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“东风17”技术分析

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建国70周年阅兵式上,火箭军首次展示了我军第一款(同时也是全球第一款)具备实战能力的高超音速武器“东风17”。严格来说,东风17其实是传统弹道导弹与高超音速巡航导弹结合的产物,其特殊的“高超音速巡航升力体战斗部”(以下简称“战斗部”)结合传统弹道导弹的大推力火箭助推器可谓是针对“远距离持续大范围机动地面/海面目标”量身定制的武器。因为如果打击的目标距离足够近,那么直接利用传统巡航导弹或者新型超音速巡航导弹(如同样在本次阅兵中最新展示的“东风100”)打击即可,毕竟近距离的地面/海面机动目标对打击时效不是特别敏感。但中远距离地面/海面机动目标因拥有充足的逃逸时间,对打击时效就比较敏感了。通过一系列的技术组合,东风17很好地兼顾了打击中远距离地面/海面机动目标时导弹自身所需要具备的快速到达能力与高机动飞行能力。
我们以阅兵时展示的导弹外观尺寸为依据对东风17的飞行全过程进行粗略分析。导弹发射前,地面指挥系统会根据卫星、隐身高速无人机等侦查系统所提供的信息(包括目标的当前位置及移动速度等)划定出一个大致的目标机动区域,再根据此区域的位置进行全程的弹道规划。导弹发射后,第一级火箭助推器将导弹发射至大气层外并在没有空气阻力的太空环境下以传统弹道导弹的弹道模式(类抛物线运动)高速接近目标所在的大致区域。在达到弹道顶点时第一级火箭助推器关机并分离,仅剩下第二级战斗部继续沿预定轨道做无动力自由弹道式下落飞行(途中若发现拦截弹来袭则随时可启动自身的主发动机与姿态控制发动机在大气层外进行机动变轨以躲避拦截)。个人估计分离后的第二级战斗部其水平方向速度不会低于8马赫(水平方向速度在再入大气层前不会因空气阻力而降低),而垂直方向速度(弹道顶点时为0)则会随着弹道高度的下降不断提高。按照之前的弹道规划,战斗部将在接近目标区域时恰好再入大气层,此时其垂直方向的速度会被地球引力加速到大约10马赫。依据勾股定理第二级战斗部在再入大气层的前一时刻其合速度约为13马赫(水平速度8马赫、垂直速度10马赫),而战斗部接近目标的快慢实际上是由合速度中的水平分速度决定的。当第二级战斗部进入大气层后其自身安装的主发动机即刻启动以尽量抵消急剧增加的空气阻力(第二级战斗部主发动机的功率要比第一级火箭助推器功率低),同时主发动机周围的姿态控制发动机(燃气舵)也随即启动并配合战斗部尾部的四片空气舵进行弹体姿态控制。在主发动机、燃气舵、空气舵、弹体气动升力、外界空气阻力的综合作用力下,战斗部在短时间内便会结束之前的弹道式飞行,转而进入巡航式飞行阶段(可控直线运动)。从外观尺寸上来判断,第二级战斗部主发动机所能提供的动力很难完全抵消大气层所带来的飞行阻力(随着高度下降,大气层会越来越稠密,飞行阻力也会越来越大),故战斗部在大气层内初始巡航的过程中速度会逐渐降低。当空气阻力随着战斗部飞行速度的下降而逐步降低(大气层内飞行速度越快空气阻力越大)直至与战斗部主发动机动力相同时(受力平衡状态),第二级战斗部随即开始匀速巡航。个人估计第二级战斗部主发动机动力最终能够维持的低空稠密大气层匀速巡航速度应在5至6马赫之间(超过5马赫即可定义为“高超音速”)。也只有降到这个速度第二级战斗部才能消除热障并使用自身携带的主动雷达导引头来进行末段制导。在接近目标的低空区域,第二级战斗部可做出各种极高过载的规避动作以躲避对方拦截弹的拦截,最终在主动雷达导引头的导引下击中目标。
综上可见,东风17的第二级战斗部所进行的高超音速飞行其实并不是真正意义上的无动力滑翔,而是全程都伴随有动力的巡航式飞行。所以,东风17的第二级战斗部本质上就是一枚独立的高超音速巡航导弹,而东风17的完整弹道就是著名的“钱学森弹道”(没有大气层边缘“打水漂”的阶段)。需要特别指出,虽然第二级战斗部的速度在进入低空大气层后有明显降低,但之前在大气层外时的8马赫水平分速度已经完成了“快速接近远距离目标”的任务,所以之后的速度损失并不能视为导弹动能的浪费。
对比来看,使用传统弹道导弹攻击远距离大范围机动地面/海面目标时其传统的弹道式弹头仅能够依靠弹头上用来制导的姿控/轨控发动机做出有限的机动动作。而东风17“高超音速巡航升力体战斗部”的机动性则相对传统弹道式的弹头要强出许多(比如传统弹道式弹头在垂直方向上就不具备理论上的高度再爬升能力,而只能持续降低飞行高度),故对持续进行大范围机动的地面/海面目标的打击能力也就更强。


IP属地:韩国1楼2020-02-01 22:03回复
    好了好了,你已经把公开资料说了一遍了,下面再有不一样的就是五十万了


    IP属地:河北来自Android客户端2楼2020-04-11 11:14
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