洲际弹道导弹下落时最高速度20马赫的概念是怎样的?

殇月丶鱼



典型的洲际弹道导弹的射程为8000-10000公里,速度约为7公里/秒,也就是20马赫多了。洲际导弹的再入飞行器最快飞行速度能超过20马赫,一般的国家难以防范和拦截。以美国现役“民兵3”导弹为例,其最高飞行速度可达23马赫,从美国本土东部基地发射,只需要30多分钟就能打到东北亚某半岛。


现在美俄已经能够把洲际导弹精度控制在90米之内。“民兵-3”加装GPS修正系统后,号称打击精度已经达到10米级。所以,洲际弹道导弹具备精确打击能力,再加上强大的突防能力,对任何国家的导弹防御系统都是挑战。


洲际导弹在给定的射程内,再入角度接近22°而不是45°时可实现最小推动能量,因为与地球半径相比,该射程并不小。当然,当弹道导弹上升时,大气层会对弹道导弹产生很大的阻力,因此实际设计无法在稠密的大气层中实现洲际速度,这是通过限制导弹的推力和加速度来实现的。这也限制了上升时的“动态压力”和蒙皮发热。但是太低的加速度意味着过多的“重力损失”,因为只有推力的垂直分量超过重力才真正导致导弹加速。

即便如此,一枚典型的大型液体燃料导弹的推力可能是其总重的1.3倍,因此最初只有0.3/1.3的推力在发射后加速导弹。 再入大气层飞行器的动能占整个洲际弹道导弹推进剂总能量的很大一部分,必须在再入时耗散掉。洲际弹道导弹弹头必须由再入飞行器保护,以抵御大气的热量和减速。典型的峰值减速度约为60g。然而,只有一小部分能量需要被再入大气层飞行器的材料吸收,其余的被再入的尾流带走。


尽管最初的洲际弹道导弹再入飞行器采用了烧蚀方法,但这种方法很快被一种更轻的保护材料所取代,这种系统使用的烧蚀材料会逐渐牺牲其受热的表层,并在再入大气层时以可控的方式受到烧蚀。 洲际导弹发射后,在剩余的20分钟左右的飞行中保持方向,通常会被助推发动机“加速”。或者,与速度的对准可能会延迟到再入开始时,此时再入大气层飞行器会旋转起来。

拥有多弹头突防或“突防辅助装置”的国家通常使用“公共汽车”方式,载有导弹的制导装置,其工作原理是将每个弹头(诱饵或突防辅助装置)依次加速到适当的速度,以便其能够落在特定的目标上。可能需要5到10分钟来分发弹头和适当的诱饵。 弹道导弹防御系统可以在发射前或助推阶段(在第一、第二或第三级发动机工作期间)拦截洲际弹道导弹,也可以在大气层上方或再入大气层时拦截弹头,直到达到爆炸高度。


洲际弹道导弹在其不同阶段存在不同的弱点和拦截机会:

助推前阶段拦截。可以在敌对状态下先发制人地摧毁敌方洲际导弹阵地。然而,一些洲际弹道导弹是机动的,如果它们不在攻击范围内并且没有被观察到,它们就不容易受到这种攻击。即使在发射洲际弹道导弹时知道机动发射车的位置,如果它在运动,它也不会被弹道导弹上的核弹头摧毁。

助推阶段拦截。在地球高轨道上保持着导弹预警卫星,利用每10秒旋转一次的6000元线性红外传感器,数字信号处理器能够以一千米的精度确定发射点。由于一个典型的洲际弹道导弹燃烧大约250秒,多种观测是可能的,并且通过这种方式可以获得相当好的弹道信息。 在助推的最初几秒钟,洲际弹道导弹很容易受到临近攻击。即使是近程的飞毛腿导弹也能被小型寻的拦截器摧毁,这些拦截器由无线电从距离发射场50公里的地方发射。



