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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 8 k: \/ P! o; [$ a
+ O! m2 m% e8 k. }8 c) K
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。8 m7 K3 s: W; f% q$ E
( t2 n0 Q  T' {" g: n; C6 B
0 Q! f4 I+ J" R- t$ U5 W  c
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔2 m% ]. a8 I& c2 u6 d, L

/ p' S( J. T" g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。
) V0 U  B( z& |! M3 E  u7 b4 W$ Q! D
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。4 N/ F: t$ j2 G1 y, B- I2 c

1 v3 a. ~+ q7 w( P+ B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。
9 K: X: ?4 ^' Q5 x9 h
  c; r; N, @$ i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 B% Z3 T4 H" j" P5 t9 c; @# U- r& t& A) Y! ], W6 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。) o* A; d1 \) t4 ^7 W8 T% ?
( G$ q/ C" V# @+ N4 F
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。. y) b1 P7 G$ W# ^; n
3 q6 U% ~. s0 m* e
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。
$ v" n4 `, D$ d
9 Z$ G& ^( E/ 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。
3 F9 L2 W' J$ C5 d% E: w1 s5 U7 m- O+ h! p, r
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。. x: |6 j! ^- c5 ?5 y$ E) m

: z" g4 D1 G8 _- _4 N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。, E  D0 F+ E; `$ `, q. {

/ ]0 }1 ^  A1 D3 L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。( q' R* w7 a$ T' V* N
- {+ m/ ~+ w0 ?( H# w" S* c; B
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。1 t9 Z: U' x  e3 c3 i

4 S4 ]1 W' p. \, Y& d7 e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。
* p9 m, u" U" G; e8 h" Y6 Y/ I3 J  T: G  u. w
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。
, P/ v: ~* ~6 V. C# l& S) ?; o3 {0 P6 d8 n, r
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。
) _+ `' D) {1 p, v& d: q0 q4 g
; T" D9 h# H2 I$ n: E* \6 ~
0 z" ^* p. v2 J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8 U& _! K% v: \. d( S, F% C0 G

; p! J" E. l+ p& w( N' Q
! B6 h* D6 y: a4 p  _% ^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
0 m: f2 a: Y: n7 b4 ~) F8 p
( M/ n$ A% l4 ~; z9 {
6 k7 B9 C) n; s7 t- {, D/ J* S3 j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
# b8 i0 y6 n+ `& `8 u. ^6 d* t9 E0 r9 t1 i
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 a) g% E6 O9 T2 j% E& f/ Z
( k* L( p, P- Z0 u( y1 I
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。7 B0 L6 M1 }% B, F: R- h0 H+ F

  }1 S7 ~2 o8 d' N/ d5 J5 f; ~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。
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. a3 v2 x  _! q# l; o
. j# X7 _+ @8 N6 ]" I4 [( T- N% o) M

# `2 `& P8 {1 l; y! i& C东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
+ l( X4 \: D; H0 h, U* g% V, [2 g8 K
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
    2026-2-1 23:57
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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. ?' N% `' ~, J7 l7 K* D+ C
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    # `) C6 v2 a1 v0 [1 s
    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
    2026-2-1 23:57
  • 签到天数: 303 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
    ( f" h( D, z* P5 h6 h& ]- E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。 ...
    # }0 Z. I% D: M8 }6 m6 l$ ?, }& R

    . [" I$ K! j; Z8 q5 S# 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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    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 05:04+ O6 S/ Y" e& e7 c
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    0 Q' s. k0 R/ K) U* h) g
    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
    23 小时前
  • 签到天数: 3850 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
    - M; l. s! v- Q+ l: Q往台湾试射一把?
    ' }: u" V0 g2 o* C4 }
    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
    20 小时前
  • 签到天数: 3365 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- K2 b  x8 `3 w7 K) ^
    往台湾试射一把?
    2 H3 K4 c* b+ S3 b8 T- c
    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" v! B; t; U$ 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, ...

    * d  v, R6 w: r, [, h: B4 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
    ) F) ]: o; v4 P  ^7 `' [+ |9 J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? ...

    7 _- C' y- ]) }% X- s, t6 m; Q- i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# P# P. S: T9 h# {1 T/ I
    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。

    ( f2 J; c2 `& I, g7 d# X  z- g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  y6 E5 k  |% B, A% t. A
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    . c7 v( {/ U2 S& \9 j. n谢谢,我去找一下
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