03.04 彈道導彈20馬赫,巡航導彈5馬赫,二者速度為何相差如此懸殊?

Single___


天下武功唯快不破,設計師當然希望導彈的飛行速度越快越好。但是,追求高速度的同時,產生兩個主要制約因素,一是速度越大空氣阻力越大;二是彈體與空氣摩擦會產生熱量,當速度大於2.5馬赫,熱量就開始堆積,需要對彈體進行隔熱設計。

長劍-20空射亞音速巡航導彈

我們把飛行速度小於音速的導彈成為亞音速導彈,超過1倍音速的稱為超音速導彈,超過5馬赫的稱為高超音速導彈。戰斧、口徑與長劍等屬於典型的亞音速巡航導彈,使用的是渦扇發動機作為巡航動力,巡航速度低於音速。這類導彈的速度不高,阻力較小,高效率的小型渦扇能給巡航導彈帶來1500公里以上的射程。

鷹擊12超音速反艦導彈

超音速巡航導彈一般用來攻擊高價值且有較強防空能力的海上軍艦,也就是超音速反艦導彈。如鷹擊12反艦導彈,1.5馬赫10至15米高度貼海面巡航,末端加速到3馬赫進行攻擊。同樣道理,速度越高,阻力越大,提高速度的同時限制了射程。機載型號鷹擊12反艦導彈的最遠射程也就約400公里,比亞音速巡航導彈小得多。

鋯石高超音速巡航導彈

俄羅斯的鋯石高超音速巡航導彈的巡航速度達到5至6馬赫,末端攻擊速度達到8馬赫,同時空射型射程居然達到1000公里,幾乎實現了速度與射程的雙豐收。鋯石導彈的飛行彈道比較高,約在50至70公里的高空進行有動力飛行,空氣稀薄阻力小,高超音速飛行產生的激波還能提供升力,射程大幅度增加。它飛行軌跡猶如“打水漂”,這類武器稱為“飛行棋”或者“乘波體”。2018年鋯石導彈已經量產,成為世界上第一款服役的高超音速巡航導彈,攔截難度相當大,該領域俄羅斯領先美國15年。

東風-26彈道導彈的雙錐體彈頭

彈道導彈的飛行軌跡與上述三類導彈又完全不一樣。導彈發射階段,速度由0逐步提高到至少第一宇宙速度7.9公里/秒(約23.2馬赫),越過空天分界線,也就是“卡門線”,距離地面約100公里,進入太空。彈頭在太空以23馬赫以上的速度飛行,進入目標上空後再入大氣層。20馬赫以上的初速再入大氣層,100公里的距離只需要十幾秒的時間,導彈不像飛船的返回艙需要減速,彈頭採用椎體結構減少空氣阻力保持速度,加上勢能轉化,末端攻擊速度往往能夠保持20馬赫以上。由於速度太高,彈道導彈進入末端攻擊模式,非常難以被攔截。


紅龍軍團長


導彈可分為巡航導彈和彈道導彈,二者是按照飛行方式來進行區分的,按照其空中飛行軌跡,導彈被分為巡航導彈與彈道導彈,巡航導彈在大氣層內飛行,彈體彈翼、尾翼及舵面齊整,而彈道導彈則主要於大氣層外飛行且無彈翼。

【巡航導彈】:

巡航導彈做一般是無人機式飛行導彈,它是一種可自動導航,利用噴氣發動機推進進行核戰略攻擊的一種武器,它具機動性好,空防能力強,毀滅性大等優勢。目前五常國都具備製造巡航導彈的能力,但事實上擁有戰略巡航導彈的國家也只有美國和俄羅斯。美國的‘戰斧’最高時速880公里(大約0.7馬赫),射程2500公里,美曾在多次局部戰爭中使用,尤其是海灣戰爭令其名聲大噪,而俄羅斯的KH-55空地導彈據悉可對3000公里外目標實施精準打擊。

