為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

7 個回答
军武数据库
2019-05-08

導彈飛行速度5馬赫以上並不是不能,一些固體火箭發動機作為動力的導彈其實都可以達到5馬赫的速度的。

例如美國的AIM-120,中國的PL-15,甚至早早年間的AIM-54導彈都是可以打到5馬赫的速度等級的。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

然而對於更多的大氣層內飛行的導彈來說,速度繼續提高意義並不大了,而且還會遇到一些技術問題(稍後講)。

通常大氣層內飛行的導彈需要打擊的目標速度都在3馬赫以內,在這種狀態下,5馬赫已經有了較大的速度冗餘,就沒有必要繼續提高速度了。

否則一味的提高速度會帶來兩個問題:

第一,在大氣層內飛行的物體所受到在阻力是和速度的平方成正比。簡單的說就是速度增加一倍阻力增加4倍。這樣會導致導彈發動機需要以更大功率進行工作,因此會大大的縮短射程。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

第二,從導彈的控制來說,速度加快後,氣動控制面的效率會大幅度降低,因此很多改型的導彈需要以燃氣舵甚至姿態火箭發動機來進行航跡控制。這樣一來就又大幅度的降低了導彈的推進荷載。又會進一步降低導彈的射程,這就有點得不償失了。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

所以對於空對空導彈來說,基本上5馬赫是一個現在還算用的過去的一個速度等級。也就沒什麼必要繼續加大了。


而對於巡航導彈來說,加大巡航導彈的速度的確可以提高攻擊突然性,並且可以大幅度提高突防能力。然而射程上千公里的巡航導彈,是使用噴氣式發動機的。

大部分高速巡航導彈用的其實都是衝壓發動機。

例如最近爆紅的CX-1

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

這就是一個利用衝壓發動機的巡航導彈。還有印度的布拉莫斯:

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

這些都是超音速巡航導彈。

利用衝壓發動機原理進行推進。但問題就來了,衝壓發動機的確有一個5馬赫的坎要過,因為即便是利用衝壓管路的結構對空氣進行壓縮,在高速的狀態下,衝壓發動機的燃燒室內氣流速度還是有可能超過音速,造成燃料無法點燃。


在這種狀態下就需要使用超燃發動機了。

當然了,這些東西目前也就不是導彈了而是高超音速乘波飛行器。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

例如美國的X-51A,這個東西目前還是在實驗階段。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

而X-51A是一個乘波體的技術,它的超燃發動機利用激波降壓減速的方法降低了發動機內的氣流壓力。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

但是這種方式整體上還不是一個特別完美的解決方案,氣壓是降低了,但同時的結果就是可用的空氣質量也降低了。並不能很好的發揮燃料推進能力了。


所以啊超燃發動機目前還沒有辦法實用到巡航導彈上。



說題主提到的洲際導彈,洲際導彈是射程在8000公里以上的導彈。本身射高有的已經可以打到2000-3000公里,在這麼高的距離上即便是地球的重力加速都可以講導彈加速到20多馬赫的速度上。所以說,彈道導彈速度快並不是人設計得這麼快,而是彈道導彈的種族天賦。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

相反,如果想設計出來一個再入速度只有10馬赫的洲際彈道導彈而提高一下精度,這同樣也是一個技術難題。

秦皇见汉武
2019-05-09

普通導彈不是不可以達到5馬赫以上,是根據其用途需要,所以速度慢,由於普通導彈用於攻擊地面運動或不固定目標,射程相對較小,還要保證導彈系統儘可能輕便,因此多數普通導彈速度很低,普通導彈與洲際導彈的速度足足相差了50倍。
為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?
洲際導彈是打擊固定目標導彈,發射後是無法矯正飛行軌跡的,所以說提高洲際導彈末端進入的速度尤為重要,要知道洲際導彈發射後,突破大氣層後再次進入大氣層,受到氣動加熱影響表面溫度可達到上千度,由此導彈末端速度會快。
為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?
普通導彈是在火箭發動機推力作用下按預定程序飛行,關機後按自由拋物體軌跡飛行的導彈,所以一般速度不超過5馬赫,洲際就是能夠跨洲攻擊,作戰距離較遠,它的發動機一般為渦扇發動機,射程比較遠,它的火箭發動機始終在工作,所以必須達到20馬赫。
為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

