高超音速彈頭的“水漂”運動本質上是靠它的高升力氣動外形+可動舵面來實現的。水漂運動其實就是桑格爾1930年代提出的“桑格爾彈道,即飛行器可以多次進出大氣層,看起來好像打水漂一樣。而錢學森彈道則是助推-滑翔彈道,在進入大氣層後不會再次飛出大氣層,而是在大氣層內維持較長距離的滑翔飛行。
水漂運動指的其實是桑格爾彈道,而非錢學森彈道
這兩種彈道不論哪一種,都需要兩個必備的因素:1、飛行器要獲得足夠的升力;2、有可動的氣動舵面進行控制。
飛行器要獲得足夠升力這個很好理解,因為要能往上飛,或者滑翔,都必須克服重力才行。我們見到的常規的彈道導彈用的都是錐形彈頭,這種彈頭幾乎沒辦法產生升力,所以打出來就是一道完美的拋物線(所以叫彈道導彈嘛)。高超音速武器要想實現水漂運動,必須採用可以產生較大升力的外形,最合適的當然就是乘波體外形,這個也是最近這幾十年高超音速武器最熱門的研究方向。這種彈頭可以利用緊貼在彈頭下表面的激波(shock wave)對空氣進行劇烈壓縮,從而產生額外的升力,由於看起來彈頭是踩在激波上向前運動,故得名乘波體。中國大閱兵亮相的DF-17就是典型的乘波體彈頭。而傳統圓錐型彈頭是導波體,且是對稱外形,所以激波對升力沒有貢獻。
圓錐彈頭和乘波體彈頭形狀
大閱兵亮相的DF-17就是典型的乘波體彈頭
進入大氣層後,乘波體開始產生升力,而升力作用的氣動中心則應該在重心之前,否則會導致彈頭以更加垂直的角度向下運動。在大氣層中飛行時也少不了可動彈翼參與控制來改變飛行器的姿態,只有這樣才能保證打擊精度。所以彈頭的確是有軟體參與控制可動彈翼的,只不過不大可能接收來自外部的指令。
高超音速彈頭的“水漂”運動本質上是靠它的高升力氣動外形+可動舵面來實現的。水漂運動其實就是桑格爾1930年代提出的“桑格爾彈道,即飛行器可以多次進出大氣層,看起來好像打水漂一樣。而錢學森彈道則是助推-滑翔彈道,在進入大氣層後不會再次飛出大氣層,而是在大氣層內維持較長距離的滑翔飛行。
水漂運動指的其實是桑格爾彈道,而非錢學森彈道
這兩種彈道不論哪一種,都需要兩個必備的因素:1、飛行器要獲得足夠的升力;2、有可動的氣動舵面進行控制。
飛行器要獲得足夠升力這個很好理解,因為要能往上飛,或者滑翔,都必須克服重力才行。我們見到的常規的彈道導彈用的都是錐形彈頭,這種彈頭幾乎沒辦法產生升力,所以打出來就是一道完美的拋物線(所以叫彈道導彈嘛)。高超音速武器要想實現水漂運動,必須採用可以產生較大升力的外形,最合適的當然就是乘波體外形,這個也是最近這幾十年高超音速武器最熱門的研究方向。這種彈頭可以利用緊貼在彈頭下表面的激波(shock wave)對空氣進行劇烈壓縮,從而產生額外的升力,由於看起來彈頭是踩在激波上向前運動,故得名乘波體。中國大閱兵亮相的DF-17就是典型的乘波體彈頭。而傳統圓錐型彈頭是導波體,且是對稱外形,所以激波對升力沒有貢獻。
圓錐彈頭和乘波體彈頭形狀
大閱兵亮相的DF-17就是典型的乘波體彈頭
進入大氣層後,乘波體開始產生升力,而升力作用的氣動中心則應該在重心之前,否則會導致彈頭以更加垂直的角度向下運動。在大氣層中飛行時也少不了可動彈翼參與控制來改變飛行器的姿態,只有這樣才能保證打擊精度。所以彈頭的確是有軟體參與控制可動彈翼的,只不過不大可能接收來自外部的指令。