|
|
本帖最后由 晨枫 于 2019-10-4 18:16 编辑
u. K; c8 o0 b- ]/ u: S2 M
0 E" R* n$ ], _- G& w) p3 Q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。; L# ~' j2 \. V0 T, ~) N/ ]3 w
- r' @6 B3 i0 `7 p* A
' H: I, \3 O: [; ]3 ?, D( P桑格尔弹道、钱学森弹道、全程滑翔
: w4 A8 J! c+ A4 T" K
6 d, T8 @8 N# b u) N; s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。( n9 W: G8 l$ e! G
: G/ l* P4 L+ w t" N+ 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。
6 _6 G! [8 g& T: z' P
% [0 |9 K4 S7 o* ]8 A6 f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。
7 p; a6 l# `1 H6 H) t7 N% Y# Y. H8 }5 }: ]
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。8 l6 @- U9 x; l' C* d
$ x6 f4 S1 l# G. O0 G2 V- y+ _
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。
7 M& B n; r- z- ^6 V9 p- w1 P. w
. B# X& O& e5 Z! G5 |4 S1 C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。9 H; |8 p% J4 G/ m
" n% N1 _" C4 m+ I6 V A1 \
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。2 {4 ?. r# h' S, H% s
2 X$ Z8 t' k/ G. V1 O
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。
' L/ P$ \; h8 C
% B+ M) i2 ^7 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。
3 {, h0 ^% J& h; m* _; j
: u- V; V$ w x# T. F1 y- M' |" 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。
2 @: c; q+ F8 u, T9 T& v- u
4 u* n) O$ d3 n& `3 K1 _ [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。 s/ L+ c& e t/ k( Z. m
0 f$ ?+ @/ ?6 x7 Y- o3 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。
' U' a& b, P& i# j) B% s7 C: H
. |4 B4 \& {* f" z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。
% s4 k# t' c( R5 m7 i
, `; l X7 E5 j U$ w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。5 z; R) e6 s. `$ T% h
! h2 i v' u1 A3 W! J% M
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。1 B+ ^% i' j6 e3 k
0 ^" S/ `" `9 R: J, _2 I# G
2 P# j. m+ |' x3 T e
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 q- [/ Y! z k; |% _1 W0 m# J
. o j8 q/ a6 G# [( ~; \6 U
3 Z$ O. z! c5 B' O ^ 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
/ N: [0 D6 p: p; X, W
' l# \. _( u5 k4 i" y: _3 b: w2 @% e
" X/ w% s: p; k9 A" G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
! T: }( y0 U" {1 j8 S7 N% n3 |0 K( ]7 v+ x1 U& w0 W3 g! w4 d
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。
8 e: T9 f+ R& B6 M
% X, |1 v" A2 `$ R0 y! U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。8 \" O0 K0 b, o" u- Y3 G6 q& X
; l' S7 Z0 _( a% A; A( G* d% k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。
1 i0 U% Q7 ~7 S2 p1 P/ e
( ^: |) M' q1 K" e: g5 I2 z
8 U- Q+ `, T$ ^* Z" T# U8 Z$ b! `$ D4 G
# q7 }7 Z1 F" c4 f3 l东风-17是扁平升力体，而且这不是在研的，而是已经部署的+ D5 T$ v# `' e2 s
: c1 e& F2 B4 H6 _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。
7 u. D9 f6 h* p* k" g( x |
评分
-
查看全部评分
|
雷达卡
楼主
收藏
分享
淘帖
支持
反对
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
发表于 2019-10-5 08:44:19
发表于 2019-11-2 08:53:50
