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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 . T8 X% ^8 V7 F
8 r6 K8 c1 B4 S/ j
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。
( Y& h. K* O6 [: @* G* P
/ @: W0 E7 ]% W( D- d) S/ x( v
9 _( Q4 C1 y2 |& n4 j% L5 k桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
% J  l5 ?( ^( M. e, |  _" I# b* l4 T* t% f7 d4 R
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。. ?* S' s# X9 ~# o

1 K3 F' I* _3 N2 n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。
# o4 Q6 e3 ]# J7 S4 C+ ?; g3 ?
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。, _2 }, {7 q' {0 F0 ~

& }. \6 M/ y5 Z7 [4 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。; D0 I. `) c8 _6 U. u
; h/ t$ Y+ H# L1 [6 D& 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。
9 m' E' i0 Z9 z* d8 W& [. ?
' Q4 d1 ?- j. M6 S* E% r& [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。+ s3 e/ Q* i( ?
' y/ y! S5 ^7 T( o  R
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。
7 b3 ]" l! U1 |: |' k1 n+ y6 Q. |- `7 a- P0 |: r0 E* T- \9 c
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。
2 }$ W% o8 t5 U1 |5 p2 ~0 X6 t) m/ i7 o. [# ?; T- O+ s. p
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。5 u1 @/ m  B0 s$ U- H$ h$ h1 ^, n; i

& `( z4 u" H# r! v: F) ]7 o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  O$ `* O3 d( K+ l5 H; L: k
+ G: i$ v3 Q1 ?" w% [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。
* i8 b! ?" W; k! {: s+ a( A, M
9 N- n4 b  j) {( M) x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。
8 A. H' _& P6 U' G: Q7 O
# z8 U' U6 p5 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。% h4 D1 h) q$ x( e

6 V* \0 j4 E9 V6 B) w% 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。
+ @  a, N1 X2 u. b- Q/ a6 S
  K9 |- ?# g7 F3 r; ?9 A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。7 T1 }" i( m4 a& l1 }" h& L

# D& _/ u! V- ^1 \2 i" ]. Y- D
. c, G$ N3 ?, H8 Z$ P* J8 P" J4 b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
- u" h, F% V% b8 }
1 Y6 v6 B4 q1 g6 u- N
- e' m2 W& c- B# @: _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
  D: x" i, W4 s6 G4 |+ H; _1 D9 @) T1 l

: v4 N# t+ N5 a$ X$ I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& ^9 D' F' j, g' M- v$ z1 w
$ r9 w- K# D5 _5 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。+ Y% P3 `( k" U
) x0 y; h- {- u5 ]" V. c
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。
5 }0 q, `% w/ Q  E: b* c; T) J9 [9 P
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。
0 @. J. w; T- [& m8 j
0 @* Z9 `+ v! _) m5 j* Z2 M
1 X) J5 Y5 X) Z& b# t) M3 \  K# t9 n- m1 F

1 w% r8 D3 ]$ ?* q0 @东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的; H) Z; X+ n6 c% [5 W3 [7 L

  `6 D0 T8 ]: W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。
, [1 _" J: I) |6 p" t8 E; T

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参与人数 11爱元 +52 收起 理由
常挨揍 + 10
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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
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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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    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 18:44
    * a' J8 K2 z0 N这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    ( M  n5 \1 ?" Q1 Z: x
    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
    2026-2-1 23:57
  • 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 08:551 K+ U% s8 J- a
    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。 ...

    * |: R9 N9 B; [" M1 Z" X& f: m& C, v& E9 e* |
    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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    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 2019-11-3 01:46

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    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 05:04
    * z% T1 }* J9 K; g, M1 `( ]( @请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    : w$ c  O8 x+ E
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 3916 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; H8 X/ J! Y9 c# ^  `
    往台湾试射一把?

      p/ |* P/ k9 X! Z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 00:39
  • 签到天数: 3450 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 11:079 R4 A, |: U. E: C3 \
    往台湾试射一把?
    / C( b* B1 k  S! i) ?( c
    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  M' ~2 N) {* Z, p6 O& h) e
    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, ...
    * n7 b0 ], D2 X2 {
    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# ?( [9 @6 R" p' \( ?& n6 n
    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? ...

    - [- Q" ^* D7 D' m, [1 d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
    * o' q- t! J, Z6 w1 R& V5 k7 L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。

    * L: a# @. D, L% J$ 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( L) p, E- X+ J! \6 J; c  ~- C
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    6 n' v, B) O$ m0 g5 p; F
    谢谢,我去找一下
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