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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
( V/ O, e  t8 f1 C/ L+ W- P7 a+ ~; x$ R6 K+ y$ _% ~
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。) g9 F, f8 l) ~2 f, a8 b

7 \# j( T; n( v& k2 J1 Q$ p
) ]0 h2 V! b  d0 B7 Y! J2 O! l7 N) r桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
9 N! l/ ~$ M3 S8 l( O7 ]( o2 ^2 |% G' w1 v9 y- D) 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。
4 G( n6 i+ O6 _0 O7 {5 D# |5 {3 U
/ b7 b7 |  J, W8 R2 o: U  l( j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。
/ l8 E" L5 w3 b$ K
$ R6 w$ y2 [3 h# R. F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。
7 ?- c% s7 C0 `4 p! [
7 K* X% O: {4 q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。
" |0 C4 c! w# P6 g% g' u7 {% g/ k8 f' w9 l) 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。
  W. x. _* {# j5 E1 p, }1 P, ~
1 b5 C" c& b% |# T8 R- j+ H, X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。
6 ?8 y2 u3 }+ Y1 R' ~1 s2 C( h# M% f; z5 I1 H& 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。
6 A. b$ ^) t, Y. a/ |. j
3 P* e/ n& @' y, [5 Y* Y1 N- N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。/ P) c9 K- ^( R. i

0 D1 S$ S" v+ j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。  d1 |7 S) H$ `( V! _' S
( M8 o; C3 ^0 O: M% @* ^3 p
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。
5 K8 r# c6 b( V, d% J' p
+ b% }* p+ H+ @3 v$ 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。  I" m8 x4 y3 W/ K6 h
1 p( o" N' 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。* O, @# z4 b. }; Z+ l, B1 k
& R7 n/ @) r5 r( g. B/ Y
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。. ~" e- s4 L+ l) u# q
$ R1 R$ g2 t/ I9 |
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。& j" \( y+ S/ \1 N5 w6 s
1 p4 d; b, J* E# u$ ?" w
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 V4 |' w* |: e

& L+ o% P: T  B
0 K- M3 }1 J; {8 _' ]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1 s9 ^- q$ o$ O) J5 f; B
% d+ ^4 y: e( m& I! L- Y
% k, w# w; y  x0 ^. s5 [0 Z+ L
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$ |: V: ~4 p- j
1 c9 d* j2 j5 p

8 t0 |) B4 X7 w5 W( z; N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& ]$ p. A/ W' C- _
" m4 r: ~3 C8 O+ I, q, K- g5 ?! 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。4 U5 A. J9 s* |* P

! j4 T) Z6 H- z, U4 Y' D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。, b( W* Q0 r* d: j( i2 ^1 r/ H( G

) U5 M9 g2 @- K8 I" q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。
6 a2 d# |) @/ G1 ^7 Y2 a) K# Q
0 ~4 M( t6 a/ e- A9 H
( t/ ]  F! q+ S- \: B/ o9 `$ g& W5 S" ^' \1 ~" q  M

' L! U# Y. x, H/ I. w+ K" l% U东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
) w6 _2 n3 |- A. y
' D6 ]1 A  I; |# K- R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。
7 Z  A/ D$ c& W  T1 F4 d0 e& Q

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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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    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
    0 F# E& Y; f$ s这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    ' d) `9 }6 A! 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。
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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 W' V% T) I" d4 N( 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。 ...

    # ?2 E! N& ~/ g9 v1 ]5 B+ Q0 g( n+ a; R& a
    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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    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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    该用户从未签到

    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
    ' W, c: @, R- O/ {3 l4 ?请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    + w6 }, ^) `/ j9 S: m9 t- }
    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: 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- P8 l/ j: r5 ~" ?4 p2 b
    往台湾试射一把?

    0 C$ s3 N( m  b. a6 n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$ ~; t* D2 _0 Q6 Z6 L$ l6 U9 m
    往台湾试射一把?
    6 f1 F, U  R: k7 n
    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# H6 W/ M. k/ |" p" O* 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, ...

    # ]5 Q$ D  ?# A5 p4 \/ l9 E; v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% e' K5 i$ U- j1 _4 k# }
    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? ...

    9 T' m, `; w  I2 g) @3 I7 l" H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' U3 z8 t2 a! N7 Y- Q
    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。

    ( Z# h  I+ m/ P5 F8 j$ ?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/ L1 D, B* U7 M) V
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    4 [+ H" K6 U$ n' N- ^8 k/ K谢谢,我去找一下
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