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嫦娥回家——谈谈航天器的返回

发布时间:2014-02-08  原作者:晨枫   点击数:

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  1933年,德国火箭科学家尤金·桑格尔提出火箭助推-大气层边缘跳跃飞行的概念。也就是说,火箭将载荷推出大气层之后,然后用类似嫦娥四号返回段弹跳轨迹的方式延长射程。桑格尔计算出,从德国发射导弹的话,需要三次跳跃就可达到美国东海岸。桑格尔弹道的特点是利用近地空间几乎真空的低阻力延长射程,但问题在于反弹的升力机制并不明确,弹道控制问题更是空白,即使最后实现,导弹也将豪无精度可言。

尤金·桑格尔

尤金·桑格尔

桑格尔的“银鸟”火箭动力高超音速轰炸机

桑格尔的“银鸟”火箭动力高超音速轰炸机

  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。与桑格尔弹道不同的是,钱学森弹道进入大气层后,完全依靠大气层内的气动滑翔维持进一步飞行,实现更大的射程。这样的好处是保持了常规气动飞行器的气动控制和命中精度。在精确制导时代,这样的复合弹道更可以以弹道导弹为运载工具,把常规的反舰导弹运送到目标区,将其释放,然后转入常规的导弹攻击。弹道导弹的高速可以大大缩小目标的逃逸窗口,常规导弹则保证机动追击和精确命中。这种攻击方式对于航空母舰、两栖攻击舰、补给舰、舰队油船等行动相对笨拙的大型舰船特别有效,甚至在理论上还可以空空导弹为有效载荷,用于攻击预警机、加油机、运输机、电子战飞机等大型高亚音速飞机。相比之下,常规的超远程飞航式导弹的飞行时间太长,有很大的逃逸窗口或者拦截窗口,战术价值不高。钱学森弹道的难点在于再入初期,这一段高超音速、高热负荷的飞行大大超过常规导弹的工作范围,弹道导弹不可能在再入前释放常规导弹,在再入后也必须充分减速才能释放常规导弹,大大降低了钱学森弹道的优越性。

钱学森

钱学森

桑格尔弹道用大气层外无空气阻力的弹道飞行最大限度地增加射程,钱学森弹道用大气层内的机动滑翔在增加射程的时候保证精度

桑格尔弹道用大气层外无空气阻力的弹道飞行最大限度地增加射程,钱学森弹道用大气层内的机动滑翔在增加射程的时候保证精度

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