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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
5 K- C& I+ }% ~9 R
2 K" ?. }+ _' T: f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。2 Z- _7 ~0 r1 c' b  H/ b
2 Z! D; r* R+ u" [5 u5 Q6 k8 T. G

# r& B' P6 O* m6 [" `+ `  ~6 M桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
) a$ h$ k8 ^0 f; {0 ?5 `1 P
5 k' c: g5 `, A9 \1 D4 g# w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。) D: l. b  B% ^! i6 }* T! |  U

5 ?2 b6 `* t$ q2 r0 P$ [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。
: t/ X& D* A5 h1 v" N' t2 |
$ S4 F9 e. a* B7 f$ l. V2 y# a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。
$ q# G% a" P0 |5 V& [
4 X( w$ {; O  `2 i7 s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。
) d/ v1 p- v1 x/ v( R; Q' r. u( U9 `- V1 H4 ]( c
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% \: G1 o6 C2 s: u: S( z; b$ G. w- H# X3 u
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。
# B8 ~/ q6 u7 x5 k5 w5 l$ E. Y9 N  w8 e
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。* [9 {. Y2 A2 ?: t( e
5 i+ u' F/ k# f0 `6 S$ z" r) j
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。* w% `1 v, G- W: _$ K* @

% h2 h: y  ~4 z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。
7 c+ I& A! S0 X! \3 X- d/ a0 @
2 U! R. w: `- 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。
: p' P& h  R/ @$ t6 l. q' d/ U& B# x# v& Z' Z  P' Z7 Z; y
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。
2 O7 V# X$ H( c9 T. _1 `5 x
1 q8 L9 g1 Z" F: L- |3 l7 ^2 D# o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。
( Y; F% E/ b- I1 T# s4 l9 n- J0 P2 M. t; l
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。+ P6 D4 ]9 Z0 F

# B' x5 h' ]" 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。
0 P/ W% w+ E" @  x8 Z1 w' w, X; u8 R. c
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。) \% @2 x# M, ?7 ]
; p- s% i7 ?( \" z
- s4 B6 t/ v6 M( d
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
9 I3 a  v% U  l& T  e+ v9 v, i# E( U
9 _& b- p5 J) O$ @' J. P. U& b3 B) E% | % \1 ?" J* P6 P2 z
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. c) U1 l3 ?5 I. j  d

8 C$ z' o, X7 V0 r4 f$ H- U' Q / e' d7 Z/ u1 e2 o3 [# L  d! N4 ~# l
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; c6 J( T( `$ p- {% p0 U

4 `2 b& ^: B. W% }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。5 v* Q/ w! ^0 J' I, w. o

6 X6 e8 q( W' Q" b5 R7 K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。
% X2 [1 _6 D9 ]4 {! H* n+ Z" L; e- C1 G) m' L: m
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。! }* Y; M4 d( b# E  \: E6 X
- B/ V+ f9 s$ l1 X% r

) y! Z7 F, |) v% s$ l/ j; f' |) y4 x$ I& w6 b3 d) {' R( I
0 A/ h! B6 W5 N6 `4 N6 [( M
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
1 U+ c+ O/ ?! S* K1 v6 p  B+ ]9 a
1 r( b4 G4 J/ s( H; m, p* _# E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。' K6 A( M. ^* p. {+ |1 V

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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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    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
    3 ~1 W  D/ k# Y( @0 z. G这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    , Q2 U  v" k  U2 e1 [1 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。
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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 08:558 K2 f' M& C  `5 C
    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。 ...

    * v$ j) x  T* x2 }0 ^0 j6 a. k! h6 L. g/ v
    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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    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 05:04
    7 A0 Q: c' L$ A# r! @- R4 k7 s, x请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    4 {( _0 x5 w! N( H) O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
    15 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) }+ x) |3 i3 o  k  V
    往台湾试射一把?
    ; {! X: y2 c9 g
    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
    4 u+ J6 W# {9 E+ U5 M: _0 V往台湾试射一把?
    ) T4 {( R& z& r
    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
    " C& {3 C% t* E  o6 w( ?" W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, ...

    : |! O3 m+ ^& I& e0 ?( b( r+ 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
    $ Q0 }5 A) j6 x% [( n. ~9 W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? ...
    ( c4 J" j3 o  a4 ?( s% [
    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
    & H% K( Y: g6 f& k' S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。

    & z9 B# a2 ~. H/ D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) v: ]" d) J8 z& q7 @
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    - M% ?$ ?3 h* t5 F谢谢,我去找一下
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