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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 - O2 v/ E$ l7 f( r
/ ~6 m8 Z( e" X4 p2 w& B4 n
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。
* B5 ]/ L9 ]2 X+ u! G" C. s) I! c1 ]% H! |' c6 |* [

4 g, C# ]1 D: V* B7 A桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔9 w/ o5 \6 Z8 H5 N( h* h2 L0 X1 H/ I% m

/ b+ h8 K  r( T" }" d# |1 q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。0 r( k* R. P& w: ~

+ j, F7 l; q8 L% E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。8 I- Q  L! j$ R- z5 v9 ~
" j& k7 i6 z2 I* r9 @: s
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。0 a  Z- _2 H8 U" n' q3 ]
9 ?+ ~8 ~. U/ u8 K8 V4 o8 Q0 A
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。
# T6 M4 V* ?! J9 m; B  ~& o5 T* G8 e0 d2 T% q6 j
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。
3 c: Z: y3 C1 Y: S1 k3 ^
( ?5 Z9 k6 @1 h; r* M3 C& V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。$ q1 M- x& @. z( L, t- V7 M
4 T% `) _, D0 D5 x4 Q
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。% F% V) G5 M+ B$ P# M" n+ v

. r0 `1 p  e" t& `' W* f& x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 g5 _8 |. S( W. ]" g1 `
1 e* N6 R/ Z$ M- p! i6 E* d* [
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。
0 u& `0 b. P* G9 R' |# Y/ g; u) S$ t. Q1 B, R; h8 x. A; i
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。
" C+ D0 a1 Y  m9 x  O- V! [5 f$ `. D9 x& F
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。( f; M% l+ @* Z3 f

! `" C, u1 S3 Z/ j6 f/ I8 Q; V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。3 O3 [3 ^" O. t! Y5 n
% E% ]7 U# E& \6 R* 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。
3 k; G9 I+ N8 A( m# f' v4 R  H. D* X4 x3 p. D
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。
5 x- e- {  }. G2 b2 H  C# z7 r  I" y9 V
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。
  @! v  N% g/ U) Y
& p0 F- V, `- N( j. D1 E3 } ( {1 q( c4 A- O" m. Z* ?
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
8 W! {2 {% P8 x) `; _! o+ b" `1 N; U- q

5 m1 p+ e; Z% c0 w0 l  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8 d9 `2 y* ?6 T6 B1 p7 j: [. O
4 S# `$ {* \/ q/ U$ j1 Z# s5 a

7 J* `  x0 [8 @  @0 a  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  O, m. }% Y9 t% ~5 R& @4 {( `
+ ~; T' y  e( r
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。0 b+ \' }" r' k, V5 C/ `4 J! z

- x6 F- s2 i" c* ^4 }2 p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。
/ G6 _) c9 y: ]) M* {' c* x5 W" M, k# Z- x* I1 G$ v  q! 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。$ M* X" M6 N) e& Q2 K

# X: V& @, f9 v' T' U+ z4 k & J+ z) l- c/ }# y4 W% r% W

% T9 G. }# D4 A! I 1 \, b7 V; E, r& A/ C
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的6 |6 b$ u8 M# i0 {# N3 f

' K2 I6 _5 k# _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。9 {4 N+ `, a9 N2 _. O5 r

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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
    6 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 18:44) x7 I0 H4 l$ a! h6 R. _# L
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    7 a- @* c5 ]3 h. u* r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
    6 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 08:55& P8 n2 I+ a$ L- }' f
    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。 ...

    9 h( I  c+ B7 b  K! \0 r* [
    / G0 I, n6 N) w# Z& H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 z1 E, j- H# Z! R请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    ) g2 Z# R* c5 x7 a  P) o( E& n4 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,也可能已经服役了。
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  • TA的每日心情
    开心
    半小时前
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    [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
    - l8 L9 R+ S4 x往台湾试射一把?
    8 |3 Q7 o& G# t) F
    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
    半小时前
  • 签到天数: 3225 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
    % t: S7 \! n! v& W  x; x往台湾试射一把?
    $ n4 H- J9 f. H2 Q
    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
    3 z/ C. L+ A. V0 l6 M* m7 B9 m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, ...

    3 K/ a8 Y' z7 H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/ C* c9 q5 t# ~+ d  ~) m
    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? ...

    5 B0 K( F, X9 l; b$ t' j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, ^( V/ }; |) e+ K3 n3 f8 s) |" b
    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。

      e- X* k) F3 O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+ ~. ?7 s+ ~% z- _* }: i
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    ! g6 C, t0 E- W4 }
    谢谢,我去找一下
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