03.02 為什麼導彈沒有翅膀卻可以長時間飛行不會掉下來?

成朝利


導彈分為兩種,這就是彈道導彈和飛航式導彈,早在第二次世界大戰期間德國就已經發明瞭導彈武器,其中最著名的就是V1和V2。V-1導彈是所有飛航式導彈的鼻祖,而V-2則是所有彈道導彈鼻祖。飛航式導彈是一款在大氣層內飛行的導彈,這款導彈的飛行軌跡與彈道導彈有很大的區別,彈道導彈是採用拋物線的飛行模式,其中有一段飛行還會進入外層空間,當再入大氣層之後是沒有動力的飛行。

目前包括空空導彈等導彈是安裝有彈翼的,這些彈翼可以產生升力,並且可以控制導彈的方向。也有一部分導彈是使用矢量發動機來控制導彈飛行的方向,但是都是需要彈翼產生升力的,這樣可以後的更換的射程。飛航式導彈的飛行與飛機其實也是類似的,有的導彈是具備摺疊的彈翼的,通常會出現在某些遠程攻擊的巡航導彈上。

作為彈道導彈來說大部分只是在導彈的尾部安裝有彈翼,這是保證在大氣層內飛行的方向的控制的,而再入段就很少有氣動舵面的存在了。彈道導彈的起始階段的飛行主要依靠火箭發動機來實現,進入大氣層外彈翼就沒有作用了。

當然如果僅僅依靠發動機的推力也是能夠保證導彈在空中飛行的,但是在大氣層內飛行的導彈基本上都是有彈翼的,這是一個牽涉到費效比的問題了。另外導彈能夠穩定飛行除了和發動機以及產生升力的部件有關之外還有其控制設備的作用,其中陀螺儀是非常關鍵的,有了這個設備就可以控制導彈的穩定了。


航空視界


關於“掉下來”這麼高大上的問題,儘管牛頓的棺材板已經壓上了——這是作用力與反作用力的原因。因為火箭的推力大於重力,當然不要翅膀也能飛咯,人家不靠翅膀飛的~



所謂飛機算推重比,火箭算比衝。這是什麼意思呢?推重比就是推力值除以重量的餘,等於1就是推力和重量相等,大於1表示推力比重量大,這樣才能垂直起飛。



例如垂直起降的“鷂式”戰機,它的推重比大於1,所以可以直接把自己噴起來。但如果它滿彈滿油,質量上去,推重比就會小於1,那麼只能通過滑跑起飛了。



實際上現在的飛機就沒多少推重比大於等於1的,那些大客機也就0.2、0.3這樣,你讓它們坐地上躥都躥不起來。

簡單說就是——飛機發動機其實沒法把飛機推上天。



所以飛機依靠了另一種方法,它通過向前的加速度,讓氣流在相對運動中產生壓力,這股壓力在飛機的機身上下特別是機翼上下形成不同的氣壓差,因為流速不一樣,再加上導流的方向舵面通過阻力控制壓力和氣流方向,飛機就可以被氣壓差造成的升力託舉上去。



這也就是為什麼飛機推力不夠,卻能依靠那一點點動力升空的原因。



我們可以用更簡單粗暴的一句話對待——只要推力大,板磚也能飛。

火箭靠的就是巨大的推力起飛的,只要推力大於質量,火箭就能騰空,火箭能加速到一定程度,飛出宇宙都可以。



導彈這種東西,它本質就是運載火箭,只是搭載物變成了高能戰鬥部。導彈的推重比普遍大於1,甚至6、7、8、9、10,只有一些巡航導彈推重比在0.2-0.3上,不過它們使用的本就只是個半程火箭發動機,巡航靠的渦輪機和小機翼飛行,本質上與飛機沒什麼區別。



所謂“導彈小翼”,這些東西主要是為了維持導彈的姿態穩定以及機動變向,與飛機的升力結構沒有半毛錢關係,導彈也不靠這個東西產生升力。



說的容易理解一點——它們就是平衡舵和轉向舵,與飛機的翅膀兩碼事,不提供升力,反而與飛機的襟翼功能更相似。



那麼你現在明白了嗎?


