钱学森弹道的DF和打水漂
在10.1日,国庆阅兵展示了我国先进武器,极大的增强了民族自信心和军宅们换老婆的速度。
东风-17
很快,这种造型奇特的常规导弹吸引了大家的目光,并且提到了原理“钱学森弹道”
钱学森弹道设计图
除了网上经典段子“在巴黎投降之前打到巴黎”,这张图本身是设计滑翔飞行器,降落地点选择在了巴黎。
众所周知,钱老为新中国导弹发展做出了不可磨灭的贡献,时至今日,他所提出的“钱学森弹道”成就了DF-17一大杀器,威慑美日。
但很快,网络上出现了一些错误的赞美
错误的赞美
那么,打水漂的弹道是什么弹道呢?
弹道演示
打水漂式的是德国科学家欧根·桑格尔(Eugen Sänger)的桑格尔弹道,两者都被归为助推-滑翔弹道(Boost-glide trajectories)行列。
奥地利航空工程师欧根·桑格尔在1936年就构思出一种亚轨道轰炸机的设计思想,该发动机爬上太空边缘,然后沿着高空大气层边缘进行跳跃。其原理是弹道飞行器,在高空再入大气层时,达到一定角度时,高速挤压下方大气层,形成压力差可以产生一定的升力,从而提高滑翔性能,可以使弹道射程提高两倍。继续增加升力的话,可以再次进入外大气层,形成跳跃,从而继续进一步增加射程。
所以我们可以看出,区别于传统抛物线轨迹的DF-17使用的“钱学森弹道”并不是水漂弹。至于桑格尔弹道,这个更科幻的设想,还是有待后人去研究和实现
钱学森弹道 火了 DF无人能拦
DF-17采用的是何种弹道?
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大家好!19年的国庆70周年的阅兵,对于每一位军迷来说,都是一场饕餮盛宴!
DF-41这种大型原木的粗暴登场,让全世界感受到了真理的气息。
本来是压箱底的灭国杀器,无奈却一登场就被DF-17抢了风头!
▼ 远看弹头吓死人,近看五对负重轮
外形科幻别致的DF-17,一经亮相便惊艳众人!都说军迷都是大猪蹄子,跟DF-17相比起来,DF-100、WZ-Y-20这些装备,怎么能跟DF-17比呢?Z-20就更不用提了……
随着DF-17亮相国庆阅兵,有一个叫“钱学森弹道”的名词,突然在网上被热传。
也许很多人跟我一样,看完各种解释,还是理解的不够透彻,反正只要知道很牛X就完事儿了!
▼ 钱老也乳髮~
(其实这是在构想超音速客机飞纽约-巴黎的航线)
为了搞懂这个很牛X的理论,我在网上拼命找各种资料……
果不其然!网上已经有一些大佬,把《钱学森弹道理论》扒了出来。我仔细一瞧这论文,原来是英文版的!
Emmmm……你以为我看不懂钱老的论文吗??我只是看不懂英文罢了~
1948年钱学森在美国火箭年会上,提出了一种“助推+滑翔”的弹道构想。准确地说是:“火箭助推-再入大气层滑翔机动飞行”。先别急,等我给你解释……
导弹在发射之后:先利用火箭助推冲出大气层,然后再进入大气层,这与传统的弹道导弹是一样的。
导弹进入大气层之后:继续进行无动力滑翔。 那你可能会问:没有动力怎么滑翔?
很简单,因为导弹是从大气层外面冲下来的,下降过程中势能转化为动能,依靠这个动能就可以向前滑翔。
所以“钱学森弹道”的优势就很明显了!这就好比你隔着院墙冲隔壁老王扔石头: 本来你扔的石头是抛物线的,只要老王看见石头扔过来了,他就可以轻松躲开!
但如果你这石头走“钱学森弹道”,那么石头翻过院墙后不会是直直砸下去,而是会追着老王满院子跑!
如果你扔的这块石头叫DF-17的话,那它会以每秒钟几公里的速度去追老王! 一秒钟飞几公里、再加上各种拐弯,老王就算把“萨德”搬过来,他也防不住你。
这几天还有一个词,跟“钱学森弹道”一同火起来了!那就是“打水漂”!
网上很多人说,采用“钱学森弹道”的DF-17,冲进大气层之后会被弹起来,接着飞一会儿之后又掉进大气层,然后再被弹起来!这就像在大气层边缘“打水漂”一样。
这“打水漂”有什么好处呢?当然是飞得远了呀~你朝河里扔一块石头,原本是会沉下去,但你要会打水漂的话,这石头会被水面弹起来弹到对岸去!
你可能注意到了一个问题:“钱学森弹道”后半段,弹头完全是在大气层内滑翔,没有被弹到大气层外面去啊~
但是我们综合网上的各种消息来看,DF-17的弹头,的确是可以在大气层表面“打水漂”的~因为它那种别致的外形,不“打水漂”算是浪费了~
那你可能会想:DF-17有没有可能是“桑格尔弹道”?“桑格尔弹道”是可以“漂”出大气层的!
等等,啥叫“桑格尔弹道”?我先来简单说说吧…… 我见好多人都说:“‘桑格尔弹道’是改进的‘钱学森弹道’”,这明显不对,因为“桑格尔弹道”是在1930年代提出的,而“钱学森弹道”的提出是在1940年代。
德国科学家尤金·桑格尔当时提出,可以让火箭助推的导弹,在大气层边缘进行跳跃,从而增大射程!
