钱学森弹道

来源:中国科普网 作者:吴诗恒 2024-06-30 20:37

他叫钱学森,有拳拳爱国之心、经天纬地之才。

在他的带领下1960年中国第一枚导弹东风-1号发射成功,1966年东风2号携带核弹头首爆成功。

中国导弹事业的发展,为国家和平修筑了一道坚实的护盾。但是随着反导系统的出现,导弹被拦截的概率越来越大。

反导系统工作过程简而言之就是两步:一、计算导弹飞行路径,二、发射武器拦截导弹。

传统弹道导弹虽然射程远威力大但是轨迹固定所以容易被拦截。而飞航导弹,虽然轨迹灵活多变难以拦截,但射程短威力小。

难道鱼与熊掌不可兼得?未必。钱学森提出将弹道导弹和飞航导弹的轨迹结合在一起,让飞行器 “助推-滑翔”运动:通过火箭将飞行器送上大气层,飞行器再入大气层后在20-100KM的临近空间内进行增程滑翔。这就是我们常说的钱学森弹道理论。它完美拿捏了目前反导系统的七寸,让它算不出,打不到。

第一,为什么算不出?做个对比,这个是传统导弹的弹道,呈抛物线状,因此反导系统只要能够检测到导弹前半段飞行情况,就可以根据数学公式推导出完整路径从而实现拦截。但是钱学森弹道,因为导弹后段滑翔时是随气流变化而运动的,所以它既不规则也不确定,因此反导系统算不出。

第二,为什么打不到?目前反导弹系统的一般只能拦截飞行高度100KM以上的导弹,但是钱学森弹道导弹中后段是在20-100KM的高度中飞行的,不在反导系统的防御高度内,所以反导系统打不到。

这样一来导弹同时兼具了速度快、射程长、打击精准的优点,突防能力大大提高。但是,导弹超音速飞行时,空气被压缩并受到剧烈扰动,就会形成像屏风一样的激波,阻碍导弹飞行。弹道导弹可以借助高落点产生的巨大动能突破激波的阻碍,但是低空飞行的钱学森弹道导弹又该如何突破激波阻碍呢?还有在弹道变化莫测的情况下,该如何精准跟踪导弹、实现精确打击等等实际的问题,如同一座大山让钱学森弹道付诸实际变得异常困难。

60余年时光飞逝,中国的导弹技术发展一日千里。2019年阅兵典礼上“东风-17”首次公开亮相,宣告钱学森弹道不再是天方夜谭。它独特的乘波体弹头能够化敌为友,让阻碍飞行的激波包裹在型的弹头下方,让导弹像冲浪一样“踩”着空气滑翔更长的距离。至于精准跟踪导弹,和实现精确打击,则有卫星来助力。

60多年前,他为共和国制造了导弹,为我们的和平打造了一柄利剑。60多年后,他的理论让保卫和平的利剑依然锋芒毕露,他是中国导弹之父,他是钱学森。

(作者系广东科学中心讲解员,第十届全国科普讲解大赛一等奖获得者、全国十佳科普使者)