在助推阶段,普通洲际弹道导弹在发射场1000公里范围内的任何地方都容易受到陆基拦截器或海基拦截器的攻击。这种拦截器将根据指令在数字信号处理器数据的基础上发射,而不需要对洲际弹道导弹进行雷达探测。装有能够探测导弹火焰的传感器,它可以根据来自数字信号处理器的数据将其有限的视野指向命令的方向,并加速到预测的拦截点。这一预测需要通过从拦截器上观察洲际弹道导弹助推器的当前位置来不断完善。 但是拦截器必须从足够近的地方发射,并且具有足够高的性能,才能在导弹还在燃烧的时候到达。此外,拦截者不能简单地瞄准火焰,但在拦截的后期,需要看着火焰的“前方”,以便击中固体导弹。这可以通过盲算来实现,因为火焰的形状是已知的,或者通过拦截器导引头的适当设计来实际探测固体导弹。



假设洲际导弹火箭发动机燃烧时间为250秒,速度为7公里/秒(20马赫),而拦截器在100秒内获得7公里/秒——平均加速度为7g。因为拦截器必须在低层大气中垂直上升,它在燃烧时可能只向目标移动约250公里,然后在剩余的(250-100)秒内移动约1050公里。因此,在洲际弹道导弹的燃烧时间内,拦截弹可以从其发射场延伸1300公里。洲际弹道导弹在250秒内的平均速度为7/2 = 3.5公里/秒,距离其发射场不超过875公里。拦截器可以部署在洲际弹道导弹轨道以东或以西1100公里处,大约800-1000公里处。美国海军舰艇有足够的空间携带这些拦截器。这些巡洋舰和驱逐舰不需要导弹跟踪雷达。



军机处留级大学士


如果一枚导弹距离你6800米,导弹以20马赫速度向你飞来,那么导弹到达你面前的时间只需要一秒钟!这就是20马赫飞行速度的恐怖之处。俄罗斯自从部署了世界上第一款可达20马赫飞行速度的“先锋”高超声速导弹后,“匕首”超高声速弹道也要进入列装。可以说超高声速导弹研发热潮终于到来。

要了解导弹20马赫的速度,我们先要理解“马赫”这一飞行速度的概念。马赫就是速度和音速的比值。在空气中,一个标准大气压和15℃条件下,声音在空气中传播速度取整为340米/秒。1马赫就是飞行速度340米/秒,20马赫就是飞行速度是音速的20倍。当一枚导弹以20马赫速度飞行时,它的速度就是6800米/秒!24500公里/小时!




美国建立了至今最庞大的反导系统。从东亚到欧洲,一路围困俄罗斯,目的就是把导弹来袭的预警时间尽可能提前,在敌国发射导弹后可以马上知道导弹来袭,给拦截留下充足时间。所以反导系统要起到拦截效果,一定要一个反应时间来计算好导弹弹道、拦截概率、拦截效果等。反过来,突破反导系统,就不能给反导系统留那么多反应时间,那么就必须快!正所谓天下武功,唯快不破。



俄罗斯的“先锋”高超声速导弹从俄罗斯境内发射,飞到华盛顿的时间只要15分钟。一开始导弹当然不会就用20马赫速度飞行,而是利用洲际导弹做飞行助推载体,当飞到大气层后靠气动升力飞行,速度就达到20马赫了。而且还多次机动变轨,反导系统难以定位跟踪。这就是目前实战部署的高超声速导弹主要的打击方式。



美国的反导系统主要由国家导弹防御系统和战区导弹防御系统组成。主要是中远程到末端拦截。但是目前无论是爱国者导弹,还是海基标准-3导弹,飞行速度最多只是8马赫,面对在大气层飞行速度可以达到惊人的27马赫的“先锋”高超声速导弹,从速度的角度出发,是几乎不可能拦截的。同时,留给反导系统的时间也少得可怜,这等于说美国的反导系统成了摆设。



未来要拦截高超声速武器,雷达探测定位加导弹或者激光拦截,或许是最好组合形式。俄罗斯是第一个部署高超声速武器的国家,目前也即将部署新型的反高超声速武器雷达,Rezonans-N雷达。从现在趋势看,未来武器将会向隐形和高超声速两个方面发展。反隐形雷达使用的波段,最好就是米波。用米波(UHF)探测对隐身战机、隐身飞行器是目前最好的选择。而俄罗斯的Rezonans-N雷达,使用的还是甚高频(VHF),可以探测隐身战斗机和高超声速武器,能探测1200公里远的弹道目标。而美国发展的LTAMDS雷达,也是用来反高超声速,不过使用的还是非常传统的X波和S波。在甚高频和米波的研究上,可能是未来反高超声速武器雷达的新发展方向之一。同时,由于高超声速武器飞行速度之快,故而只能以快制快,也同样发展出高超声速拦截导弹。


