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[话题讨论] 返回式卫星和洲际弹道导弹弹头隔热差多远?

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发表于 2019-3-11 00:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 北落师门喵 于 2019-3-11 00:29 编辑

看了小火箭某文章,发现日本竟然有洲际弹道导弹几乎全套技术储备。包括固体火箭,导航陀螺仪,返回卫星。
https://new.qq.com/omn/20180201/20180201A00E8J.html
不过有一点区别,返回航天器用的一般是钝头大底隔热,据说这样是大气来不及划开,激波能继续当隔热材料了,隔热效果更好。
而弹道导弹弹头是尖的。
——
问题是掌握了钝头再入,尖头再入通过加强隔热烧蚀材料就能掌握吗?不能的话差多少?
——
以上资料主要来自小火箭文章
Screenshot_20190311-001136.jpg
Screenshot_20190311-002048.jpg
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发表于 2019-3-11 08:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 QGP 于 2019-3-11 08:31 编辑

漫谈高超声速飞行器的热防护问题
飞行速度超过5倍声音速度的飞行器叫做“高超声速飞行器”。高超声速飞行器有两大类,一类是在稠密大气层中较长时间飞行的“高超声速巡航飞行器”,主要有目前尚在研究发展阶段的,以超声速燃烧冲压发动机为动力的“空天飞机”和“高超声速巡航导弹”等;另一类是由火箭发动机发射到外层空间再返回地球的“再入航天器”(包括弹道式中远程导弹弹头,返回式卫星,宇宙飞船和航天飞机等)。

在高超声速飞行器研发过程中遇到的一大技术难题叫“热障”,它是飞行器飞行时由于激波和粘性的作用,其周围空气温度急剧升高(可达几千摄氏度),形成严酷的气动加热环境,使一般飞行器结构无法承受而形成的。

为克服“热障”,科技工作者首先精心设计飞行器的飞行轨道和气动外形,使其在不影响或少影响飞行器性能的情况下,尽可能降低进入飞行器的气动加热率(热流)。以再入航天器为例。不同类型和用途的飞行器,其飞行轨道和气动外形有很大的不同:弹道式中远程导弹弹头,因其主要性能要求之一是以最快的速度命中敌方目标,于是采用小钝头细长形气动外形(尖头外形不行,因为不管用甚么材料制造都将很快被烧钝)以减小阻力和速度损失采用与地平面很大夹角(再入角)的飞行轨道以缩短再入航程。但这样一来,它们就可能要承受最为严酷的短时间高热流的气动加热环境。而返回式卫星或宇宙飞船,返回时间长短不是其主要性能指标,于是,采用小再入角飞行,缓慢减速的轨道以及大钝头体的飞行器外形以降低加热率(因为,加热率与头部曲率半径的平方根成反比),从而形成低热流长时间的气动加热环境。当然,这样做的另一考虑是,不使飞行器的过载超过宇航员(如果有的话)所能承受的程度(一般认为不应超过五倍的重力加速度,即5g)。

我们迄今所遇到的气动加热环境是:低热流长时间返回式卫星,宇宙飞船和航天飞机一类);和高热流短时间中远程弹道导弹弹头一类)。然而,尚在研发阶段的空天飞机和高超声速巡航导弹,其气动加热环境很可能是高热流和长时间,而且还不允许气动外形在飞行过程中有大的变化

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全文见:
http://lxyd.imech.ac.cn/info/detail.asp?infono=14597
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发表于 2019-3-11 15:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
5、60年代的洲际导弹弹头不少就是钝头的。。。。。
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发表于 2019-3-11 15:19 | 显示全部楼层
文科生表示有难度
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 楼主| 发表于 2019-3-11 15:37 | 显示全部楼层

RE: 返回式卫星和洲际弹道导弹弹头隔热差多远?

lhp_sg 发表于 2019-3-11 15:08
5、60年代的洲际导弹弹头不少就是钝头的。。。。。

但现在都比较尖了,不过就是钝头也没几个国家能拦住,能凑合用了。
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发表于 2019-3-12 18:56 | 显示全部楼层

RE: 返回式卫星和洲际弹道导弹弹头隔热差多远?

北落师门喵 发表于 2019-3-11 15:37
但现在都比较尖了,不过就是钝头也没几个国家能拦住,能凑合用了。

直接搞再入升力体,还能打水漂,这谁扛得住啊。
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发表于 2019-3-14 09:47 | 显示全部楼层
问题来了,日本发展射程至少8000公里起的洲际导弹,目标是美国、俄国,还是中国?请一位接受过初中高等教育的学生来回答这个问题。
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发表于 2019-3-14 10:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
Alpha_I 发表于 2019-3-14 09:47
问题来了,日本发展射程至少8000公里起的洲际导弹,目标是美国、俄国,还是中国?请一位接受过初中高等教育 ...

小脚盆的技术还差的远。

一是这篇提到的气动加热,用高台跳水类比,返回式卫星相当于跳进普通游泳池,洲际导弹则如同跳入高温水银堆

二是再入精度,如果说返回式卫星是站在珠峰上往下扔一块石头,那洲际导弹就要求准确砸中山脚下路过的一条狗
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 楼主| 发表于 2019-3-24 00:39 | 显示全部楼层

RE: 返回式卫星和洲际弹道导弹弹头隔热差多远?

抗中主力认怂党 发表于 2019-3-14 10:08
小脚盆的技术还差的远。

一是这篇提到的气动加热,用高台跳水类比,返回式卫星相当于跳进普通游泳池, ...

隔热方面,增强隔热烧蚀剂质量厚度,牺牲一些战斗部载荷。
精度方面,把目标设为大城市精度千米级,而不要求是其他弹道导弹百米级。
这样的有返回卫星技术储备应该能做出来把
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发表于 2019-3-24 10:48 | 显示全部楼层
隼鸟的速度差不多是洲际导弹弹头的两倍
热流密度和锥形弹头差不多
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发表于 2019-3-24 14:19 超大游击队员 | 显示全部楼层
纸飞机 发表于 2019-3-24 10:48
隼鸟的速度差不多是洲际导弹弹头的两倍
热流密度和锥形弹头差不多

但隼鸟只需要栽回很少量的小行星粉尘样品,着陆舱有足够的运载力冗余留给加强的热防护措施。
导弹的再入飞行器留给防护的多了,战斗部就得小了,中间取平衡很困难。
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发表于 2019-3-24 17:02 超大游击队员 | 显示全部楼层
有差别,差别不大。指望对手不会隔热技术而没有洲际导弹,那这种对手也太低级了。火箭发动机喷管的温度比热障温度高。
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发表于 2019-3-24 17:16 | 显示全部楼层

RE: 返回式卫星和洲际弹道导弹弹头隔热差多远?

自由狼-台风 发表于 2019-3-24 14:19
但隼鸟只需要栽回很少量的小行星粉尘样品,着陆舱有足够的运载力冗余留给加强的热防护措施。
导弹的再入 ...

隼鸟的回收器本来就很小,空间也不大
不过隼鸟的隔热技术确实比星辰号差一节,星辰号专门搞了先进技术降低热防护系统的重量
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发表于 2019-3-24 19:40 | 显示全部楼层
洲际导弹的隔热技术要求更高一点
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发表于 2019-3-24 20:24 | 显示全部楼层
洲际弹道导弹不是啥高技术,美苏上世纪60年代,中国上世纪80年代,朝鲜21世纪头15年都能搞定,日本作为航天飞机都研究过的国家,自然不会有啥技术障碍
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