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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 $ e. a6 x! W; o8 P) U0 d% v

0 x( ^; t$ t& Z) T+ Q% v/ [& t4 e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。
: H2 y1 l  Q- P
0 ~' p) ?1 h& _) \2 Q
: X6 \5 L7 m& `4 b桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔# d8 [1 r$ }/ p

+ F% c/ A1 W/ N& h, ]7 w4 Y2 U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。. t0 Z9 Z+ F- o* ]

1 d# [0 c. N' G/ G5 I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。
! D0 _5 Q  b* x# ^2 d. x9 }7 q6 H+ i4 V4 {
% a8 U. a% p4 y, U4 U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。; V* k2 H0 D5 T2 Q2 H4 A* }; X/ F
( `0 `' r7 P* i& t
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。
0 a, F" I; h% _: y! h* K. F1 f& d; ^; d. r5 P3 l
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。
+ a& `$ @, ^8 D* A* r3 m9 Q/ g# u4 N( `; m- Z; |7 l$ s  m4 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。! R. }3 D7 O2 u, `

9 H6 j3 k/ a2 Y( r5 t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。
% n+ c  w% f( w: Y  U' g7 D8 n" l0 x: t9 S  X2 B( g
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。5 E9 v  q$ y$ I! }4 Q+ [
) d: _- y6 F/ }" U, \/ T( O
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。
: w7 i( `* L" X. h5 ], b' R: _$ ^% q, N2 G0 ~1 Z+ K3 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。6 D: t, r- A! [2 b1 T3 x2 c
" O. e6 b* T+ p; i1 O
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。# k4 K; z6 s# \- n. `" v+ ~- t

# D+ ~* u0 j% D$ T- `/ }: F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。
1 G! ~+ c$ e$ O# ?% @( v( j( ]
* c* a1 a9 q+ W3 h" q* t) U( K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。( l0 r: z1 A9 E- b% v# |4 C3 e

" W$ R0 d% |" }- z6 |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。
$ V  @1 S: m- m1 m( N
/ A! W4 O7 w, ?2 S: u$ I6 w) ^- s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。
/ _7 G# \4 ^, [5 I) r# z. p% k& L2 I& W  A6 x

) y5 p3 i& R1 {. o. 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, Z* S+ M9 ~1 j9 r' @3 w

) Y& Y' O# |8 j6 r' { 1 r3 ~0 [6 W+ B  T, }: U
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+ E  {) y8 W* s* u8 i' @

! s) g! Z- X- H; r: }1 P & t$ ~' ?0 J+ I" b# w
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
& V# l$ P. R" }
# _5 a4 G* Q) f7 v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。
0 }# `: h/ I# @! @3 b
4 K. ?- Q3 E$ a4 j) g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。+ c1 h3 ]% U/ P; Q

  z2 Q) F1 }( Z$ A0 z* [* w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。
: V7 w5 a7 S, I6 v/ a1 ~: E, b# y# f$ b
/ L' p0 Z. K% _3 {5 z
: F1 ]% L' v( Y0 H
! i+ |; A: K' _3 n, o+ l9 W$ `: d' U
东风-17是扁平升力体,而且这不是在研的,而是已经部署的
* F& U' `; D  T2 ?4 q# p8 m9 S5 `$ y1 r$ R* ^
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。
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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( d% b, }! \. z0 h$ u5 {
    这个DF17是还需要加弹头罩呢还是就这么射出去了?
    & s: P2 n. W6 p* 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
    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
    ; T% u* S2 G, ^" S0 `. j7 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。 ...
    7 G" f; j: x3 _3 m, s

    - ]/ }. L/ z2 w! O8 w" r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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    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
    1 G' f% F5 o2 w# Z8 [: r请问东风17能否攻击航空母舰这种移动目标?

    ; x& x6 ~, p7 g) k5 D2 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,也可能已经服役了。
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  • TA的每日心情
    开心
    2 小时前
  • 签到天数: 3522 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% g  @, g0 H/ ?5 _
    往台湾试射一把?
    # v& Z7 e$ ?. o2 Y& i- n1 T$ 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% J% w; m' h- E, q3 M- g
    往台湾试射一把?
    . J; a4 A3 W" A$ g3 w
    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+ M0 j5 T- V( l% i  I
    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, ...
    / I- h3 G* @$ t. 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 19:575 V3 B0 A5 Q7 i2 N( A3 _& H
    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? ...
    # x1 J; f; b4 h9 K, S* K
    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
    ! a+ g; z( Q$ m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。
      v; b! X% ~5 \$ A' P% M
    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- [# Q2 v! u4 m, k
    在航空知识上,哪一期我记不得了,应该是最近3期之内
    " X  N8 A: K* m7 x; h* V: J
    谢谢,我去找一下
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