可见,随着未来越来越多的高超声速武器部署,战场规则和战争理论也将发生重大变革。


静听竹林风


洲际弹道导弹是目前射程最远、威力最大的一类武器,当前也仅有联合国的5个常任理事过拥有完整的洲际弹道导弹技术,除此以外,印度、巴基斯坦、朝鲜及以色列等也具有一定的技术能力,不过与“五常”相比差距还比较大。洲际弹道导弹三个主要特点,一是射程远,二是威力大,第三就是速度快!俄罗斯“白杨”洲际弹道导弹发射

分导式多弹头再入大气层景象

按照国际上的一般划分方法,洲际弹道导弹的射程一般需要达到8000公里以上,部分型号的射程可达16000公里!洲际弹道导弹从发射到击中目标一般分为主动爬升段、无动力飞行段以及再入打击段三个阶段,其中经常说到的末端打击速度就是指在再入大气层后的突袭速度。对于洲际弹道导弹来说,最大飞行速度普遍在20马赫左右(即20倍音速),即6800米/秒(第一宇宙速度是7900米/秒),飞行10000公里只需要25分钟。由于弹道高度、核弹头载具、再入段路线等不同,不同型号的洲际导弹末端速度会有所不同,个别型号的飞行速度可达25马赫以上!

洲际导弹飞行轨迹不同型号洲际导弹参数对比(仅供参考)

曾有报道称美国的“民兵III”陆基洲际弹道导弹的飞行速度可达27马赫,不过个人认为可信度不高。一般情况下,洲际弹道的最大速度在无动力飞行段,当进入末端打击时,核弹头载具一般只会做姿态调整,将弹头抛入指定的弹道后,核弹头便在重力和大气层摩擦力的联合作用下飞向目标,这一过程中空气摩擦力要大于重力,因此核弹头的速度也会略有降低,核弹头击中目标时的速度一般会在15马赫左右,洲际导弹末端打击速度能达到20马赫已很难得。美国“三叉戟IID5”潜射洲际导弹发射及核弹头再入大气层景象


一枚射程10000公里的洲际弹道导弹,从发射到击中目标用时在25-30分钟,以当前的技术手段,在洲际导弹的爬升段和无动力飞行段还有一定的拦截可能性,美国的“萨德”系统就属于早期反导系统。但是一段到了再入大气层的打击阶段,也就意味着2-3分钟就要击中目标,基本上已经没有拦截的时机。“天下武功 唯快不破”,洲际弹道导弹就是靠着超高的速度保障了其“战略重器”的重要地位。洲际弹道导弹上的分导式多弹头


威呐解析


洲际导弹是以射程≥8000公里为界限设定的,在这个射程的弹道导弹速度一般都能达到20马赫左右,而射程越远速度就越快,我了解的信息时像东风5B这种射程达到14000公里的洲际导弹,最大速度能够达到25马赫,这个速度是什么一个概念呢?

其实对于导弹速度来说,首先需要指出的是,音速或者马赫这个单位是一个相对的概念,譬如:在地面的稠密大气层中,1马赫是每秒340米;而在高空稀薄空气,1马赫只有每秒290米,姑且我们就取一个平均,按照315米/秒计算,20马赫也就是6300米/秒,这个快得吓人吧,也就是没秒要跑6.3公里的距离!

另外核弹在下落过程中和我们看到的巨大的洲际导弹是两个概念,平时我们看到的网络上的洲际导弹都是非常巨大的,但是在核弹下坠的过程中其实就不是那么巨大了,相反还非常小!巨大的导弹主要是都是燃料和火箭发动机,比如东风41就是由4级火箭组成,这些在燃料耗尽后都会被一节一节的扔掉,最后只剩下核弹头往下坠落,这个核弹头有多大呢?

