|
|
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
|
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
