正文 像“嫦娥”5號那樣打水漂(2 / 2)

關於桑格爾彈道和錢學森彈道

1933年,德國火箭科學家尤金·桑格爾提出火箭助推-大氣層邊緣跳躍飛行的概念。也就是說,火箭將載荷推出大氣層之後,然後用類似“嫦娥”5號返回段彈跳軌跡的方式延長射程。桑格爾計算出,從德國發射導彈的話,需要三次跳躍就可達到美國東海岸。桑格爾彈道的特點是利用近地空間幾乎真空的低阻力延長射程,但問題在於反彈的升力機製並不明確,彈道控製問題更是空白,即使最後實現,導彈也將豪無精度可言。

1948年錢學森在美國火箭年會上提出火箭助推-再入大氣層滑翔機動飛行的概念。與桑格爾彈道不同的是,錢學森彈道是指進入大氣層後,飛行器完全依靠大氣層內的氣動滑翔維持進一步飛行,實現更大的射程。這樣的好處是保持了常規氣動飛行器的氣動控製和命中精度。在精確製導時代,利用這樣的複合彈道更可以以彈道導彈為運載工具,把常規的反艦導彈運送到目標區,將其釋放,然後轉入常規的導彈攻擊。彈道導彈的高速可以大大縮小目標的逃逸窗口,常規導彈則保證機動追擊和精確命中。這種攻擊方式對於航空母艦、兩棲攻擊艦、補給艦、艦隊油船等行動相對笨拙的大型艦船特別有效,甚至在理論上還可以空空導彈為有效載荷,用於攻擊預警機、加油機、運輸機、電子戰飛機等大型高亞聲速飛機。相比之下,常規的超遠程飛航式導彈的飛行時間太長,有很大的逃逸窗口或者攔截窗口,戰術價值不高。錢學森彈道的難點在於再入初期,這一段高超聲速、高熱負荷的飛行大大超過常規導彈的工作範圍,彈道導彈不可能在再入前釋放常規導彈,在再入後也必須充分減速才能釋放常規導彈,大大降低了錢學森彈道的優越性。

但是,把桑格爾彈道和錢學森彈道相結合,不僅可以大大延長射程,還有助於有效轉接到大氣層內常規導彈的工作條件。桑格爾彈道在最終自由下落時,速度和高度大大降低,使得釋放適當改裝的常規導彈成為可能。在洲際導彈的射程早已達到全球的情況下,大大延長射程依然是有重大意義的,這可以大大減小導彈的尺寸和重量,不僅降低成本,也有助於機動發射。更重要的是,這有助於把彈道導彈戰術化。不難想象,中程彈道導彈以常規反艦導彈或者空空導彈為載荷的話,采用桑格爾-錢學森彈道之後,可以在幾千千米的範圍上對敵人的艦艇和飛機造成巨大的威脅。當然,在這樣的距離上發現目標和指揮控製依然是巨大的挑戰,但具有足夠長的矛無論如何也是在這樣的距離上形成有效打擊能力的關鍵一步。

另外,隨著反彈道導彈技術的進步,彈道導彈突防的成功關鍵在於變軌。在外層空間變軌需要大量拋射火箭燃氣,成本和難度較高,變軌幅度也有限。桑格爾-錢學森彈道更容易實現變軌,代價是速度有所降低,但機動的高超聲速飛行依然是反導攔截的巨大難題。由於彈道導彈沿固定的拋物線彈道飛行,導彈起飛後不久,就能判斷整個飛行軌跡和命中目標。這也是反導攔截的基礎。反導導彈向來襲導彈預計彈道沿途中最有利的攔截點發射,位置守株待兔,隻需要有限的機動能力以補償彈道計算的誤差。但如果目標是高超聲速機動飛行的話,守株待兔就不管用了,需要對目標有較大的能量差才能保證有效攔截,主要是在攔截終點要有比目標更高的速度和更大的機動性。由於高超聲速導彈的預警時間本來就有限,反導係統要具有相當大的射程才能有效保護己方目標,但這對反導導彈的加速、射程、機動性、終端速度的要求進一步提高,攔截難度實際上超過了速度更高但固定彈道的純彈道導彈。

更長遠來說,如果再入的導彈裝備了適合超高空和高超聲速飛行的超燃衝壓發動機的話,桑格爾彈道的射程就隻受彈載燃料的限製了,這將是真正的全球打擊係統的基礎。

軍事技術往往是引導技術革命的先鋒,桑格爾肯定沒想到,自己遠程導彈的設想為幾十年後“嫦娥”探測器的返回方式提供了新的思路。