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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
; J  B8 q7 Y2 X8 K4 m6 ]
3 v0 J. |2 d. H" a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。' e: \, ~: m( h" m/ u( b

3 V2 t. D$ t2 g. T# ~
5 u; \' g+ c1 r- V桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔/ a1 L" j! {6 V7 w  T

' \" \$ d, n6 e3 s2 D5 J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 u- ~4 h, r5 f9 M# p% H/ {. T, {6 S5 X) N) _
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。
( M+ R- e- Z' T
7 m* U# U/ p7 e3 x) m6 e. P) s7 r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 m! H! x5 G9 i* E9 u& F4 e7 K
( `5 ]2 q1 M, z' j$ l5 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。5 A- {7 K1 d, {) C% S

7 ^/ @3 l+ E6 ?6 `+ i$ n5 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。4 E. g( V5 U  j9 m( Z
: p  l9 A* H# I/ G! L7 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。$ E0 _4 Q% V! m
1 T! D/ A3 Z* m- f4 z: s
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 M1 }: X$ p7 t3 T7 n2 s$ M. n+ E& b
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。- R& P0 A' `$ o% c
5 ]$ H; ?2 E- S
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。
1 I3 _0 {0 U! B
/ y. [+ X1 H" s4 A  X5 E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。) _$ ~" j5 h9 r9 c- D. u) ~

! l" ^8 |3 d9 B: e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。' a4 t1 }0 n# B
! }3 F, t9 n! V* h; t! 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。
! k+ |+ v- ^& S: C" k9 Z& n( T+ V- e2 z+ K6 I
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。
' p% M; }2 h$ W  D0 e6 U0 f1 s& a, _/ d; e) _+ W( B, [
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。
& O% M/ \" v  O$ M* b) A" h6 ~: f" U
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。4 \& `& L# ~5 x+ n: S  Q, A

) f! e0 r# b0 E: r & {% \( ~- h" A6 w. c  `
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
+ |  n4 l8 A2 L: y8 h
, e9 R7 X: }% {1 }( p' [& \
! f+ s. X$ C) Q" h) H+ \: M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3 ~: T; \* \( y' m1 R2 p
! k! `  M( Y6 J5 s# j5 Y! [2 x
  B1 C" o( S) b) Z. u& f) m8 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
) Q) e0 [, a% p5 i
% g% ~4 ]% n! 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。
6 c5 ]4 }  S8 @* ?9 ]$ p  S1 m& \- [6 A+ [
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。
. M, S9 J1 e- M) O$ r. H) X  a* m8 R, U! Z9 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。
' K$ \. V& }# ]1 B, K0 v/ Q; f( r7 |8 r

: N* N( q7 H/ {9 B! j- ]/ B+ A; G6 W( j
% X! d. D. ~( _# w: ~8 o2 B
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
, b. A7 ^& e' @$ {! A$ C, k
' C. D3 B3 O. g3 r+ O: b( u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, @! Q/ y' ?! v2 c

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参与人数 11爱元 +52 收起 理由
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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
    0 x# h# d0 Z4 \+ Y: r( a( t这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    0 b8 D* ~1 U  h& 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。
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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
    % ], n* H. C+ H5 }, W/ h1 ?$ g0 y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。 ...

    6 f& l4 K+ }$ l' E
    , V! g+ c1 p7 {. a4 x" |( \1 x; j% U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 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 05:04
    , u1 T' {! }( m6 d4 K6 V请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?
    : Y* e$ {: A5 @. v9 D
    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: 3520 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 10:073 y7 V- n& e" H2 v
    往台湾试射一把?

    - O3 r# h1 ]7 \0 l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* v; k8 j4 I: ?
    往台湾试射一把?

    8 {) U( i- j6 H- X' \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 21:235 |2 Y8 {/ b& T4 T
    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, ...

    . J& O. \" k6 Q' 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
    8 I) k. W' H- c: a. d" ?# j' q9 D8 ~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? ...
    - e7 K0 M5 K1 @1 Y) V) P% 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 08:006 s5 r+ }8 f* }- Y6 S
    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。

    7 ]$ U+ Z- {% [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
    9 s, I: f% p+ ?8 t1 ]在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    . U* a( C2 g, o/ k( [3 _
    谢谢,我去找一下
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