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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
7 j: N/ J- g6 H  v. W, g/ \2 M* l- i# N2 e" C+ b' H& u
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。
  m( a4 X2 J; _" C( @3 U5 Z9 m0 _0 z$ ~0 i3 {
# V4 z3 q: R5 w9 h% t
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
8 ~" d0 w: v) l7 ?* f
  m0 \, o1 K! }" O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。
2 o, }7 g# l4 {$ i( L3 d1 h( I' \6 u9 d2 y4 f
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。# F2 A3 d$ B* i1 M; F+ }% |

0 p1 v) M* X, w7 O& p( |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。1 R$ L6 t, }( s1 c( O

: l$ v: _$ Y* S! 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。
1 w  Q8 Q+ }& ]2 G& m- J/ h- ?8 J; n! O6 V6 q
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。
+ U, J' ^4 s# R# ]5 B. d  P0 w8 _0 x+ \# g
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。
! n* S7 R6 O( r' c$ F! F
+ g5 [$ G; m. A# E$ d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。
8 |% U1 T& ?. k3 u; x" I" i. x" G$ u& X6 z+ J
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 D* w1 e9 P; g1 e+ i* J9 M' O( p( V2 r' _  i
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。
+ p7 w# `3 Y0 N, K) ~  N7 ]
- q9 {5 y/ [9 ]: d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 f0 K( w/ f% d$ M% o7 C7 w! j$ V7 y* D! }# k* }# o% x$ \
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。' d. V, q# Z" k, h" i
' j7 i4 m0 V9 k: e! ?
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。, i7 O2 s( L, I5 G
4 Q" L) A) T8 I! D, @% h0 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。
5 O# M( w# E: ]- \$ r4 D# a6 n4 ^8 K
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。+ e, M* O) ]& E1 K

1 h3 c% L; V8 P5 K# B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。9 |" t) W! \% ?2 x  @& U8 I+ m

" C% z. @3 |2 L1 k4 b' X1 p! u" p
; A  M7 a# P/ X+ K/ M9 M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( a5 I  w, W2 z: N. |( ^

4 a7 l9 k' S8 X + C$ G/ A8 d( n) D$ x  [5 c! c+ Z
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8 m+ A. w: p: c: d4 R4 @1 d
4 J* T" y+ @! `0 f8 {9 w5 {, [8 v* N

# d  l9 w: f2 D1 U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* p1 V  Q; c2 q5 k3 Z- Y
5 j5 G% W! `: S* p  a# s3 H% Y
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。
% Y: O0 m) b$ Y8 }1 ^, r, ]3 U: e) b
! _7 s% F% \: E/ d: X, ~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。& g+ t5 U0 ?8 u9 W3 k- K8 P
6 \: Y' d* ^2 m: k+ Y1 d+ \
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。+ c$ H' {* ?5 K" J0 P

4 J9 @/ u7 \& S) g) b ; s2 B* M7 S6 j( S

. S8 g5 S( a2 H% [  F
5 ^4 V- q" c6 W- R- F东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
$ v) Q% B# I- N% [2 g" L7 r- v2 ^. 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。' T( L* ?. X3 m

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常挨揍 + 10
大哈瑞 + 2
青青的蓝 + 4 精彩
colin1992 + 6
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-5-12 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
    : Z+ U4 E# B! h( f' m$ y7 {这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    4 \" v  j& A4 E# s$ X: f+ R
    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
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 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
    " \% i9 [! Z" ~) W. x7 \  P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。 ...
      K& }9 _* t" d$ Y+ `6 {8 ^- D! y

    $ v7 \* W: S  g7 t! {, I: ]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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    参与人数 2爱元 +12 收起 理由
    kar98k + 6
    蓦然回首 + 6 伙呆了

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    该用户从未签到

    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
    # k  P- i; V7 ^( S% ~! V& ]请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    / W* B( }4 ]/ n" m  j" y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: 3486 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
    % C+ i! K9 V; t* o' V6 G6 a5 \1 b往台湾试射一把?

    - J' z$ [  Z( N* F' L& q+ I  o2 s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
    2025-5-22 23:34
  • 签到天数: 3170 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
    6 s2 [7 D( b4 p' f往台湾试射一把?
    2 `, {# y2 S* H1 M- J
    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
    0 d$ T- Q- l' @0 h6 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, ...
    ; M3 m' k8 u! ?7 p
    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
    ( P* D" ]# n6 c( I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? ...
    * @# e) H4 G2 }: e1 o0 X; e  Q! Z
    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
    " o1 y3 M/ H' G4 ]+ t. @) m, A8 O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。
    & Y: b  M# H% ~- I6 d
    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/ T$ i) h6 Y  f! }
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    $ |! z6 Y  Z2 \$ I" h
    谢谢,我去找一下
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