铁匠工坊
2019-05-09

不提用途,不算設計時的技術要求,談什麼速度是沒有意義的。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

美軍的大力神2號洲際導彈,其實最早的航天火箭就是從彈道導彈發展來的

導彈這個東西無非採用兩類發動機,要麼是火箭發動機,要麼是噴氣式發動機,前者的原理同火箭一樣,後者的原理和現代的噴氣式飛機沒什麼區別,而噴氣式飛機的速度大概也都能懂。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

洲際彈道導彈的原理

先說說彈道導彈20馬赫的高超音速是怎麼來的。洲際彈道導彈的原理跟航天器差不多,都是計算好彈道之後先將彈頭髮射到太空,然後沿著彈道再降落下來,本身在升空的過程當中彈頭就有一層一層火箭發動機的加速,初速度已經很高,在落地的過程當中再由地球重力二次加速,速度破20馬赫也不是什麼難事。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

美軍的美軍AIM-120先進中程空對空導彈

但在地面就沒那麼簡單了,採用火箭發動機的美軍AIM-120先進中程空對空導彈的速度可以達到4到5倍音速,蘇聯的R-27空對空導彈也能達到5馬赫的時速,而給米格-31用的R-37遠程空對空導彈則能達到7馬赫以上的時速。利用火箭發動機和可拋射原理一層一層堆速度並不是什麼難事,但是問題在於大氣層中,要這種武器有什麼用?

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

米格-31用的R-33遠程空空導彈

首先在大氣層內使用的武器,往往都是些格鬥用的或者是達成戰術目的的導彈,以空空導彈威力,速度上能夠達到2-3馬赫就已經足夠應對絕大部分戰機了,即便面對具備超音速巡航能力的戰鬥機,5倍音速的遠程空空導彈也能應對,而且速度增加之後對於移動目標的彈道飛行控制就會出現較大的偏差,不利於精度。所以說如果有精力在速度上下功夫,還不如在鎖定率和命中率上多琢磨。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

戰斧巡航導彈

第二,相當一部分的遠程巡航導彈受限於體積的問題,通常會採用普普通通的渦扇發動機,例如美軍的戰斧巡航導彈,推進動力來源於威廉姆斯 F107渦扇噴發動機,升力來源於彈翼。本身的要求就是以長行程打擊為主,而為了控制阻力和飛行時期的燃料消耗,採用低速的亞音速巡航沒什麼問題。

為什麼普通導彈速度很難達到5馬赫以上,洲際導彈卻可以輕鬆超過20馬赫?

戰斧巡航導彈用的F107渦扇噴發動機就這麼大點,直徑還沒40公分呢,還能指望他有多少速度?

西北大地
2019-05-24

大氣層內最快5倍。20倍是大氣層外。

懂的右上角。

超赛神超赛
2019-05-08

首先你得明白洲際導彈和普通導彈的區別。普通導彈,一般在大氣層內飛行,也一般用來打擊大氣層內目標,目標速度也就2-3馬赫,不需要太快。但是洲際導彈不一樣啊,講穿了就是個縮小版的運載火箭,得把彈頭送到外層空間後重入大氣層並打擊目標。所以洲際導彈的末端速度是非常快的,基本上和隕石差不多。

龙盛飞
2019-05-10

一個是技術,一個是成本。狙擊步槍解決的問題不用花榴彈炮的成本去做。

神也未卜
2019-05-08

大氣層內和大氣層外飛行的區別

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