謠言傳遍天了!說說這次咱們的彈道導彈發射試驗吧
首先要告訴大家的一個概念是“物理是一個好東西,別逼着牛頓掀棺材板”。
按照很多民科和軍事自媒體營銷號的說法。
威斯敏斯特大教堂的這裡早就應該被牛頓踹成齏粉。
好了,說正題:
我們的火箭軍 在9月25日上午向太平洋相關海域,試射了 1 枚攜帶訓練模擬彈頭的洲際彈道導彈,準確落入了預定海域。這次發射的洲際彈道導彈型號是東風-31AG,使用機動發射車發射。
得益於新的第二級和第三級助推器的改進,我們的東風-31AG最大射程達到了13200公里。
但,話說回來,網傳我們的東風-31AG射到美國只需要5分21秒的時間?這就有點扯淡了。
我們來看一個東風-31AG飛行的彈道圖:
彈道導彈的飛行是依靠火箭發動機助推加速的,這裡有兩個很重要的時間點:關機點和彈道最高點。
在關機點之前,導彈依靠火箭的燃燒將化學能轉化爲動能,同時隨着導彈的升高一部分動能由於地球引力被轉化勢能。在關機點後,導彈的火箭發動機完全被拋掉,但是由於慣性,導彈的彈頭依然會升高,同時也因爲地球的引力將導彈的動能繼續轉化爲勢能。
動能轉化爲勢能的過程中導彈的動能逐步降低,直到到達了彈道最高點的一瞬間,導彈彈頭的動能全部被轉化爲勢能,這時候,導彈彈頭的速度爲0。
在越過了彈道最高點後,由於地球引力的重力加速度作用彈頭的勢能會逐漸轉化爲彈頭的動能,換句話說這是一個自由落體加速的過程。彈頭又被重新加速直至以最大速度越過卡門線再入大氣層、擊中目標。
在這個過程當中我們會發現雖然外太空沒有大氣阻力讓導彈減速,但是越過關機點之後導彈的速度是一個先減慢再加速的過程,並不是會一直維持導彈在關機點上的最高速度。
那麼13200公里僅僅用5分21秒就跑完,即便是咱們不談導彈在飛行過程中的加減速過程,我們就當作是平均速度來看,也達到了每秒41121.5米/秒。
也就是說1秒鐘可以飛41.1千米。
地球的逃逸速度僅僅爲11.2千米/秒(第二宇宙速度)。在這個速度上導彈不僅僅是不會再落回地面,而且如果方向射對了,那麼這枚導彈是是能夠以遠超第三宇宙速度(16.7千米/秒)的速度飛向銀河系內的任何一顆恆星的。
拜託,我們就是射了一枚訓練用的洲際導彈,並沒有發射一艘星際飛船。
還沒有概念嗎?如果是這個速度的話,我們從成都坐高鐵到宜昌大約要2.6個小時時間,這段時間,足夠這枚導彈打到38萬公里以外的月球了。而通常一次登月任務從發射火箭開始計時,到達月球軌道目前要飛三天多的時間。而咱們這個導彈飛月球一天能打四個半來回。
其實這還是按照直線距離來計算的,注意給大家的示意圖,導彈飛行軌跡並不是一個直線,而是一個拋物線。兩點之間直線距離最短,而拋物線要長得多。東風-31AG在攻擊 13200 公里射程目標時的實際飛行彈道長度約爲 21066 公里。那麼導彈的平均飛行速度就上升到了65.6千米/時。
這數據讓讓看的,W君都覺得十一假期是不是去趟木衛六看看木星大紅斑啊,假期結束的時候還不用請年假就能趕回來上班……
自媒體一吹,還能吹出五分零三秒的記錄:
這比之前“保守”的5分21秒還牛。
實際上,東風-31AG飛行13200公里的距離是需要30-35分鐘的。不是我們不能讓導彈飛得更快,而是再快,導彈就成了地球人造衛星無法落地了。
至於5分多鐘的時間……東風-31AG系列飛到距離地面617公里的關機點高度就需要飛行約228 秒(3分48秒)才關機1分多鐘而已,讓導彈再飛一會吧。
那麼現在就有人在擔心了,東風-31飛那麼長的時間,是不是敵人就有充分的準備時間來攔截我們發射的洲際彈道導彈了呢?
還是之前拋物線圖,W君加上了典型的攔截系統的攔截區域劃分。
目前對我們有威脅的成熟的反導攔截系統只有薩德和標準3。
薩德THAAD(末段高空區域防禦系統)攔截區域:一般用於攔截中程和中遠程彈道導彈,設計高度爲 50-150公里。在圖中,THAAD 的攔截區位於再入段初期(卡門線附近),只能攔截那些還沒有飛出或者已經進入大氣層的彈道導彈目標。按照薩德的攔截系統的設計,只可以攔截助推段和再入段的中短程彈道導彈,能對我們形成威脅的是在助推段,但按照薩德的攔截範圍來看,它能攔截的助推段彈道導彈的飛行高度還在我們境內呢,用薩德攔截根本不現實。
而標準3的通常攔截高度爲150-500 公里。這是中遠程彈道導彈的飛行高度。
有一定概率攔截射程5000公里以下的彈道導彈。
而對方正在研製的陸基中段防禦系統(GMD)
雖然號稱可以攔截距地面飛行高度2000公里的目標,但是截至 2018 年美國只實驗性的佈置了44套(阿拉斯加40套,加利福尼亞4套)。根據測試數據表明,對於單一目標GMD的單發攔截概率爲56%,四發齊射攔截單一目標的攔截概率爲97%。
好玩嗎?
不明白?看下圖:
這是一枚典型的洲際導彈再入器,上面攜帶了10枚彈頭。也就是說,只需要一枚攜帶10個分導式彈頭的洲際彈道導彈,就可以直接消耗光GMD目前所有的防禦資源。
這還只是一枚洲際彈道導彈所攜帶的真實彈頭的數量。你以爲這就完了?看下圖:
這叫做“穿透輔助裝置”。最簡單的穿透輔助裝置就是這種玻璃製品。可以和彈道導彈的彈頭一起發送到太空中,在⬛⬛⬛⬛⬛⬛的時候導彈會拋棄掉整流罩,露出再入器具,這些內部充有高壓氣體的玻璃器皿會在真空環境中由於內部壓力過大而破裂,從而爆出一堆“太空氣球”。由於特殊的設計,其雷達、紅外、光學信號皆和真正的彈頭別無二致。並且由於太空中沒有空氣阻力,這些小氣球還會在玻璃容器破裂的時候被隨機的刺穿,因此它們在太空中運行的軌跡是隨機多變的。
這就導致了在再入器具釋放真正的彈頭的時候,在對方的偵測設備上會看到幾十上百個假目標。
所以,對於GMD的評估結果是恐怕一枚分導式洲際彈道導彈都無法攔截。
因此,我們倒是不必擔心,以目前人類的科技而言,還不能真正有效的攔截東風-31AG這個級別的洲際導彈。美國不能、俄羅斯不能任何國家目前都做不到。