|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 9 n2 n3 o6 s' z9 p
G# p+ M1 e" R" ~2 i5 G! B! c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。
7 a* E- F- i+ n! k; z$ Q6 f, W2 v3 V3 \6 l4 f* Z# [* s
8 c7 E' a/ _6 G$ d桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔4 O/ V* ?9 ~, i3 W+ F) ^4 S' A9 s
9 {4 I) ^2 `; s0 t* O( B
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。
1 M; |$ a7 F- d! N$ X+ V& j4 U3 N+ M+ }$ Z4 Q% R; b5 c
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。5 l( _6 I- H0 ~
9 N3 U/ a' x: H# I' [, d8 j
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。4 l4 q& r" {& j, X
1 N# Y. Z) N, W- n
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。6 C3 o+ _# r5 B4 E6 |7 a3 L
: J7 C2 l7 `# c* i# Y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。, P& @* q$ D6 f. _ F. e5 c! V4 Z; h" ^
$ R, j. t2 P" m$ ^* }
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$ j0 @0 O. x2 J7 t
; ^- R C) j9 a/ N3 D) z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。& M0 u2 F% p4 H: ]/ G, g: y& c
& o3 p& T/ m2 D2 J! Q% D! v
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。5 {# A/ @$ `4 y7 a/ Q* C
$ M$ \* r, a. 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 X9 r1 k3 R2 Z! ^
; P9 f- N6 N7 u/ }7 t9 W. 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。
& W. ~4 ^5 v4 s2 {% ?: {, H3 u* L ?+ u$ W6 D7 U, x6 T6 m9 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。0 y) x# X+ Q' p& o; z" i4 j
2 z0 l. S K9 X) A W0 ~
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。
2 R* k, _+ m" \& w! A
# Y% n y; T- w/ _: w2 N* ^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。' ?0 x! {) [. ]: P' T
3 c" p* l3 E7 H" }% x* w8 n
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。
. Z2 N; o1 q% T, {" n( j4 K1 ]2 [5 A& m* Y
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。* c0 k& R, U8 ~! r
; ~4 D+ i8 X% a6 V N( x
! t1 g# i+ E1 K5 S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. [) Q( E5 r2 ~* ]# U
+ o. V' ]" N8 G$ y5 c
# g2 c2 K# Y2 `3 N7 \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
1 E2 v% U0 t/ L7 Z1 K) N; e
# D( w5 K% c3 i4 L2 U' l" |* G8 Y
6 M3 }! o/ d2 z9 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
$ [/ _7 o, f0 Z6 z+ ?
4 A z/ o0 ]( a& s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。( Z& t8 I; y+ q; e2 m+ ^2 `4 P
( t# y$ L; e4 D. o! q) B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。% ~8 Z$ @, B. `4 D2 Z# e
" |' N" S H. i* L5 x6 c
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。* J3 F2 d: `- k8 y- P
2 Q+ E4 T. G$ R
a N& Y% Q* X1 S& Y' I! p0 i# j/ [6 F# k) R5 u/ ~
# W- b0 D s1 R2 C8 z) R东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的3 |8 v( V8 L0 G9 R9 C
& {! I/ M$ y2 X
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。
0 b: w" A0 i' z% b# a |
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
