文| 雲蘅
編輯| 雲蘅
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前言
而美國别說完成飛行器返航,就是飛上太空都困難,可中國硬核操作,實作“嫦娥六号”“半彈道跳躍式傳回”方式,還是借用了飛彈飛行相關原理。
大陸飛行器返航不就是“打水漂”嗎?到底有能多硬核?
“打水漂”高端局
今年6月份大陸嫦娥六号圓滿完成任務,回來的時候還是以“半彈道跳躍式傳回”,并非大陸首創,技術原理還是上世紀一個名叫桑格爾的德國人提出來的。
學術界為了紀念他,就把他提出來的彈道命名為桑格爾彈道,錢學森彈道問世之前,這個彈道理論一直擁有無法被撼動的地位。
桑格爾彈道就是利用打水漂原理,飛彈發射完成後,并不是一次性抵達目标位置,發射中途還要改變一下方向。
信源:中國科普博覽2020-04-29《當你明白如何打好水漂,你就明白了發射飛彈的原理》
我們可以把飛彈看做是一顆巨大的子彈,這顆子彈本身的飛行能力是有限的,想要讓它發揮出較大的威力,發射它的時候就要給它足夠的推力。
可這個推力結束後,飛彈就隻能根據這個推力,開始直線飛行,非常限制它的打擊範圍。
于是桑格爾彈道的意思,是飛彈接觸到大氣層的時候,和大氣層産生摩擦,摩擦後飛彈本身攜帶的力會被削弱,開始減速慢行、直接改變飛行方向。
而改變飛行方向後飛彈落下來的地方,才是飛彈真正應該抵達的目的地。
可以說桑格爾彈道理論的出現,給飛彈飛行路徑提供了新的思路,那就是飛彈的飛行路徑是不是不可以改變的。
表面上看很高端的桑格爾彈道,原理和我們常見的打水漂原理沒什麼差別。
因為打水漂的時候,打水漂的人就是一個石子發射器,負責給石子提供初始速度、合适的角度。
這個石子接觸到水的過程,就相當于飛彈和大氣層接觸的過程,而石子離開水的過程,相當于飛彈被彈出大氣層的過程。
無論是打水漂,還是桑格爾彈道,能抵達目标位置的三個要點,一個是發射它們的人要尋找合适的發射角度,保證它能水面或者大氣層接觸到,不光要接觸到,還得能反彈出去。
和訊網2015-06-18《組圖:中國高超聲速武器直追美國 受益于錢學森彈道(14/35)》
還有一個是發射石子或飛彈的速度一定要大,這樣它們才能飛得足夠遠。
光有這些還不夠,關鍵是石子或飛彈飛行過後,石子的話需要有一定旋轉的能力,而放在飛彈身上,就是它最好能自己調整飛行方向,友善它擊中目标。
可桑格爾彈道過于不可控,想要讓飛彈自己調整飛行方向是不可能的,而錢學森就是發現這個弊端後,才研究出錢學森彈道。
錢學森彈道和桑格爾彈道之間比較明顯的差別,确實是按照錢學森彈道飛行的飛彈,具備追蹤目标的功能,表面上看錢學森彈道更先進一些,可實際上兩者各有所長。
硬核技術低調展示
今年大陸嫦娥六号返航軌道,用到的就是桑格爾彈道原理,并不是因為大陸現有技術不支援用錢學森彈道原理,而是因為桑格爾彈道原理更合适。
錢學森彈道原理的兩大特色,一個是賦予了飛彈“靈魂”,讓它能像人一樣精準打擊目标,還有一個就是它飛得遠且快。
而大陸嫦娥六号從月球軟着陸的時候開始,講究的就不光是快,還有穩,這樣能更好地保護它内部價格高昂的精密儀器。
嫦娥六号帶月壤傳回的時候也是一樣,為了保護内部2000克月壤,科研人員才能放心地用這些月壤做研究。
可以說嫦娥六号整個工作下來,主要目的就是為了最後這麼一哆嗦,不慎重不行。
嫦娥六号用到錢學森彈道的話,回來的速度會快、完成精準着陸也不是問題,關鍵是撞到地上容易砸壞裝置。
于是大陸選擇給它用上桑格爾彈道,除了這次,上一次世界人民見識到桑格爾彈道的實際應用,還是大陸嫦娥五号回來的時候。
桑格爾彈道的特點,就是幫助嫦娥五号、六号傳回的時候本來速度很大,可它和大氣層摩擦之後,速度就逐漸變小,再反彈出去的時候,原有的高速度就又被消耗掉一些。
這樣大陸裝置回來的時候,就不會直沖沖地撞到地球上,而是盡可能平穩地降落到指定地點。
把相同的原理套用到飛彈上也完全使用,飛彈是不是好用不在于它飛行速度快慢、會不會拐彎,關鍵是它能不能打到目标,威力大不大的問題。
于是無論飛彈是用桑格爾彈道還是錢學森彈道飛,都不耽誤它們完成任務。
隻是因為桑格爾彈道難以控制飛彈的飛行方向,連美國都無法實際應用,可大陸卻做到了。
大陸甚至還是跨越太空和地球完成的,難度比從地球發射一顆飛彈到地球上指定地點要高不少。
因為大陸的探測器本身品質比較大不好控制,再加上月球存在一些不确定因素,一不留神探測器就容易撞到不該撞的東西被燒毀。
很難想象大陸探測器完成一系列硬核操作後,隻是低調地表示,我們用到了“半彈道跳躍式傳回”方式,還把這種傳回方式和打水漂放在一起做對比。
除了“半彈道”這幾個字,根本看不出來大陸探測器傳回應用到的技術有多先進。
反觀美國,光是從送探測器上月球這一步就被死死卡主,說得好聽一點,就是他們遇到了瓶頸期。
“瓶頸期”也不是人人都能用的,美國有上個世紀輝煌的航天史,而他們這個世紀的航天技術,也多多少少建立在過去的技術基礎之上。
他們不是從零開始搞研究,才有資格遇到瓶頸期,隻是這個瓶頸期略長,長到大陸嫦娥六号月球背面采集月壤已經傳回,他們的相關計劃卻接連泡湯。
強者無需宣傳自己有多厲害,實打實的研究成果自會為他證明,而我們的航空航天事業也是這樣,隻要一步一個腳印地往前走,工業皇冠上的僅剩的明珠遲早都是我們的。
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