|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑 3 l) V8 U, r. C6 q3 D
`5 J/ \0 w% v' H: B# @- B- `
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。: Y/ y/ r! F1 a# K/ L1 E8 u* y5 a
) T: V! ~4 ]- q/ g; M: Q/ x: B5 K
, v/ P+ @! p% Y5 P9 s/ v6 e. X; f- g
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔! d H4 E3 O [" ^
6 s1 K0 |& ?1 m2 R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% m1 F6 a
$ f3 E' ~( ?4 g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。) B- K( v6 X4 N/ D6 g- [$ i% u% z; f
" l& t5 R* I7 P! n
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。2 i; {. X2 H' h! S( c, h" v$ K
# U6 A6 b2 F) ?) W5 y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。
# Z1 i3 X3 ]% F$ O. q% I
4 ~" Z7 s6 @+ u/ w Q, z( H7 s: K* L( D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。
' m# x( V8 V: I" w" `( |+ _
7 I6 f: ? q. R- ~9 x2 p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。9 }8 ?$ F6 E5 g, t/ i! _, e
. p# H/ ?2 m; [( k9 \4 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。
9 O, l" z6 W/ K7 A# o3 H! m b% D* h( b0 O- q0 s4 B( I
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。1 i6 I# ^7 N+ K3 C/ T5 H- d
7 _+ F3 O0 e& b1 W. d3 @- l2 e
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。
, @& ~/ E- p0 c S' G* z
5 L T! I& U( L7 i$ y6 G6 S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 J8 L* A/ |5 [* M3 q j* O) m* {" d9 h% K9 n/ H0 ?3 |
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。
* ~8 |# }9 n# w2 ]7 s/ V& {+ C! u3 j, f, D* o7 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。
8 {( M* N3 q' l A! t$ B
4 l* j1 S/ {1 H `8 O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。
& G, ^. }; N. x; b( j3 y7 _, G8 N- o& T9 g( C/ V- u7 b: w( y' u
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* X6 y( ^8 n" N6 C8 i1 ^+ Z
6 y: w) j7 g: s7 O. w- t A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。
2 N Y, Q4 h6 M6 V8 X8 b
) l5 g8 c; n9 }; O
! r7 m% ^; e/ M8 b$ E( r9 A& [0 W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
! n1 B c" e" ^4 Z$ N( ^) j( A* b; ~3 _
& }% P# {; n% s( R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
- |- [) b X9 k8 g4 ?5 E: _/ x/ E' [
5 }, e, t2 ~- q- A
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8 Q! c- V. X+ x! z0 b/ M
5 o4 L5 I$ `0 Q. U$ f! ~
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。
5 r7 t! U% n/ Y; r$ p) m' J) h9 a, p& d8 Q* P2 S
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。
$ S R$ a# @5 L$ K" {( ~% Q9 M% R4 @ M4 f2 D& m' b
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。
1 ^( Q1 I: C: e& x7 J6 v! t+ j: l" l/ @) P9 ?$ t
+ F6 E3 u$ {6 _+ T+ d, u1 I0 o" U3 F" g5 O2 k& \# f7 T
$ ^ @7 L* _* P6 Q8 {东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的
# o! I( _: ^6 ~. P" M5 T: d6 ~1 _' a# F4 o
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。1 x) Y3 Y+ S4 x' S$ q7 R
|
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
