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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
+ B" W4 _! z3 k; S
8 ~) R% ]( u9 z- \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。
# a% I4 S0 R6 k7 L* s2 u4 l2 o% K" Z6 G
9 S) {/ r! N) _- ?
桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔7 b/ [  i$ C+ Q' U, s3 X
/ i6 W7 _5 g( @- 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。  n: G9 T1 ], X3 }: v, d! Y$ ~
# ?2 ]% z3 }( z0 n9 [  `$ i! b) 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。
7 e* n# D. o" Q8 X- u
0 B9 T! z, w  S! y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。
0 q; x6 O) {. I" O' p$ _- L3 ?
+ U9 ~# h" R( w5 X  N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。, w, ^& a' I* d: _9 s" V0 X

3 i( M% e  ?6 O2 A; `9 K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。# |. R& H* a- }% T+ y6 b, r0 o  n
" L9 d* A& X9 i# _" }
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。7 T0 n% e) A" n9 Q$ d. i
* l# M% \" f, @9 d( q+ ^& {3 L5 I
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。+ a  l9 Q+ v* N# ]: N' J( S
7 `# R* q/ k2 e; P9 k5 G" B) U
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。
) O8 L$ c6 \& ~" n
# _3 x+ `/ H# u: F- t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。. z6 H9 ?' [% G+ u

, K1 t" Q' l  ?& 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。
+ q1 K) g' ?) t! _8 }! P
1 H2 I$ a9 {2 u4 r  w* I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 ?( E) m& T& |8 _) ~  ?$ `
1 c* n3 t- H" P9 z5 {# L; d  z& P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。
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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。
& x. H8 r2 |0 ^: q% R+ u/ x; T  _; \# k# L. E. U. M7 g) P
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。
) o5 m0 H' d8 c9 |$ m9 o3 b
2 T0 g( o( L1 d  [( n0 ]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。
; G$ S. x* ]7 c$ a5 m/ x, u% q
) b4 g4 S7 _5 w
) `. F1 x4 `+ _7 B- 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
7 ]6 j; P# h6 W) M! Q/ x1 x/ _) P0 i3 ?

" z# x- T6 F/ q8 Q5 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& y* \7 R/ F1 Y1 V2 r4 n: ~- F* e
0 G2 Z8 C; A% h

3 ^0 X3 E* [8 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
2 s: F' b: n2 d, x
% @5 C, T# I  k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。/ w6 L" C7 i% A0 R) k+ R+ @
1 B' r+ C/ Z, m! l9 p' v. N3 [3 D
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。# y' G5 l- d' z5 W$ J5 q7 f. {2 w

( K( i6 |1 z, [# w0 `- P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。: W# q) A% [7 l6 L
: X% p& I' x$ c! d! q
( q8 f# {& x" l+ C1 K

7 x' z- Z! r9 n! S. W
6 V% i: @: c' ?% d( ]( r东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
! T% k. t. l4 m0 k; h: j0 y1 d; u$ A7 H) \
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。
; V/ K( C; [$ S) C7 i

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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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    该用户从未签到

    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; L4 X6 m: E; x1 |; }! m
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?

    $ l/ {! n, N& ^* _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$ t! p, A* T  x& h. g4 k& J
    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。 ...

    / ?9 h7 f6 R( V1 |9 l8 y4 M; C0 _% ]& W# `" h: o. @' @
    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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    该用户从未签到

    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 2019-11-11 11:08
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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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    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 05:040 J/ V" E! _2 O6 U
    请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    + m5 C9 t6 T) ?4 R+ D  r5 F% l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: 3746 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; ?- k. q9 q& R) _4 @
    往台湾试射一把?

    5 b) @1 B  ~3 a$ H' v, C3 f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
    14 小时前
  • 签到天数: 3281 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$ D) [: n3 x9 g
    往台湾试射一把?

    # [' @7 k5 p( i& f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  r( d3 h/ ]0 J9 |7 P' ]( L
    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, ...

    ! Y( R/ x6 }+ \" A: |# @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
    2 l4 t: {+ X4 |/ j) 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? ...

    / @3 J3 Z% i) F4 |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+ y9 c9 s' ^! B8 H: B9 ~/ P% L/ J
    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。

    ) p3 R& M! s8 h  f: q$ Y5 f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
    + K8 _2 W  z# E3 u  n% y; Z在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    2 R$ T# P7 H- I8 o8 Q5 J; o- h1 _
    谢谢,我去找一下
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