这大概就是15万吨的当量的核弹头,还不如一个成年人,如此小的核弹头以6.3千米/秒的速度砸下来,拦截是非常困难的。目前无论是美国还是俄罗斯,都认为导弹防御系统是无法拦截这些核弹的,美国组建了全球防御系统最近进行的60次拦截试验,仅仅成功拦截了6次,也就是仅仅10%,弹道导弹的格局目前就是一个攻强守弱得格局,而且严重的不平衡!即使是这样,美俄都还在尽力发展更具威慑力的机动变轨的高超音速武器,比如在核弹头加小翼,或者采用滑翔弹头,以前的反导系统都是基于抛物线弹道进行精确计算后,拦截导弹与核弹在空中来一场完美的相遇。可一旦机动变轨,弹道将无法计算,要想拦截20马赫以上的核弹头,就必须让拦截导弹速度达到来袭核弹1.5倍,以及保证更强的机动性,而这样的导弹显然目前根本不可能出现!

即使是传说中的激光武器,是否能够有效拦截核弹都得打个问号?核弹在下落过程中表面温度本身就能达到1600~2000℃,这个问题表明核弹抗高温能力非常强,激光武器能量再给核弹加点温能够烧穿核弹真不好说!第二即使激光武器的拦截距离达到100公里,可100公里距离对于核弹头来说也就18秒左右,如此短的时间完成拦截,想想都觉得可怕!

既然如此,美国为何还费力组建全球反导系统?有什么意义呢?

这个当然是有意义的,最大的意义就是威慑力——给敌人预期的任务成功概率和有效突防规模制造巨大的不确定性。这些拦截系统不一定就能完全拦截核弹,但也让攻击者无法确定自己的核弹是否会被拦截,就像防弹衣的防弹概率只有50%,但攻击者无法确定自己瞄准的致命部位子弹是否能杀伤目标。这种威慑力还要以自身核威慑为基础,即对方的首轮核打击无论是弹道导弹还是战略轰炸机发动攻击后,攻击者无法确认自己的核弹是否达到毁伤目标的能力,对手的二次核打击反击强度将无法评估,这就是为以核制核威慑的一种表现!当然更多的可能是,当对手的核导弹打击一旦升空,自家的侦查卫星已经前线的预警雷达就会发现,而己方的战备值班的一次核打击力量也会一并发射,来一场同归于尽的核战争,这就是核战的可怕之处!


狼烟火燎


一般来讲拦截弹速度应当大于被拦截物,现有化学燃料🚀很难直接拦截这个速度级别的弹头


武川司马


你看国防科技吗?


红岛海边人


〔马赫数〕
命名是纪念奥地利学者“恩斯特.马赫”而得名。
(Ernst.Mach恩斯特.马赫)


(世界第一次飞行速度超过声音的飞机美国的x-1)

1马赫等于1225km/h、约每秒340米、每分钟20Km、由于声音在空气中的传播速度随着不同条件而不同“马赫数”是一个相对的单位、每一“马赫数”具体速度并不是固定的。

“马赫数”一般用于飞机✈️导弹、火箭🚀的速度表示。

大于1马赫(M)属于超音速、1马赫就是一倍音速、20马赫就是20倍音速!
(飞机突破“声障”达到超声速瞬间)





(目前装备的飞行速度最快的是俄罗斯的“先锋”高超声速武器系统达到20马赫数以上)

导弹整个飞行过程分初始阶段、加速度入太空阶段(速度最快)、降落阶段受到空气阻力速度降低、打击或者拦截目标。

目前、拦截高超声速武器仍然是有困难的、随着科技发展有“矛”就有“盾”、武器装备的发展规律是交替上升的……

未来、一定会出现打击拦截高超声速武器的装备。


孔乙己乱弹


拦截洲际导弹的最佳时机永远不是导弹的最终攻击阶段,以目前的地面反导系统反应时间基本拦截不了,即便拦截成功也会对当地造成很大的影响甚至损失。这也是为什么美国一定要把反导系统弄到对手家门口的主要原因,那就是在发射阶段争取早发现,在爬升阶段或者飞行阶段就进行拦截,这个时间段导弹的速度不快,弹道也基本确定,拦截的难度是相对较低的。基于同样的原因,这也致使美国部署萨德遇到了极大阻力,这等于变相的挤压对手的战略空间和抵消对手的反击手段。


小蓓尤娇安堪折


20马赫约合每小时24800km,接近第一宇宙速度23.5马赫,意味着再加一点速度就可以飞出大气层,这个速度大约3分钟可以从北京飞到上海


真昰奇怪le


20倍音速,音速每秒340米,20倍是6800米。意味着击中你死了后20秒钟才能听到导弹飞行时的声音。


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