巡航導彈一把不需要太快的飛行速度,希望以貼地或掠海飛行在儘可能遠的距離上擊中目標。巡航導彈是以巡航狀態在稠密大氣層內飛行的導彈,巡航導彈在攜帶核彈頭時還可以由飛機或是潛艇發射。以戰斧、俱樂部和東風10為代表的對陸攻擊巡航導彈和阿斯洛克、魚8等反潛導彈一般是亞音速。但是巡航導彈家族中也有超音速的,使用衝壓式發動機或者固體火箭發動機,比如蘇聯的“石榴石”(北約代號SS-N-21)戰略巡航導彈是超音速。速度較快的巡航導彈是反艦導彈,以P-700/P-800、鷹擊12為代表的重型超音速反艦導彈能達到飛行全程2~3馬赫的速度。

巡航導彈中速度最高的是蘇聯的AS-16空地導彈以及它改裝的反艦導彈,速度高達5馬赫!AS-16“反衝/回扣”(Kickback),前蘇聯/俄羅斯的系統代號為РКВ-15(RKV-15),海/空軍使用代號為Х-15(Kh-15)。採用無彈翼、尾部控制氣動外形佈局,流線型彈體提供飛行升力,尾部的1個垂直舵面和2個水平舵面提供飛行控制。戰鬥部既有核裝藥,TNT當量為350千噸級;也有常規裝藥,重250kg。制導系統採用慣性制導,無末制導。Х-15是前蘇聯/俄羅斯自行研製並裝備部隊使用的空射巡航導彈,屬於第四代戰略空地導彈之列,由位於杜布納的“虹”(Радуга)機械製造設計局於80年代初開始研製,最遲在1988年開始服役。該彈一直處於保密狀態,直到1988年美國國防部長參觀俄羅斯庫賓卡空軍基地時,才看到圖-160戰略轟炸機懸掛的這種導彈。據稱其設計思想與美國的AGM-69近距攻擊導彈(SRAM)相同,用於戰略核攻擊。

【彈道導彈】

彈道導彈大部分時間都是在大氣層外飛行,至接近目標時再進入大氣層利用慣性制導來對目標實施打擊。其發動機不能借助外界空氣來工作,因此一般多采用固體或者是液體發動機來獲取更大推力。彈道導彈最顯著的特別是飛行距離遠,飛行速度快,據悉目前洲際導彈的最大射程已飆至14000至16000公里,可對全球任意目標發動襲擊,且其基本都裝備核彈頭,是為核戰而準備的。彈道導彈由於在大氣層外飛行,受到的空氣阻力較小,再加上使用推力更大的固態燃料發動機,一般飛行速度要遠快於巡航導彈。比如咱們國家的DF-41型導彈應該是目前飛行速度最快的導彈,在再次進入大氣層時應該超過環繞速度,可以達到25倍音速,也就是時速3.06萬公里(大約24馬赫)。最快的彈道導彈飛行速度記錄是美國的 “和平保衛者”彈道導彈,彈頭末端再入速度大於25馬赫! “和平保衛者”大型洲際導彈是美國第四代戰略彈道導彈,也是曾經美國最先進的戰略導彈之一,1986年開始服役。到1993年,在美國沃倫空軍基地經改裝的“民兵3”地下井內共部署了50枚。導彈由彈頭和彈體組成。彈頭包括子彈釋放艙、10枚MK21核彈頭和整流罩,彈體分四級,前三級為固體火箭發動機,第四級為液體火箭發動機。導彈採用慣性制導方式。根據1993年簽署的”美俄關於進一步削減和限制進攻性戰略武器的協議”,2003年前50枚導彈全部拆除。

彈道導彈在被髮射後會經過三個階段,首先是發動機利用燃料的燃燒提供動力,在3-5分鐘內將導彈推進到離地面150-400公里的高度上。第二階段佔據最大部分的飛行時間,大約有25分鐘的時間內,離開大氣層後,在橢圓軌道上進行亞軌道飛行,這個軌道的遠地點約1200公里,半長軸為1-0.5倍地球半徑長度。第二階段時,會將攜帶的分彈頭釋放,或者將電子對抗的設備放出,之後進入第三階段。再入軌道即為重返大氣層,這個階段從地面上空100公里左右開始,2分鐘左右後會命中預定的目標,並且達到最高的速度,前面提到的最高速度就在這時候出現,這也是攔截系統最後的機會。

