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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 3 Q! ^2 q% O' ^% r/ d. X

! J* k0 x  M, t) E( J8 v3 s2 O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。
9 |5 }# }; ]2 y7 k; T# B
* |; i3 Q* K, w. }# \+ L 9 s/ r4 o9 G* A$ `" G# l4 S
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔. f. Q8 x7 M- t: G' f3 H% _/ b0 x- t

8 w1 c" I/ }/ Q4 d1 d: E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 x" r6 e" `  l1 ^3 X7 f/ ?* _! b6 x* @9 o  Q
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。6 F! m0 @. A* Q

  T9 m, a* B/ W9 D5 e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。5 s( O9 @8 C. P, g9 ]3 C9 ]8 C# l3 c

  l; n8 O. P& M( f* w% ~& ^+ b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。
1 c/ g8 l4 X" ~8 {# G
" X, F1 e9 B6 n4 o( c& c& A' i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。
$ h7 y" j/ X# o8 l" W  D: [3 O9 w9 D! X+ N6 Y3 Y* B9 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。
! a% T4 E7 H( Q* t7 @' S5 ~* _* I) r3 @1 |4 V  c
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。' O* ~8 o" {+ F" i6 o0 M# G

, ?% a  J) A2 \- T$ K; a- ~" e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- ~  _# P9 d/ y) T. F. W$ k8 p1 P+ v% ?
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。
' M7 l8 [4 q6 T& a. F9 [2 Q3 ]  m# p: e
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。
9 H* w- b- q2 o: U2 q' {5 \4 ]4 f9 w% K& V/ 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。, y0 w# C9 b- F9 o" Q* l

: R0 V6 T5 @1 D# a. j. w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。
$ ?: t1 }6 N, D1 A- N& X. F! H2 \( U* n2 q5 F; k
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。
/ I! i7 r% `( b. W. c, J8 M- ~
+ r1 }" ?- s% F& @  Z, A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。9 I7 @1 K& r, H& j5 p, i
9 L% b" {2 {) p6 t
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。
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/ n$ \* P1 G. c! `   {% ^" J1 g6 o  n
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
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1 K# [4 O: ~( a1 i0 h! r+ d, P
0 a7 m! q) u3 u( F+ J6 I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( y4 l* k# L$ `( x5 [) G( [: ^2 p* p2 x
$ _4 h0 l. a* x6 J( W

; Y$ {# c7 z! |4 T. e! d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# m, R: {' ^- R, j. ~

" L% D; b7 W6 ]) Z5 I  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。0 _0 c/ T* p/ Q4 o% k
0 U5 v1 u5 y! X2 z+ {4 G
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。
* K: ]8 h/ j$ M4 i  D- K7 W; b" L/ u2 U( n. n
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。
  g9 v& X/ @; D* S9 @; h: X
- ?. Q* n2 u; W- M & _+ \1 m2 {1 L" M; [' l4 ^

) m5 S$ ~# B; ]* {, r
7 Q4 u, l2 i  @4 _! P6 }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 ?. z3 b& g% x2 c1 ]
( ]/ n+ b- W6 `, ?& X3 X2 M
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。
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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

    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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    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 18:441 w& P  U- }/ o. Y  E; ~4 m
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    8 m, X: K6 d/ y+ _, Z- K
    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 08:55
    6 D- X4 N0 ~/ |1 L; u3 p1 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。 ...
    ) t5 v* i; I* Q) k" ?
    + h( e3 I8 B% 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 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 05:041 V& t! d  \- h+ |/ Z! A
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    # p2 @1 A5 {9 X- r8 e+ s* 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
    19 小时前
  • 签到天数: 3587 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
    8 c: |1 ?* r* Z/ M! }, ~往台湾试射一把?

    3 r+ K# d/ [  \/ w2 P: }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
    6 天前
  • 签到天数: 3171 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
    0 f9 |7 g6 D$ X9 ]1 ^* f9 h/ q$ x往台湾试射一把?

    5 _0 H5 M5 c/ R2 M8 [9 b- F* h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  _8 F3 U, d4 p+ f% C' \( i
    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, ...

      Q) {' m& g: k6 T* d2 v" Z/ z  L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
    & _8 N0 F. f) d" R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? ...

    $ ^1 z1 I0 {' }7 l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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    14#
     楼主| 发表于 2019-11-12 02:24:20 | 只看该作者
    mingxiaot 发表于 2019-11-7 08:009 E$ J* O* l# G4 b  V7 r
    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。

    3 C% z( i. T- ~& z0 z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
    0 y- d2 x  ^. e- w在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    " w0 [/ Q! d( v( Q谢谢,我去找一下
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