钱学森—桑格尔弹道

1933年,德国火箭科学家尤金·桑格尔提出了#火箭助推-大气层边缘跳跃飞行#的概念,充分利用近地空间的真空环境,延长导弹射程。根据桑格尔的理论计算,只需三次跳跃就能让V-2到达美国东海岸。但该设想最大的问题在于,V-2飞弹实在太简陋,既缺乏控制系统,又说不清该如何实现跳跃,原理和技术手段都不明,此外更也完全无法控制精度,所以也就止步于纸上幻想了。

1948年,钱学森在美国火箭年会上提出#火箭助推-再入大气层滑翔机动飞行#的概念,这就是钱学森弹道。与桑格尔弹道的最大差异在于,再入大气层后的是滑翔机,这就可以依靠在大气层内的气动滑翔,同样实现更大的射程,还同时拥有常规气动飞行器的气动控制和命中精度。

1951年,美国NACA(NASA的前身)物理学家亨利艾伦在研究中发现,高速的航天器前端对空气产生强烈压缩,在前方大气中形成一个伞状的激波锥,激波前沿的空气密度急剧升高,实际上像一堵坚硬但移动的墙一样,航天器则在墙后的尾流中前行。

这个发现非常关键,它解决了桑格尔最初设想中的飞行器如何跳跃的问题,只要充分利用激波,就能让再入大气层的航天器实现跳跃,而经过多次跳跃释放能量之后,航天器就可以安全地滑翔返回地球,这种返回被称为滑跃式返回,我国的嫦娥五号就成功实现了滑跃式返回。

这一技术用在弹道导弹上,在加上其它技术的辅助,最终就有了如DF-17这样的携带了高超音速弹头的可变轨滑跃式导弹,据称弹头末段时速可达20倍音速,总平均速度大约为6倍音速。由于采用了滑翔式,打击精度可控制在数米之内。

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