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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 0 v1 ~' |! p4 v" Q

( k5 Z4 F6 s8 o, h) 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。4 D8 i  i5 J4 x! Q( f% v9 b$ ]

; l6 |4 t, v0 j ' b' k2 m- Z# O% z: I; {* H. R$ B2 T
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔) C& m  V4 R8 j; G8 d/ o
/ H5 h  G* g$ Z- g: k; T  F$ F: A
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。) c# {3 i- O  Q% Q2 J
- z# W! K, K, z" r  b( `  m& X2 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。& d( O  R; g  ]" p7 d
. P$ z+ ?: j; W" T$ o0 R9 F* g
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。" \, D2 }3 J7 L9 F/ k1 P+ y: q+ J) F
5 ?0 [! m2 }1 P3 [. @) D
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。
3 |1 X( `# V: a
; ?9 h% S- `; F* P. q. F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。
/ l+ e: b) T+ ]1 ^# A% B  \$ v- x9 e
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) z- l6 ]" N/ ^/ |/ p

# r& c/ Y: @* ^- U. 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。
- c' v( ^) k0 z6 L3 p) r9 @; {. C% W( w, ?" O6 g" H' ^0 Y
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。) z9 c/ R/ P1 P& M
' m6 n: a& D0 y$ b1 E( z2 F4 u
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 W4 ^1 y: q* j
) a4 K8 E: A6 Y- 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。" m, E+ H' F/ K4 _1 E# _$ [& L) E$ G) `

7 D  N  y6 c3 H+ C5 ^: Q- b7 l' K; 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。
  o; H1 a) g" u& ^: r: ]
$ n, ^/ c- X- ^: _0 K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。
9 K- T9 |0 `6 E2 K; B, N9 A: U! P0 p. i' _- ?( l2 l$ S# P5 |
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。
9 O0 ^- i7 S% o: @4 M$ O6 l. Y8 O9 w% [" g" x4 q9 P  }& l/ Z
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。
. [( A4 d, Q- N$ P
1 ~4 i- y% Q' C9 [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。5 _" V5 y8 \; l) |. V

& a* G: |! V: {3 B 3 a, |4 L" G/ Q
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
  W: f$ L. z* z, S% N( |0 Z: M9 [7 a8 Q: k$ h9 D) m$ _# C' C. K

$ L/ @$ O4 a# y9 g3 |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 C" t" G" ]) M3 O- }
. @2 h* T0 ?% u. U
5 W0 S$ ~! r2 k2 Y/ i; C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 s% _% x2 \$ V6 b# t7 e- ^
2 p5 s6 M, w3 W$ Q9 b8 E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。
$ F! ^, S1 z- c# G2 s3 w
8 O  z( F: |2 [7 r, z& y3 P1 Y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。
: a/ i8 B* O) ?' m# D9 Y  M4 Y0 h/ I' u
+ S) z2 i8 M8 T* `( `7 T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。
) ^* ~6 {+ s' i6 a3 w' J. f* w# u4 |  V" b
; g! h  q7 H7 a6 l. I& q0 N

6 y5 G; g! E1 x9 t" X! Y" ` + m4 s/ C+ M: ]! K
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
2 x# B, J9 _) s+ v, Y7 G) G2 L+ e) r/ v/ e: j
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。' Y: A4 g' d9 v7 R) Y8 G* R, z% g! w+ f

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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 18:442 h" w  F0 A  _
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    . s, f) z$ ]' j# g/ n. U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( G7 t5 I) v- U' S- T9 U
    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。 ...

    5 Q8 S/ q& m  R# R0 }
    * r; y# W1 o/ m) j# ?( b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 2020-1-2 17:49
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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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    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
    & h2 `" p- C9 y' n" I! E9 v5 E请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    3 v( ]- O/ h$ h3 f. A- v& x
    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
    16 小时前
  • 签到天数: 3489 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
    ( _% l' Y3 _1 b4 C4 L往台湾试射一把?
    : c+ S& P6 Y% s0 G' @2 h
    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
    + r  @; h. C* j! ~往台湾试射一把?
    0 p; o: \4 n5 a! S8 i9 p8 E: m6 j) \. L) G
    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/ A5 E$ J2 N9 }: W+ A: @2 B
    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, ...

    3 `5 a0 H# S( G# K3 [4 E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 19:579 M2 }. T: M" }. z' m) G
    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? ...

    ; f9 K( A' b$ g, j' L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! S& C  m* F* B/ j9 ]% `7 q
    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。
    * n4 E8 L4 z; k
    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
    8 w& T7 s3 \: I在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内

    % k3 d) S- m& K- T) x谢谢,我去找一下
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