文| 云蘅
编辑| 云蘅
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前言
而美国别说完成飞行器返航,就是飞上太空都困难,可中国硬核操作,实现“嫦娥六号”“半弹道跳跃式返回”方式,还是借用了导弹飞行相关原理。
大陆飞行器返航不就是“打水漂”吗?到底有能多硬核?
“打水漂”高端局
今年6月份大陆嫦娥六号圆满完成任务,回来的时候还是以“半弹道跳跃式返回”,并非大陆首创,技术原理还是上世纪一个名叫桑格尔的德国人提出来的。
学术界为了纪念他,就把他提出来的弹道命名为桑格尔弹道,钱学森弹道问世之前,这个弹道理论一直拥有无法被撼动的地位。
桑格尔弹道就是利用打水漂原理,导弹发射完成后,并不是一次性抵达目标位置,发射中途还要改变一下方向。
信源:中国科普博览2020-04-29《当你明白如何打好水漂,你就明白了发射导弹的原理》
我们可以把导弹看做是一颗巨大的子弹,这颗子弹本身的飞行能力是有限的,想要让它发挥出较大的威力,发射它的时候就要给它足够的推力。
可这个推力结束后,导弹就只能根据这个推力,开始直线飞行,非常限制它的打击范围。
于是桑格尔弹道的意思,是导弹接触到大气层的时候,和大气层产生摩擦,摩擦后导弹本身携带的力会被削弱,开始减速慢行、直接改变飞行方向。
而改变飞行方向后导弹落下来的地方,才是导弹真正应该抵达的目的地。
可以说桑格尔弹道理论的出现,给导弹飞行路径提供了新的思路,那就是导弹的飞行路径是不是不可以改变的。
表面上看很高端的桑格尔弹道,原理和我们常见的打水漂原理没什么区别。
因为打水漂的时候,打水漂的人就是一个石子发射器,负责给石子提供初始速度、合适的角度。
这个石子接触到水的过程,就相当于导弹和大气层接触的过程,而石子离开水的过程,相当于导弹被弹出大气层的过程。
无论是打水漂,还是桑格尔弹道,能抵达目标位置的三个要点,一个是发射它们的人要寻找合适的发射角度,保证它能水面或者大气层接触到,不光要接触到,还得能反弹出去。
和讯网2015-06-18《组图:中国高超声速武器直追美国 受益于钱学森弹道(14/35)》
还有一个是发射石子或导弹的速度一定要大,这样它们才能飞得足够远。
光有这些还不够,关键是石子或导弹飞行过后,石子的话需要有一定旋转的能力,而放在导弹身上,就是它最好能自己调整飞行方向,方便它击中目标。
可桑格尔弹道过于不可控,想要让导弹自己调整飞行方向是不可能的,而钱学森就是发现这个弊端后,才研究出钱学森弹道。
钱学森弹道和桑格尔弹道之间比较明显的区别,确实是按照钱学森弹道飞行的导弹,具备追踪目标的功能,表面上看钱学森弹道更先进一些,可实际上两者各有所长。
硬核技术低调展示
今年大陆嫦娥六号返航轨道,用到的就是桑格尔弹道原理,并不是因为大陆现有技术不支持用钱学森弹道原理,而是因为桑格尔弹道原理更合适。
钱学森弹道原理的两大特色,一个是赋予了导弹“灵魂”,让它能像人一样精准打击目标,还有一个就是它飞得远且快。
而大陆嫦娥六号从月球软着陆的时候开始,讲究的就不光是快,还有稳,这样能更好地保护它内部价格高昂的精密仪器。
嫦娥六号带月壤返回的时候也是一样,为了保护内部2000克月壤,科研人员才能放心地用这些月壤做研究。
可以说嫦娥六号整个工作下来,主要目的就是为了最后这么一哆嗦,不慎重不行。
嫦娥六号用到钱学森弹道的话,回来的速度会快、完成精准着陆也不是问题,关键是撞到地上容易砸坏设备。
于是大陆选择给它用上桑格尔弹道,除了这次,上一次世界人民见识到桑格尔弹道的实际应用,还是大陆嫦娥五号回来的时候。
桑格尔弹道的特点,就是帮助嫦娥五号、六号返回的时候本来速度很大,可它和大气层摩擦之后,速度就逐渐变小,再反弹出去的时候,原有的高速度就又被消耗掉一些。
这样大陆设备回来的时候,就不会直冲冲地撞到地球上,而是尽可能平稳地降落到指定地点。
把相同的原理套用到导弹上也完全使用,导弹是不是好用不在于它飞行速度快慢、会不会拐弯,关键是它能不能打到目标,威力大不大的问题。
于是无论导弹是用桑格尔弹道还是钱学森弹道飞,都不耽误它们完成任务。
只是因为桑格尔弹道难以控制导弹的飞行方向,连美国都无法实际应用,可大陆却做到了。
大陆甚至还是跨越太空和地球完成的,难度比从地球发射一颗导弹到地球上指定地点要高不少。
因为大陆的探测器本身质量比较大不好控制,再加上月球存在一些不确定因素,一不留神探测器就容易撞到不该撞的东西被烧毁。
很难想象大陆探测器完成一系列硬核操作后,只是低调地表示,我们用到了“半弹道跳跃式返回”方式,还把这种返回方式和打水漂放在一起做对比。
除了“半弹道”这几个字,根本看不出来大陆探测器返回应用到的技术有多先进。
反观美国,光是从送探测器上月球这一步就被死死卡主,说得好听一点,就是他们遇到了瓶颈期。
“瓶颈期”也不是人人都能用的,美国有上个世纪辉煌的航天史,而他们这个世纪的航天技术,也多多少少建立在过去的技术基础之上。
他们不是从零开始搞研究,才有资格遇到瓶颈期,只是这个瓶颈期略长,长到大陆嫦娥六号月球背面采集月壤已经返回,他们的相关计划却接连泡汤。
强者无需宣传自己有多厉害,实打实的研究成果自会为他证明,而我们的航空航天事业也是这样,只要一步一个脚印地往前走,工业皇冠上的仅剩的明珠迟早都是我们的。
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