世界洲際導彈中,民兵,白楊,東風號稱世界三大殺手。這三大殺手,由於中段20倍甚至更高音速飛行,加上對抗攔截系統,使得洲際導彈中段攔截幾乎成為不可能。


光磊軍工


彈道導彈20馬赫,那也是洲際彈道導彈才能達到的速度,一般的近程和中程彈道導彈,也就幾馬赫到十幾馬赫的速度。而巡航導彈一般都是亞音速的,除了幾款反艦導彈,是超音速也就,1-3馬赫,目前還沒有5馬赫的巡航導彈。能達到5馬赫的對陸攻擊巡航導彈,都屬於,高超音速打擊武器。目前是各大國爭相研究的目標,目前還沒有實物。而有能力研製5馬赫以上速度,高超音速打擊武器的目前只有中美俄三國而已。





遨遊天際walker


其實還是需要先說一下彈道導彈和巡航導彈兩者的最大區別,就是飛行的空間位置不同,彈道導彈升空後,要像運載火箭那樣,先進入大氣層,這本身就需要極高的飛行速度。然後再在太空當中飛行一段時間後,再重新返回大氣層,進入地球上空攻擊目標!所以需要大推力的火箭發動機讓彈道導彈擁有那麼高的速度。

另外彈道導彈追求速度的最重要的原因也是為了防止被對方的反導系統攔截!所謂天下武功唯快不破,所以只要速度足夠快,對方的反導系統就沒有攔截的機會!目前俄羅斯在這方面就做的非常好,最新的“薩爾馬特”洲際彈道導彈就能夠讓攜帶的核彈頭加速到超過20倍馬赫的速度,俄羅斯對外宣稱目前世界上沒有任何的反導系統能夠攔截“薩爾馬特”洲際彈道導彈,這裡面當然特指的就是美國的反導系統!

而巡航導彈一直都是在大氣層以下飛行的,飛行的高度不高,高度是在幾十米到幾百米不等的樣子,巡航導彈採用的發動機,一般都是和普通的噴氣式飛機一樣,採用的也是噴氣發動機,也需要進氣口。所以大多數的巡航導彈的速度都是亞音速飛行,少數巡航導彈是超音速的,但是速度也是2到3馬赫。

另外巡航導彈的速度不高的原因也是因為需要較高的精度,速度高,精度就很難獲得。比如巡航導彈需要按照地形匹配來攻擊目標,如果飛行速度過高,十幾馬赫甚至更高的速度飛行,巡航導彈上面的機載設備根本就沒有反應的時間進行目標信息的獲取和瞄準。

還有就是巡航導彈有一點需要考慮,那就是雷達隱身,目前的巡航導彈也已經出現了雷達隱身設計,不過目前在超幾倍音速的速度下飛行,巡航導彈很難做到隱身,但是亞音速就是非常適合隱身設計的,這樣飛行產生的高溫也不會破壞彈身隱身吸波材料的隱身性能,同時外形也可以做到隱身外形,不用過分考慮氣動性。

您怎麼看呢?


資訊所長


不用那麼麻煩,就形象的舉個例子。

你覺得一塊石頭,砸十米外,你覺得是平著砸對面疼,還是朝天砸,正好落下來時砸到對方更疼呢(不考慮砸不砸的中的問題)

另外,巡航導彈目前沒有5馬赫的,5馬赫是戰術彈道導彈或者短程彈道導彈的末端速度,巡航導彈實際上就是一個無人駕駛的自殺式飛機,大多情況下是亞音速飛行。而彈道導彈則是利用地心引力,先通過火箭將彈體送入亞太空,在讓其依靠重力下落,在下落的過程中不斷加速。這就使得越是遠程的洲際彈道導彈越難在末端攔截,因為洲際導彈的彈道最高點極高,通俗來說就是DF-21是把石子送到了五樓去砸人,DF-41則是在十樓的高度去砸人。自然後者的末端速度更快


