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返回式飛船和洲際導(dǎo)彈彈頭再入大氣層的區(qū)別!

2019-03-11 22:54 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



當(dāng)今世界,真正能實現(xiàn)獨立載人外空間飛行的國家只有3個。甚至更嚴(yán)格的說,當(dāng)前能確保送人上太空并且保證安全返回的國家,只有2個。因為堂堂的美利堅目前居然沒有實際可用的載人飛船。盡管美國人正在搞新飛船,而且不止一種,甚至私人公司也在搞,但是在通過足夠次數(shù)的實際發(fā)射證明他們的載人飛船安全可靠以前,美國人上天下地,仍然需要依靠俄羅斯的“老舊”飛船。而且全球航天界都把某方的神舟飛船,默認(rèn)為國際空間站的備用救險的最后一道隱形保險。雖然在這方面沒有任何國際文件,甚至當(dāng)年國際空間站還特意拒絕某方參與,但是全球都知道某方是古道熱腸的,真有國際空間站上的人員上的去卻下不來的情況,某方不會見死不救。要具備安全載人航天的技術(shù)和整個可靠的系統(tǒng),一個基本的技術(shù)前提,就是具備航天器安全再入大氣層的技術(shù)。

也就是說,任何國家在確實實現(xiàn)安全載人航天以前,起碼要有先把無人的航天器安全送上軌道,再安全返回地面才行。否則只上去卻下不來的一錘子買賣,這樣系統(tǒng),不用說載人,就是載動物也會引起全球的聲討。當(dāng)今世界有能力獨立發(fā)射衛(wèi)星的國家已經(jīng)有大約十個左右,而能安全載人上下太空的仍然是三大國。這絕不是偶然的。因為目前能具備返回式衛(wèi)星發(fā)射和回收全套技術(shù)的國家,似乎仍然只有5常。雖然有的國家,比如日本,一直對外暗示他有全套的返回式衛(wèi)星的技術(shù);但是卻一直沒有真正試驗過。航天技術(shù)說到底是一門驗證科學(xué),只在PPT上的能力是無法讓全球信服的。還有一個“大國”,說自己已經(jīng)成功的回收過衛(wèi)星甚至是載人實驗艙,但是回收物表面卻一點燒蝕痕跡都沒有,怎么看都像是把飛機空投回收硬說成了成功的太空返回。


說到底,中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈彈頭的再入大氣層,本身也是一種特殊的太空返回物體。雖然導(dǎo)彈的彈頭不需要在落地前開傘減速,但是不論常規(guī)彈頭還是核彈頭,都必須確保在進入距離地面5公里之內(nèi)的底層稠密大氣時,仍然保持內(nèi)部設(shè)備的安全可靠。要確保安全可靠就必須確保彈頭內(nèi)部的溫度、壓力、加速度在可接受的范圍內(nèi)。雖然沒有載人飛船那么要求嚴(yán)格,但是綜合指標(biāo)也相差不大。在這點上,其難度甚至比載人飛船還高。

這是因為遠(yuǎn)程導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈的彈頭,目前都必須克服越來越先進的反導(dǎo)技術(shù),這樣就要求這些彈頭的再入大氣層的速度必須全程保持足夠的高。而且彈道非常陡峭,幾乎等于垂直下落穿越大氣層,這樣才能穿越距離最短、受到的高層和低層大氣的摩擦減速最小。一般來說,當(dāng)代的洲際導(dǎo)彈,要求在擊中地面目標(biāo)(有時候大當(dāng)量核彈頭也會在幾公里的高度空爆,殺傷大城市等大范圍軟防護的目標(biāo))時,仍然保持至少5馬赫以上的高速度,以躲避反導(dǎo)攔截。

這要求就其比載人飛船降落到距離地面大約20到15公里高度,出黑障時的速度高的多。載人飛船之所以在打開降落傘以前就已經(jīng)急劇減速,是因為他們大都采取了鈍頭再入體設(shè)計,甚至專門把最鈍的一頭朝向再入面。這樣會和高層大氣急劇摩擦而強烈減速。而且鈍頭設(shè)計,產(chǎn)生的沖擊激波不容易擴散,反倒形成了一個特殊的自然隔熱層。這導(dǎo)致再入的載人飛船,包括航天飛機,在再入全過程,表面最高溫度不會超過2200K,也就是不會超過1850攝氏度,低于普通氣焊槍的火焰溫度。而且在15公里的高度,再入的飛船和航天飛機速度都已經(jīng)降低到亞音速??梢灾鸩酱蜷_多層降落傘或者靠自帶的氣動機翼滑翔著陸。

在洲際導(dǎo)彈發(fā)展的早期,反導(dǎo)技術(shù)和彈頭防熱技術(shù)都不成熟,因此不止一個核大國采取過和飛船差不多的鈍頭彈頭再入體的設(shè)計,確保核彈安全穿越大氣層,可以在落地前炸響。但是隨著反導(dǎo)導(dǎo)彈打的越來越高,攔截越來越精準(zhǔn)。再用鈍頭彈頭,等于給反導(dǎo)攔截送菜。


因此當(dāng)今全球5個核大國的再入彈頭,都改成細(xì)長圓錐體的高速再入體設(shè)計。這種彈頭在高空大氣中減速不明顯,直到落地仍然速度極高。但是代價是,這種彈頭在突破黑障時,彈頭加熱可能超過8000K,甚至上萬攝氏度,其防熱和結(jié)構(gòu)設(shè)計,就成了核大國絕不外傳的絕密。某些正在尋求洲際導(dǎo)彈能力的后來者,試驗彈頭明顯還是鈍頭設(shè)計,并且被觀察到有再入時彈頭燒毀的嫌疑,說明關(guān)鍵技術(shù),還是沒有徹底突破。


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