简单强调下桑格尔、钱学森的理论之异同:同:均提出了上升段火箭助推异:桑格尔强调“大气层边缘跳跃”;钱学森强调“再入大气层滑翔机动”。
可以看得出,“桑格尔弹道”所讲的“大气层边缘跳跃”,更像是我们说的“打水漂”。但是依照当时的技术,通过什么办法让导弹实现跳跃?恐怕连桑格尔也想不明白……
所以我就有了下面的结论:DF-17很可能是将“钱学森弹道”、“桑格尔弹道”相结合。具体来讲,就是将钱学森提出的“大气层滑翔机动”,与桑格尔提出的“大气层边缘跳跃”相结合。
▼ 尤金·桑格尔
只有这样的弹道才能实现:以滑翔机动的方式在大气层边缘跳跃,也就是在大气层边缘“打水漂”! 因此,有人将DF-17采用的弹道技术称为:“钱学森-桑格尔弹道”。
▼ 每个人都应该铭记钱老的伟大!
看到这里你是不是觉得我讲完了?是不是觉得你也可以自己造DF-1去隔着院墙吊打隔壁老王了?
但是你想过一个问题没有?究竟要怎样通过滑翔的方式,在大气层边缘“打水漂”?你别忘了,这可是无动力滑翔!
▼ 一种高超音速打击武器
可能有人会说:那不就和水面一样吗?掉到水面上它就弹起来了啊~既然石头能压缩水面弹起来?那弹头不也能压缩大气层表面弹起来吗?
这么想的人不在少数,但是你想过没有,这大气层它都是气体呀,它又没有像水面那样明显的界面,弹头钻进大气层里连毛也看不着,怎么能像在水面上那样弹起来呢?
这里就不得不提一种技术,那就是“驭波飞行”!也叫“乘波飞行”。这可以让你“漂”起来!
在1951年,美国物理学家亨利·艾伦发现,飞行器在高速飞行时,会对前方的空气产生强烈压缩,从而产生一个伞状的激波锥。
传统的弹道导弹采用锥形弹头,它在高超音速飞行时,产生的激波锥会罩住锥形弹头,但是并不会与弹头表面发生贴合。
就像穿了一件大一号的衣服~ 由此带来的好处是阻力小,还能隔热~因为导弹几乎不与激波接触。但这种锥形弹头没法产生升力。
DF-17所搭载的弹头,就是典型的乘波体弹头。可以产生升力!
这种弹头下表面平滑,但上表面呈流线型结构。看起来像个很短的机翼,但这原理跟机翼还不太一样~
DF-17的弹头进行高超音速飞行时,产生的激波会紧贴弹头上表面。又因为弹头上表面是流线型结构,气流流过的快,气压就小,所以在弹头上方会形成一个低压区。
由于弹头下表面是水平的,激波就不可能紧紧贴住下表面,所以就在弹头下方产生一个斜激波,与弹头下表面形成一个夹角。
因为激波是由高速流动的气体构成的,所以弹头下方的这个斜激波就是一个低压区,那么斜激波后方的气流就会向前面移动,但是这气流会被斜激波波面挡住,进而积聚形成一个相对的高压区。这个高压区正是在弹头下方。
弹头上方是低压区,弹头下方是高压区,这上下一低一高就形成气压差,就会为弹头提供升力。
▼ 我国去年进行的高超音速飞行器实验
弹头由于气压差获得足够的升力,同时又因为是别致的流线外形,受到的阻力小,所以DF-17所搭载的这种弹头,它的升阻比就大。
如果它在大气层边缘附近飞行,那么只要通过气动舵面进行操控,就可以在纵向机动的过程中,充分利用激波带来的升力,愉快地在大气层边缘“打水漂”!
▼ DF-17 其实就是外媒之前猜测的WU-14
所以,只有将“钱学森弹道”、“桑格尔弹头”、“乘波飞行”三者结合起来,才能让弹头在大气层边缘“打水漂”!
那么“打水漂”这种“花里花哨”的动作,有什么实际用处呢? 如果能通过纵向机动进行“打水漂”,那导弹的射程就增大了,也就足够有余地、有时间,通过操作气动舵面进行横向机动!也就是说,DF-17可以随意进行横向拐弯。
这说明什么?这说明DF-17采用的是“显示制导”,就是只知道出发地和目的地,至于中间怎么走,那可以想怎么走就怎么走!或者换句话说,DF-17出牌毫无规则!
几个月前金灿荣教授曾经提到:DF-17的搭载了20倍音速的弹头!虽然从目前来看,DF-17应该达不到这样的速度。
DF-17射程大概2000公里左右,属于中近程导弹,而高超音速的定义是超过5马赫,所以综合来看,DF-17的末端速度应该在8马赫左右。
横向变轨+高超音速机动,
这意味着在DF-17面前,
任何防御系统都将无可奈何!
好啦,关于东风17就先讲这么多吧,
看在我码字这么辛苦的份上,
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|钱学森弹道的DF和打水漂
DF无人能拦 火了 钱学森弹道 钱学森弹道的DF和打水漂