王司徒軍武百科


科普一個空氣動力學領域的升力公式:

升力=升力係數*1/2*空氣密度*速度²*參考面積。

對於所有的飛行器,以及在大氣層內飛行的航空器(飛出大氣層的航天器除外),都要遵循這個公式。

在這個公式中,對於常見的飛機而言,升力係數比價大一點,如果是平飛狀態的話,一般在0.5-0.8之間,參考面積就是其機翼面積,飛行速度多數在亞音速,少數戰鬥機可以飛到2.5馬赫。

對於導彈而言,尤其是空空導彈,由於飛行速度比較快,4倍音速左右,這樣在升力公式中就會對升力產生平方的增量關係,因此,參考面積就可以設計的很小,所以,這就形成了題目中所說的現象,有些導彈沒有翅膀,可能就是一個光溜溜的箭頭體。

這些導彈速度快,一樣就可以產生足夠的升力,不會掉下去。

更進一步說,這些導彈的姿態控制,就不是依靠氣動舵面(彈翼),而是依靠發動機推力以及燃氣矢量舵來改變航向的。


OK,關於問題就回答到這裡吧。😊

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老鷹航空


對於飛行器,網上一直有一句話,叫做「只要推力足,板磚能上天」,這句話也可以拿到導彈上來。

導彈穩定飛行,需要保持兩方面的平衡:一是整體受力平衡,二是力矩平衡。

整體的平衡,就是阻力要與推力平衡,重力也要被平衡掉。題主的問題可能是,重力是怎樣被平衡掉的呢?其實,現在導彈的噴口很多都是「矢量」噴口,就是說,噴口的方向是可以改變的。這樣,噴口只要稍稍朝下一點點,就可以抵消掉重力。

接下來,就是力矩平衡。導彈的力矩如果不平衡,導彈就會在空中轉圈,無法按照既定路線打擊目標。如果以質心為參考點,那麼重力的力矩就是零。而剩下來的,就主要是噴口的力矩與空氣阻力產生的力矩。首先,按照前的推理,噴口要向下一點點,那麼力矩的矢量看起來就是順時針的(假設這個視角里,導彈向右飛行),那麼,空氣阻力相對來說,就要提供逆時針的力矩方向。這其實是完全可以做到的。比如說,如果阻力的等效作用點在質心的左邊,那麼導彈只要頭略朝下即可;若阻力的等效作用點在質心的右邊,那麼導彈只要頭略朝上即可。這些控制的操作,都會通過導彈的中央控制系統執行。

那麼,還有一個問題:導彈為何要拋棄翅膀,而用如此複雜的控制系統來維持平衡呢?首先,翅膀會增加阻力,影響速度;其次,會影響機動性。比如若需要一個快速的轉彎,翅膀勢必會產生阻力矩,增大轉彎半徑。另外,增加機翼,就必然意味著破壞了原先的對稱性,使得導彈只能通過特定的角度去轉彎,這也大大影響了其機動性,使得其容易被反導、防空系統攔截。


章彥博


各位看官,動力就是王道!給鋁罐捆上發動機也能飛行(火箭),給沉重的金屬疙瘩綁上發動機照樣飛行(飛機),給金屬管桶裝上發動機還是妥妥飛行(導彈),甚至給石頭捆綁發動機也能飛行 …… 有翅膀的依靠動力產生速度帶來翅膀上的升力實現飛行,沒翅膀的簡單粗暴依靠強力發動機的推力直接升空,又沒翅膀又沒發動機的也能依靠想象力在夢裡起飛 …… 實際上Su-35和F-22等新型戰機已經通過高性能強力發動機和高效電傳操控系統實現了超機動飛行,超機動能力的最大貢獻者已經不是能夠產生升力的翅膀,而是高性能強力發動機和高效電傳操控系統(具體細節請自行度娘腦補飛行原理)!事實證明最根本最重要的飛行能力貢獻者就是動力,動力,動力!/<font>


一條波浪大河寬


導彈有無彈翼取決於導彈的類型,在大氣層在飛行的彈道導彈不需要彈翼,因為它是高彈道式,作拋物線運動。大氣層內的導彈需要彈翼。但根據類型彈翼的作用不同。


在大氣層內飛行的中短程彈道導彈都有彈翼,但彈翼主要是控制飛行,並不需要提供升力,因為彈道導彈彈道是固定的,通常只有尾翼。如果彈道導彈有前翼,而且是兩級(彈頭分離),有具有末端機動能力的可能性(並非絕對)。

飛航式導彈,通常沒有固定彈道,因此都有彈翼,彈翼的大小是經過嚴格測試而設計的,這種導彈的彈翼礎了控制機動,還要為導彈提供升力。如各種空空,巡航導彈,防空導彈等,而且有的還要裝備矢量噴口和燃氣舵,提高機動性。

最新型的空空導彈有的取消彈翼,好處是提高速度,便於佈置,隱身,但這種導彈通常都是採取高彈道,遠射程,矢量推動,甚至有燃氣舵,但機動性差,通常是攻擊加油機,預警機等滿機動目標。近程“狗鬥”用的還做不到無彈翼。


