中國嫦娥五號回地球的打水漂絕技

2020-12-19 | 來源: 米爾軍事網 | 轉到微信 | 有8人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

中國嫦娥五號成功返回地球，中國也成為了全球第三個擁有登月返回技術的國家。

嫦娥五號為什麼要打水漂

很多網友有疑問，為什麼我們嫦娥五號返回器不直接降落地球，而是在進入大氣層後，通過飛行控制提升高度，在太空中滑行一段距離後再次進入大氣層，從而返回地球。

我們要知道，在嫦娥五號返回器從月球返回地球軌道的過程中，速度會越來越快，返回大氣層時的速度已接近第二宇宙速度(每秒11.2公裡)。

這個極高的速度，帶來一系列前所未有的特殊挑戰，返回器從100多公裡高度進入大氣層時，超高速飛行會對返回器產生燒蝕，對返回器防熱材料會提出更高的要求。

返回器利用自帶的升力借助大氣層密度變化的跳板，把自己從高速降落的彈道中脫離出來，反彈回大氣層外面，此時經歷過一次減速之後的返回艙速度已經大大降低，再次進入大氣層的時候條件就溫和得多。

可以減少再入時因速度過快對返回艙的過度燒蝕，盡可能的降低防熱層的厚度和重量，可以多帶月壤回來。這樣的返回方式也適用於以後載人登月返回。

但是這個技術對再入角度提出了很高的要求，這個再入角誤差要小於0.4度，稍有偏差要麼直接一次進入大氣層燒毀要麼直接彈出去回不來。

這個返回技術叫做太空打水漂，官方名稱叫做“半彈道跳躍式飛行”，高速半彈道跳躍式再入返回技術目前僅中國掌握，它可以有效兼容解決力載荷與熱載荷問題，其再入最大過載不超過4.8g，遠小於阿波羅飛船7g過載。也就是說雖然嫦娥五號雖然是無人采樣器，但核心數據直接對標載人要求。

這個技術來源於錢學森提出的錢學森彈道。

什麼是錢學森彈道

1933年，德國火箭科學家桑格爾提出火箭助推-大氣層邊緣跳躍飛行的概念。他設想，火箭將載荷推出大氣層之後，然後采用彈跳軌跡的方式延長射程。

1943年還在美國的錢學森在起草的一份火箭噴氣推進實驗計劃中，在桑格爾彈道的基礎上構建了一種設想，這就是著名的桑格爾-錢學森彈道。錢學森彈道就是將彈道導彈和飛航導彈的軌跡融合在一起，其前段采用彈道式彈道,後段為無動力滑翔彈道。

精髓在於利用火箭為動力把飛行器發射入高空，突破大氣層，然後飛行器從太空再度返回大氣層，當角度合適的時候，飛行器會如同瓦片在水面上打水漂一樣被彈起，然後再落下，通過這樣一系列的彈起——落下的運動軌跡，飛行器就能夠以高速抵達目標。後來，科學家將它用在了探測器返回技術上。

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錢學森彈道最大的價值除了在探測器返回技術之外，可以用在高超音速武器上，高超音速，指物體的速度超過5倍音速，約合每小時移動6000公裡。舉例來說，按照這個速度從烏魯木齊直飛上海只需30分鍾甚至更少。

亞音速巡航導彈打擊1000公裡外的目標需要1個多小時，而高超音速巡航導彈只需要不到10分鍾。因為速度太快，現有的防空武器對它基本無計可施。加上具有驚人的動能，對鋼筋混凝土的侵入深度可達十幾米，特別適合打擊深埋於地下的指揮中心等堅固目標。由此高超音速武器也被稱為航母終結者。

錢學森彈道在裡面發揮了什麼樣的作用，利用錢學森彈道來“打水漂”，中段/再入段的飛行軌跡就再也無法預測，面對如此高速的彈頭根本就沒有攔截的可能性。敵方反導攔截的概率無限接近於0。

而且可以中途多次變軌，如果目標移動，它可以在中途實時變換軌道，重新鎖定目標，讓敵人逃無可逃。

在70多年的時間裡，美國進行了各種研究想要把錢學森彈道變為現實，比如“魚鰾”項目，“X20”計劃等等。但是都以失敗告終。俄羅斯曾經開展的鷹高超聲速技術發展計劃，也采用了錢學森彈道的構想，但是也失敗了。

總結

目前來說，中國是全球唯一一個成功將錢學森彈道成功應用在了高超音速武器上的，中國造出了全球唯一一款已經實戰化的已經列裝的乘波體高超音速彈道導彈，中國高超音速導彈末端速度最快可以達到20馬赫，也就是每秒6806米，第一島鏈最遠只有1800千米，只需要4分鍾的時間就可以到達，這樣恐怖的速度任何防空都沒有反應的時間。

總結來說，嫦娥五號使用的太空打水漂，脫胎於錢學森彈道，因為可以減少防熱材料的使用，增加載荷，這種再入模式對載人任務非常友好。

中程彈道導彈以常規反艦導彈或者空空導彈為載荷的話,采用錢學森彈道之後,可以在幾千公裡的范圍上對敵人的艦艇和飛機造成巨大的威脅，是一個可以輕易改變戰爭游戲規則的殺手鑭，

目前中國是全球唯一一個將錢學森彈道成功應用的國家，最後，我們要在這裡感謝兩個科學家，一個是錢學森，一個是郭永懷。

美國從80年代就提出發展高超音速武器的計劃，而郭永懷在50年代就已經提出了高超音速武器的概念，並且提出中國一定要發展高超音速武器，這一倡議讓祖國在高超音速武器的研究上領先全世界。

1968年，郭永懷領導組建了中國空氣動力研究與發展中心，他讓自己的學生俞鴻儒建造高超聲速風洞，風洞是以人工的方式產生並且控制氣流，用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，是航空、航天、航海以及地面交通等等一切裝備制造的一個最重要的裝備之一。

1969年郭永懷犧牲，俞鴻儒不忘老師囑托，經過20多年的研究，創新性地提出了成反向爆轟驅動技術。而在俞鴻儒和其學生等人的努力下，中國建造JF12高超聲速復現風洞，可復現25—40公裡高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件，JF12也被國際上稱為“高超巨龍”，是世界最大的激波風洞，也是國際首座可復現飛行條件的高超聲速風洞。

中國能夠建造高超音速武器，沒有高超聲速復現風洞是不可能完成的事情。

我們一起給我們的國家點贊的同時，也不要忘記錢學森、郭永懷等先輩，正是在一代又一代的中國人努力下，中華民族才可以重新昂首東方。