紅旗菸灰缸


彈道導彈和巡航導彈是目前人類兩種非常具有代表性的導彈,都是目前各大軍事強國大面積裝備的遠程攻擊利器。但首先要說明一點,彈道導彈沿著固定彈道飛行,一開始和運載火箭類似,速度雖然大,但是沒有20馬赫這麼誇張。只有在再入段飛行時,才有可能達到20馬赫的可怕速度。而巡航導彈則大多是亞音速飛行,少部分可以做短暫的超音速飛行。而且,即使是超音速飛行也在3馬赫以下,根本達不到題主所說的5馬赫。至於兩者的速度為何如此懸殊,可以從兩個方面進行剖析。



兩者飛行速度的差異主要是發動機類型不同和飛行軌跡不同造成的。

巡航導彈說白了就是一架由制導系統控制的全自動無人機,它在發射後的大部分時間,都是和飛機一樣的平飛。以美軍著名的戰斧巡航導彈為例,從軍艦導彈發射井發射出來時,使用的是火箭助推器,使導彈獲得一定高度和初速度。當速度和高度達到之後,火箭助推器會被拋掉,同時展開摺疊的機翼,改用小型渦輪風扇發動機驅動,像普通飛機一樣飛行。▼這就是戰斧巡航導彈,可以清晰地看到它彈體後半部分的進氣道,這就是為渦輪風扇發動機提供壓縮空氣用的。




渦輪風扇發動機是二戰後航空器普遍使用的一種航空發動機,這種發動機不僅省油,而且推力巨大,不少氣動外形優秀的戰鬥機使用渦輪風扇發動機可以飛出3馬赫的高速,但還達不到5馬赫的恐怖速度。平飛時,要飛出5馬赫的超高速,除了要大推力之外還要消除激波阻力和彈體耐高溫的問題。巡航導彈使用的小型渦輪風扇發動機的推力比不上戰鬥機使用的大型渦輪風扇發動機,而且大多采用的是普通外形設計,阻力較大,所以根本沒辦法飛這麼快。

要想飛到5馬赫以上,除了一臺牛哄哄的發動機以外,還需要乘波體外形設計,騎在激波上飛行阻力極小,同時速度非常可怕,可以實現高超音速飛行。▲這就是東風-17導彈的乘波體外形,外形扁平尖銳,一看就阻力小。而戰斧巡航導彈那圓潤的彈頭,一看就不是飛高速的料。

而且,從戰場需求上來說,巡航導彈的戰鬥力體現在射程遠,精度高,並不需要高速突防。高速意味著巨大的油耗,直接影響射程,影響戰鬥力。所以相比飛高速,巡航導彈不如採用亞音速飛行,提升射程和精度,採用隱身設計,降低被攔截概率。


彈道導彈和巡航導彈不同,彈道導彈其實是一枚裝備了彈頭的運載火箭,採用火箭發動機推進。彈道導彈發射過程是先用火箭發動機推進,在達到一定高度一定速度之後,扔掉火箭發動機,調整姿態之後,朝著目標沿著固定彈道飛行而去。當到達目標附近時,再次調整姿態,由上而下自由落體飛行。學過物理就知道,物體從上而下掉下來時,加速度是重力減去空氣阻力除以質量。所以理論上來說,彈道導彈只要飛得夠高,速度幾乎可以一直加。
射程越遠的彈道導彈彈道越高,洲際彈道導彈的彈道高度超出大氣層,所以在末端自由落體飛行時加速時間非常長,再使用耐熱材料和低阻力設計,飛出20馬赫不在話下。美國的和平衛士洲際彈道導彈曾經做過一次試射,當時導彈再入段飛行接近地面是,其彈頭的速度達到了可怕的26馬赫。這個速度已經超越了使用乘波體外形設計的高超音速武器,可以輕鬆突破世界上任何一個國家的導彈防禦系統和防空系統。


赤焰噠噠噠


彈道導彈側重貫性,尋航導彈倒重推進


分享到:


相關文章: