11:08
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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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    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 05:043 `# v! p+ }2 `0 N! `
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    # U" H( T- x9 m" ?3 }8 Q5 j3 _5 \
    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
    昨天 00:05
  • 签到天数: 3687 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
    6 F& ~$ O* }+ t3 S- V往台湾试射一把?
    4 I0 j. i7 ?' r! V1 B
    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
    20 小时前
  • 签到天数: 3224 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
    3 s1 C$ ^9 h2 Q8 p- ~: a' `8 D8 |往台湾试射一把?

    5 g3 i" o) c) L2 \+ L5 W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
    2 J1 m3 Y6 t& k6 V7 x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, ...

    ) F/ x) R  H! Q1 R, I- A. X9 g$ E: S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 19:576 U+ m& A. X& H% F* X0 d; ?; Y
    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? ...

      H9 o- S! S% v/ T3 U7 @- w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
    2 s' ^) v' j% Q2 V# d4 N& m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。
    ! P$ U6 U5 {# [! g& ~( Q
    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
    & R9 ], P% n! W0 L在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    ! Q! G7 }! Y+ N( T谢谢,我去找一下
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