|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 1 ^6 ?* r0 s+ ~7 c/ k H# g
- ?) P* |" t8 \3 n; 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。
; S: h0 ^/ x1 x" F# |9 O% a# d+ J, A3 ~. e
5 U# [7 U1 F9 A, _8 S
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔( n+ y$ t# O( @( ^
, t1 d- j* x4 m6 p7 P/ D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' }( l6 G/ `! K7 ]
/ \1 D" r/ F0 W- H2 ~2 [
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。. D% y4 ?' A- W% s* D0 F
* l# U( d$ n) }3 i3 q, {
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 G3 c& r2 S# b( ~" F- M8 a# J, A: I4 G
% _5 r: _ G3 U {% d ]' u4 X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。) l8 s: |1 O4 Y; a
! Y& z* g3 L* K" X7 p9 v# T* }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 K" F. O) W$ [! O
% r4 m6 u- Q+ Y- j- x* 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。
8 S* Q2 F% @0 d' X+ {' ?5 B* R- U" e- h* I: A
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。
7 X% Q6 p8 W! a
$ Y3 I; P% E# F9 A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 Z2 e2 x' ^* V& F! s# c! n3 {2 R" O9 n2 T
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。6 r9 N+ @" S" F7 {+ L3 p
) Q h$ @- g0 a4 i; g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。
) {7 E/ h) a) \. r1 U7 E& `; \7 O. 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。
. x1 c/ |5 B8 r: T& v8 N5 B0 P& O" X0 g+ [
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。) r# B4 L0 z2 v7 ]7 y4 g
# V: S; V" `, b) r+ w# w' J
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。
y7 q' R2 G2 F! C b
1 M' z& c r$ l/ b3 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。
- P6 m/ \. c e/ G+ l
( y- Z i1 p2 o! L u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。+ K( p* O3 O( ?) P/ ~3 `% V
# J: e" ^! m9 g8 g/ W
5 |) k/ t( e& `. i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' [0 e' ^' [$ t+ N: g0 Y; d$ p
( s1 x, `2 C6 @
. L$ v6 A! d8 y0 I" L( S
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
9 v# ` Q J3 l6 j9 X# @" @
0 x$ r& X _9 Y8 l) a" p& ?
4 [. Z; K% F5 \' O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3 ?" d0 j0 k9 c* w4 Y {9 Z
4 f5 e) c4 _* N1 `" c( \+ {# K
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。& b+ d2 T4 E Q, e9 k8 ?. g3 h
* l6 P% J3 o Z0 K# b; x$ ?5 L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。
" L# i& }8 ?, ]1 q; t8 i
+ E$ D% j. f* x o/ P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。
4 G; V, Z* i$ N1 _ [& e+ T
: a: Q3 v7 V, W% R" t
* Q- L5 b ]% E) l
+ `0 w/ U, ^7 i: S
; R! { ~1 N6 h2 v2 t l; N% C# W东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的
( o0 V2 B+ ^% [ L! J
! i5 r$ H4 a- o: r: d) F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。$ @+ j$ o' S2 X% E3 w
|
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
