乘波体跟钱学森弹道有何关系?东风17全靠它,美俄至今无法解析

神秘的“钱学森弹道”到底是什么意思?跟东风17有什么关系?为什么这么多国家都争相研究?

“钱学森”导弹到底是啥?

2017年12月28日有美国媒体报道,我国试射的一款新型弹道导弹东风-17在实验中精确命中了目标物,落点距离预定位置只有几米误差。

美媒还称其为“世界上第一种专门为在实际作战中使用高超音速滑翔飞行器(HGV)而设计的导弹”,因特殊的飞行轨道而极难被反导系统拦截。


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这些文字我们从中分析得知,这是一款精准度极高的导弹,同时还具备超高音速突防能力以及较远射程的运动能力。2年后的2019年,国庆70周年阅兵式上我们首次公开了这款导弹。东风17的出现,一下出现在各大军媒头条,这种外形奇特甚至显得非常科幻的导弹到底是什么?

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要了解东风17,我们就不得不提到“钱学森弹道”,这是由钱学森先生于上世纪四十年提出的一种概念,就是用助推器将飞行器推出大气层,利用次级助推器的推力和地球的偏转曲率和惯性力,重新进入大气层里的角度利用了空气动力学和滑翔效应,在稠密大气层内依靠空气动力面升力加上助推器推动,使飞行器滑翔中可以有效增程。

而传统的弹道在普通的飞行中,是利用推进器推动,关闭后,在地球重力和由于地球自转而产生的离心惯性力和哥氏惯性力作用下,飞行一段时间后飞入大气层,形成一道基本中心对称的标准抛物线。

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那“钱学森弹道”和传统的弹道之间到底有什么差别呢?

首先两者拥有一样的发动机和燃料,传统的弹道射程会短得多,单靠推进器推进,没有充分地利用惯性和大气阻力形成的升力,以及地球自转产生的偏转力和曲率进行增程,所以传统弹道的飞行器会先掉下来。

其次传统弹道对飞行器的要求更高,因为离开和进入大气的角度,会形成的阻力比“钱学森弹道”更多,摩擦产生的热能对于飞行器的损害极大,所以传统飞行器隔热保温要求更高,自然制造成本也更高。

但是”钱学森弹道”也有一些缺点,在稀薄大气中产生的升力无法完全抵消重力,随着弹头在大气中继续飞行,大气密度逐渐增加,如果是导弹速度也降低,进入末端飞行器速度会明显低于传统弹道。

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虽然“钱学森弹道”存在一定的局限性,但一些国家仍然非常热衷于研究“钱学森弹道”,这个理论从上世纪60年代一直被各国拿来实验测试,制造出各式各样的武器,美国SR-72飞行器、HTV-2、X33和X43飞行器,还有现如今的X51A飞行器。我国目前的航母杀手“东风-21D”,俄罗斯的先锋级弹道导弹,其末端时速到达27马赫,甚至印度都已经开始研发的类似武器。

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“钱学森弹道”上个世纪就存在,为什么开发的武器近几年才扎堆出现并使用呢?原因是现在滑翔弹道的飞行器需要增加在空气动力面的复合式控制系统,20世纪90年代以前的半导体工艺暂时做不到这些,而如今“智能芯片”已经商用,倒是被技术制约。不过也可以证实,网上一些说美俄至今无法解析出这套理论的说法都是胡扯的。真正无法解析出来的,不是“钱学森弹道”,而是东风17。

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“东风17”有多重要?

我们东风17是一款全天候、无依托、全突防的中近程弹道导弹,该导弹能携带核弹头或常规战斗部,并且能配备可变轨的再入飞行器。东风17的理论基础也是“钱学森弹道”,但还有更为特殊的地方,那就是“乘波体”。

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大家都是知道战斗机超音速飞行的瞬间会产生“音爆”,这个过程发生的时候,空气会瞬间发生突变,压力、温度与密度的升高,产生一种波就叫激波。

战斗机“音爆”产生的瞬间,从侧面看像个“三角”,就是激波,激波因为角度不同会产生正激波和斜激波,飞机机头产生的就是正激波,“三角”的边叫做斜激波。

乘波体是由于气体从激波产生和运动时空气压缩,使得激波后的压强更大。但是修改气动外形的情况下,可以使上方的激波变小,下方的激波不变,便为飞行器提供了升力,理解为下方的三角角度不变,上方的边贴着飞机背面,形成一个直角,因为有压力差,提高了飞行器的升阻比,因为是乘坐自己制造的激波就叫“乘波体”。

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这样的设计可以使东风17燃料充沛的情况下,可随意“跳跃”。加上自主控制系统,可以随时控制辅助动力变轨,自主随时变换弹道,雷达跟踪极为困难,同时又具备超强的末端快速突防能力,速度最快可达20马赫以上,目前全世界现役的拦截导弹最快都不超过10马赫。

作为一款反进入区域拒止的利器,东风17生产的目的也是把亚太地区牢牢锁死,美国在韩国“部署”萨德的目的就是希望在导弹的开始阶段就将导弹拦截,但是我国的国防力量经过几十年的深耕,早已不是当初的中国了。

目前我国已经具备全地域、同时期、三体一位的核打击以及常规打击能力,简单理解可以在我国中部、西部、沿海、深海各地区以及各种平台,发射各类不同的导弹,可以同一时间覆盖全球任何一个地域。

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我国的综合国力的进步军备不断升级,可以说是让日韩和美军在第二岛链和第三岛链的部署成了一个笑话,目前美军早就将所有的B2轰炸机从关岛撤出,就是害怕战事一起,所有岛链驻扎的军事基地遭到覆盖式打击。

近几年我们也能清晰地感受到变化,以前美军飞机敢轻易抵近我国沿海进行调查,2001年的4月1日的撞击事件至今仍然历历在目,但是20年后美国还敢这么做吗?

东风17这一款武器这么优秀必然会遭到各国的模仿,所以欧美俄也一定有了类似的研究,如果欧美开发出来,我们该如何拦截?

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当前有两款武器虽然已经面世开始测试,甚至有的已经开始服役,整体上看还不够成熟,一款是激光武器,一款是电磁炮,但即使如此,这两款武器的研发工作我们依然处在世界领先地位,期待它们有成熟的装备尽快落地。

我们在地球上已经是一个大国更是一个强国,建国后我们的军队战无不胜,我们虽然经历过一些落寞,但是重新复兴起来,四十年没有过战争,这是我们强大的军事不断进步对宵小之辈的威慑与日俱增,就是让欧美感受到我们的不战而屈人之兵之势,不得不把所有的问题放在谈判桌上。

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最后也要提到一个问题,其实钱学森老前辈最初提出“钱学森弹道”时,是希望研发出一种运输飞机,可以轻松实现快速到达全球任何一个地方,但是对于当时的科研环境,全球谁都无法制造和研发,甚至如今都不一定能做到。

假设哪个国家能开发出这样一款飞机,可以实现超高音速飞行,那么一个小时可以到达任何地方,这对于商业和军事都有有着非常的诱惑力。

但现实问题是,大多数普通人类的身体无法承受这么大的压强,飞机要实现在大气层外来回穿梭对于材料的抗温和抗压能力极高,发动机的功率以及航电系统和卫星定位的升级,这要到达“民航标准”还遥遥无期,期待那一天早日到来。

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页面更新:2024-04-01

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