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嫦娥五号回地球的打水漂绝技中国用在了高超音速导弹全球唯一

发布时间:2021-09-04

  随着中国嫦娥五号成功返回地球,中国也成为了全球第三个拥有登月返回技术的国家。

  很多网友有疑问,为什么我们嫦娥五号返回器不直接降落地球,而是在进入大气层后,通过飞行控制提升高度,在太空中滑行一段距离后再次进入大气层,从而返回地球。

  我们要知道,在嫦娥五号返回器从月球返回地球轨道的过程中,速度会越来越快,返回大气层时的速度已接近第二宇宙速度(每秒11·2公里)。

  这个极高的速度,带来一系列前所未有的特殊挑战,返回器从100多公里高度进入大气层时,超高速飞行会对返回器产生烧蚀,对返回器防热材料会提出更高的要求。

  返回器利用自带的升力借助大气层密度变化的跳板,把自己从高速降落的弹道中脱离出来,反弹回大气层外面,此时经历过一次减速之后的返回舱速度已经大大降低,再次进入大气层的时候条件就温和得多。

  可以减少再入时因速度过快对返回舱的过度烧蚀,尽可能的降低防热层的厚度和重量,可以多带月壤回来。这样的返回方式也适用于以后载人登月返回。

  但是这个技术对再入角度提出了很高的要求,这个再入角误差要小于0.4度,稍有偏差要么直接一次进入大气层烧毁要么直接弹出去回不来。

  这个返回技术叫做太空打水漂,官方名称叫做“半弹道跳跃式飞行”,高速半弹道跳跃式再入返回技术目前仅中国掌握,它可以有效兼容解决力载荷与热载荷问题,其再入最大过载不超过4.8g,远小于阿波罗飞船7g过载。也就是说虽然嫦娥五号虽然是无人采样器,但核心数据直接对标载人要求。

  1933年,德国火箭科学家桑格尔提出火箭助推-大气层边缘跳跃飞行的概念。他设想,火箭将载荷推出大气层之后,然后采用弹跳轨迹的方式延长射程。

  1943年还在美国的钱学森在起草的一份火箭喷气推进实验计划中,在桑格尔弹道的基础上构建了一种设想,这就是著名的桑格尔-钱学森弹道。钱学森弹道就是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起,其前段采用弹道式弹道,后段为无动力滑翔弹道。精髓在于利用火箭为动力把飞行器发射入高空,突破大气层,然后飞行器从太空再度返回大气层,当角度合适的时候,飞行器会如同瓦片在水面上打水漂一样被弹起,然后再落下,通过这样一系列的弹起——落下的运动轨迹,85255com创富图库开奖。飞行器就能够以高速抵达目标。后来,科学家将它用在了探测器返回技术上。

  钱学森弹道最大的价值除了在探测器返回技术之外,可以用在高超音速武器上,高超音速,指物体的速度超过5倍音速,约合每小时移动6000公里。举例来说,按照这个速度从乌鲁木齐直飞上海只需30分钟甚至更少。

  亚音速巡航导弹打击1000公里外的目标需要1个多小时,而高超音速巡航导弹只需要不到10分钟。因为速度太快,现有的防空武器对它基本无计可施。加上具有惊人的动能,对钢筋混凝土的侵入深度可达十几米,特别适合打击深埋于地下的指挥中心等坚固目标。由此高超音速武器也被称为航母终结者。

  钱学森弹道在里面发挥了什么样的作用,利用钱学森弹道来“打水漂”,中段/再入段的飞行轨迹就再也无法预测,面对如此高速的弹头根本就没有拦截的可能性。敌方反导拦截的概率无限接近于0。

  而且可以中途多次变轨,如果目标移动,它可以在中途实时变换轨道,重新锁定目标,让敌人逃无可逃。

  在70多年的时间里,美国进行了各种研究想要把钱学森弹道变为现实,比如“鱼鳔”项目,www.800399.com“X20”计划等等。但是都以失败告终。俄罗斯曾经开展的鹰高超声速技术发展计划,也采用了钱学森弹道的构想,但是也失败了。

  目前来说,中国是全球唯一一个成功将钱学森弹道成功应用在了高超音速武器上的,中国造出了全球唯一一款已经实战化的已经列装的乘波体高超音速弹道导弹,中国高超音速导弹末端速度最快可以达到20马赫,也就是每秒6806米,第一岛链最远只有1800千米,只需要4分钟的时间就可以到达,这样恐怖的速度任何防空都没有反应的时间。

  总结来说,嫦娥五号使用的太空打水漂,脱胎于钱学森弹道,因为可以减少防热材料的使用,增加载荷,这种载入模式对载人任务非常友好。

  中程弹道导弹以常规反舰导弹或者空空导弹为载荷的话,采用钱学森弹道之后,可以在几千公里的范围上对敌人的舰艇和飞机造成巨大的威胁,是一个可以轻易改变战争游戏规则的杀手锏,

  目前中国是全球唯一一个将钱学森弹道成功应用的国家,最后,我们要在这里感谢两个科学家,一个是钱学森,一个是郭永怀。

  美国从80年代就提出发展高超音速武器的计划,而郭永怀在50年代就已经提出了高超音速武器的概念,并且提出中国一定要发展高超音速武器,这一倡议让祖国在高超音速武器的研究上领先全世界。

  1968年,郭永怀领导组建了中国空气动力研究与发展中心,他让自己的学生俞鸿儒建造高超声速风洞,风洞是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,是航空、航天、航海以及地面交通等等一切装备制造的一个最重要的装备之一

  1969年郭永怀牺牲,俞鸿儒不忘老师嘱托,经过20多年的研究,创新性地提出了成反向爆轰驱动技术。而在俞鸿儒和其学生等人的努力下,中国建造JF12高超声速复现风洞,可复现25—40公里高空、5到9倍声速的高超声速飞行条件,JF12也被国际上称为“高超巨龙”,是世界最大的激波风洞,也是国际首座可复现飞行条件的高超声速风洞 。

  我们一起给我们的国家点赞的同时,也不要忘记钱学森、郭永怀等先辈,正是在一代又一代的中国人努力下,中华民族才可以重新昂首东方。