兔哥42928


瞭解一下第一宇宙速度

第一宇宙速度說的是,物體只要達到第一宇宙速度就能不會掉下來。



李曉偉


導彈有兩種,一種是巡航導彈,巡航導彈是帶有翅膀的。一種是目標導彈,這種是不需要翅膀的。他走的是拋物線路徑。

無論是巡航導彈還是目標導彈都缺離不了兩個關鍵點,一個是動力,一個是變軌發動機。

你說的應該是目標導彈他的飛行原理是拋物線原理。如果裝有變軌發動機的話,它也可以改變飛行路線。他能飛行是因為動力比較大。它也能對付移動目標,但這個移動目標的速度一定不能超過它本身的速度,而且還要小很多,不算它就沒有足夠的時間去改變軌道。它對付移動目標是通過幾何算法計算得出他們的交匯點的!而且是一邊飛行一邊不斷的接收移動目標的速度方向及自己所在的位置,不斷去計算出最終交匯點,好擊中目標。

而對不移動目標,最老式的就是拋物線算法。但是現在有變軌發動機,也可以稍微改變固定的拋物線飛行路線,但這種路線是在拋物線下落的時候改變的!

而攔截導彈最有利的階段是在導彈起飛還沒有達到拋物線最高點的時候,這個時候他的飛行路線非常穩定。這就是為什麼美國一定要在韓國部署薩德的原因,還有就是導彈飛到拋物線頂點的時候也是容易攔截的,但下落的過程比較難,這叫末端攔截,這個過程的攔截要比前面兩段得攔截成本都高。必須使用高速攔截導彈,速度要比飛來的導彈快好幾倍,目的就是為了防止他改變路徑而落空。而且末端攔截的話往往要一起發射幾枚攔截彈,是進行全方位無死點攔截才行。但這個末端攔截成功的前提是,你必須知道飛來導彈的最終目標才行,不知道的話,這個“全方位”就是錯誤的方位,所以有時候打不準也是一種威脅。


一號風手


導彈的升力主要來源於其翼和舵面,以及彈體本身產生的升力,只要有一定攻角,甚至很多時候是導彈升力的最大來源。所謂攻角就是導彈彈體縱軸與其本身速度方向的夾角,導彈彈體大部分時候並不直接指向它的飛行速度方向,攻角和側滑角就是兩者之間的夾角,分別對應速度座標系下的縱向和側向,而這個夾角就讓導彈在飛行中有一種,被一股斜向上的風吹著肚子的感覺,從而產生了升力。

導彈分好多種,總體來說。一種是靠動力來維持飛行,一種是靠彈體或者彈翼來維持飛行。靠動力維持飛行的主要是彈道導彈,高超音速的導彈,反導導彈,防空等。他們中部分是有彈翼的,但是主要作用是為了調整飛行狀態和飛行方向,而並不是為了增加升力。第二種就是依靠彈體或者彈翼來提供升力,維持飛行的。比如空空導彈,比如巡航導彈。這兩種又有不一樣,空空導彈是火箭發動機,別看它能飛十幾公里乃至上百公里,發動機也就工作幾秒。射完了就沒了,後面就靠慣性和彈體彈翼升力繼續飛行,彈翼調整方向。巡航導彈則不同,全程工作,飛行速度慢,都是低於音速,大部分超低空飛行。依靠彈體和彈翼提供飛行升力。然後發動機很節約燃料,所以只要巡航導彈,不能飛個1500公里都不好意思出門。整體來說導彈分很多種,其中以導彈導彈為代表的不依靠彈體和彈翼提供升力,主要靠火箭發動機那幾十秒。第二種以巡航導彈為代表的,靠較大的彈翼和彈體來提供飛行升力。

光彈身的導彈相比有大展弦比彈翼的導彈升阻比會小一些,但各個方向的舵效率會高,同時氣動數據的非線性會較強,控制系統設計會難一些,但機動性要求高的導彈會有采取這種方案的,比如:英國新的空空彈,再比如很多防空導彈,紅9,愛國者3,就是這樣的。


凡城趣事


就好比子彈從槍膛射出去的瞬間,出了槍膛為什麼不會掉在地上,而是“基本”直線的向前飛行呢?導彈在尾部的發動機不斷給予導彈向前推的能量,從而導彈獲得飛行速度。你設想,假如一把手槍在某時射出了一發子彈,在子彈即將出膛的那一刻又有一把手槍再次將這顆子彈射出去一次,如此下去,可以想象到子彈會一直飛而不會掉在地上。何況,導彈還是時時刻刻都在尾部噴火獲得向前的能量。其次,導彈也並不全是沒有尾翼,你仔細看會發現導彈在尾部都會有非常小的“翅膀”,個人認為,導彈的速度很大,從機動性上來考慮,它不需要那麼大的翼面,因為速度很快,如果翼面過大,在改變方向的時候它會有非常大的過載,即便上面沒有人,彈體也承受不了。那麼小的尾翼,過載都會有十幾G。


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