|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 0 c! d( }/ p( t. c
3 n: G7 t7 }5 w7 o' u$ d' D5 v/ i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 z- ]; q7 C$ Y7 c
) w$ P" S1 r! X3 m6 C
/ c$ Y# g, r* S/ B& ^- S3 |桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔% m5 K2 j+ ?( c0 m: z; @# p
9 z9 P6 v! i: j
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。7 J0 A6 e% D6 t
/ p# A0 w; Q5 b. r& G( y r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。# s7 A, T% b! j. g2 m0 N
# Y% ]' E/ Z! p0 s6 f$ Z. @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。, T+ s) a) d- @- P5 L. W
! f9 t3 H1 J, z- @% ?7 M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。
4 a m. S7 h4 j3 ?9 H
2 _3 m9 O7 d. f" V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。
* N4 k! x! ^; n' J1 d5 j* Q
( v$ E( j5 o7 w) A+ 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。3 X* g* O+ D+ r9 d
. t/ q2 m* ^1 G2 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。
$ f: f* I5 r, f) u+ a& y% C" d+ p& @8 g' S! u: x 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。) v6 ?% t5 ?% j4 U$ n/ z3 B, e& n g
2 R5 i" a; T9 T' B- L
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。
! W Q, [+ k8 _) B: c2 {/ L' D _3 f, ^. Y9 v& ~
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。
' K3 |3 X. K6 n2 x2 @. Z n2 g8 n6 g0 |, c
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。
2 g- ^4 g. T* L. G7 G
8 Z& J& w" X9 @9 r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。; }7 d: P' V& b
2 b6 e) z3 b$ O# P$ o6 ^8 H! n# q
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。
2 i5 S8 `7 k. p% w) n3 ?" G1 E# F% g, A+ r7 k9 y: {' [
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。
; }7 M x% t3 V( D3 r, M( I* p6 j. |! W: u7 K6 X. {, w/ u/ L3 x
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。! c7 K3 z- A) J. v$ N2 z( ]
/ M0 w8 k3 b- ^3 e/ w( l0 |
% r. C1 J, X0 \2 O) w4 T
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4 `6 b9 x: u- F8 x5 }9 s2 d/ `% H
. G& v8 O, {/ j. D- l
; O; `/ e9 k1 r+ o3 B# a L4 K
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
- J m& B7 w# O* R, R: B$ o2 s
: h3 \" D0 V& X8 a# O% d
. A1 [$ R" {6 {1 F% S, R& Q
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 Q; @4 Y+ ~4 v+ Y1 Z
6 j; @7 S* j1 \5 M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。' ]$ j6 H! g' p4 a% z, y
& n2 R' c5 \4 Q% w* b# r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。
, \, h3 y6 k- ]) |- q
' u X6 @' X/ \2 T7 k6 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。
2 d4 t9 ~6 O! i3 N9 F. p1 g$ q6 ^- _0 S7 ~ F9 I: O: z# J5 z9 V
3 z, D3 ]! @* R$ m
/ U% g8 ^6 H8 J( v# `
! J( T$ j h1 U# P1 A
东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的- \" Q+ M% O8 A; B
) g- e- e3 N- k" C2 W. n2 [* ~
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。
3 {- R. e& {& _' X |
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
