钱学森弹道有多厉害?弹道轨迹变化莫测,秒杀美俄所有反导系统
钱学森弹道有多厉害?弹道轨迹变化莫测,秒杀美俄所有反导系统
2019年国庆70周年阅兵仪式上,在受阅地面方阵压轴的战略打击模块中,东风系列导弹方队一经亮相,就立即引起了全世界的关注,这款被许多军迷亲切地成为“东风快递”的大杀器,具有全天候、无依托、强突击的特点,正是因为它的存在,让当今所有反导系统都变得形同虚设,这就意味着,美国费尽心机在东亚国家部署的萨德、宙斯盾反导系统一夜之间成了摆设。
什么是钱学森弹道?
东风快递为什么不能拒收呢?这就不能不说到大名鼎鼎的钱学森弹道了,我们都知道,常规导弹的飞行轨迹,就像是我们扔石子,是一个近似的抛物线曲线,它的特征非常明显,很容易被反导系统破解,进而提前攻击将其摧毁。
那么,导弹飞行轨迹能不能拐弯呢?当然可以!举个简单的例子,就像我们小时候玩的纸飞机,纸飞机在飞行过程中,由于受到气流的作用,飞行轨迹完全可以说是变幻莫测,而且由于浮力作用,飞机甚至可以飞的更远。
1948年秋,钱学森在美国火箭科学年会上,提出了一种带翼火箭的洲际飞行方案,这种火箭的平均飞行速度可以达到12000公里每小时,携带燃料只需提供几十分钟的飞行需要,在发动机关机之后,依靠惯性仍然可以爬升到90公里以上,在超越大气层的临界点时,再依靠重力作用重返大气层,这个时候,火箭可以依托空气动力在大气层内地进行无动力滑翔飞行,并且慢慢的降低速度,最后末端以每小时150公里的速度着陆,这就是著名的助推——滑翔飞行轨道方案,这种飞行方案具体运用到火箭、导弹上,就构成了独特的助推一滑翔弹道,也就是我们所说的钱学森弹道。
由于助推火箭已经提供了足够的能量,所以飞行器的设计就可以大大简化,同时由于空气浮力的作用,飞行器不仅可以飞行得更远,还可以节约发射成本,所以说,从实用性,经济型的角度来看,钱学森弹道理论的提出,在上世纪四十年代,可以说是具有超越时代的,说到这里,你肯定就明白了为什么美国人说他抵得上五个机械化装备师了吧。
钱学森弹道VS桑格尔弹道 哪家强?
前苏联军事百科词典中,把导弹飞行弹道分为五种形式, 分别是弹道式导弹弹道 、 高射导弹弹道、滑翔导弹弹道 、巡航导弹弹道和复合导弹弹道 ,这里的 滑翔式弹道其实就是弹道式弹道和大气层空气升力相结合的结果,这种助推——滑翔式弹道,除了东方快递之外,还有美俄普遍采用的滑翔——跳跃桑格尔弹道。
桑格尔弹道理论是由德国科学家桑格尔在1933年提出的,它的特点就是利用近地空间近乎真空极低阻力的环境,大幅度延长导弹飞行距离。
同样都是滑翔式弹道,助推——滑翔钱学森弹道和滑翔——跳跃桑格尔弹道又有什么区别呢?前者的优势又在哪里呢?我们一起来看下面这张图,上面曲线就是桑格尔弹道,下面曲线就是钱学森弹道,一般来说,钱学森弹道只在开始端一次进入离地100公里的大气层临界点,后半程基本都在大气层之内飞行,而桑格尔弹道则是多次在大气层内外跳跃,做出类似打水漂的飞行轨迹,所以桑格尔导弹又被称作是“水漂弹”。
和前面我们所说的纸飞机现象相似,打水漂也是很多人的儿时记忆,没错!如果把导弹比作是一颗石子,当你奋力扔出去的时候,石头在与水面接触的瞬间,会因为受到来自水面的反弹力,而飞得更远,根据流体力学原理,当石头掠过水面,水面会快速流动产生压力,当这种压力大于石块本身的重力,就会给与石块一个反作用弹力,而石块在被弹起来之后,它在水面上的转速越快,就会弹得越高,最终石块的飞行距离则和石块扔出去的速度有关,速度越快,距离就越远。
钱学森弹道和桑格尔弹道本质上说,都是利用了打水漂的原理,但由于桑格尔弹道多半时间都是在100公里以上的大气层之外,空气稀薄阻力小,导弹飞行速度可以达到20到25 马赫,这里顺便解释一下马赫是个什么单位,简答地说就是声音的传播速度,340米每秒,20马赫就是20倍音速,突防速度快,正是桑格尔弹道的最大优势。
现今美俄等军事大国多采用的是桑格尔弹道,虽然也可以改变弹道,但缺点在于,它的飞行高度多在40公里以上,恰好在处在导弹防御系统的打击范围之内,通过超级计算机的解析,仍然有可能对弹道进行精确分析,而采用钱学森弹道的东风17,基本都在大气层之内飞行,虽然速度只能达到10马赫,可由于飞行高度低,包括萨德、爱国者、宙斯盾在内的现有反导系统基本无法拦截。
当“钱学森弹道” 遇到高超音速乘波体导弹
当然,这里除了飞行高度低之外,还有一个关键点,就是弹头的乘波体造型,那么什么叫乘波体造型,又有什么用途呢?还是来和桑格尔导弹来做比较,其实更准确地来说,如果把桑格尔导弹比作是“打水漂”,那么乘波体导弹就更像是“冲浪”,飞行器在飞行过程中,气流的变化会产生压缩升力和激波升力,两种力交错在一切,就像是海浪一样起伏不平,飞行器就相当于在两种力的合力作用下冲浪,弹体腹部扁平状设计的乘波体的布局,可以最大程度得驾驭这两种力,使导弹达到最佳射程和速度。而这,也正是钱学森弹道独步天下的关键所在,因为气流的变化是会时刻受到天气变化的影响,这样一来,只要导弹进入中段巡航阶段,飞行器在关闭发动机开启滑翔模式之后,就会像冲浪一样,飞行轨迹变得变化莫测,试想一下,谁又能精准捕捉海浪的动向呢?很显然,虽然钱学森弹道的理论跟桑格尔弹道的“打水漂”理论同出一辙,但相比之下更复杂也更精确,建立在钱学森弹道理论基础上的东风快递,是名副其实现代化国防建设的大国重器。
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