洲际导弹弹头的落地速度
洲际导弹弹头的落地速度
到目前为止,所有洲际导弹的最末一级助推器的关机速度,也包括所有弹头全程飞行中的最高速度上限,都没有超过第一宇宙速度;也就是7.9公里每秒,这是基本常识。因为一旦超过这个速度上限。弹头和末级助推器就会同时入轨飞行,不再轻易落回地面。而到目前为止,所有洲际导弹都会在25分钟到45分钟的飞行之后,弹头和所有助推段都陆续落回地面。不但不能入轨,甚至不能环绕地球飞行一整圈。入轨后带弹头飞行的,那叫轨道轰炸器。虽然所有大国都从理论上探讨过,部署轨道轰炸器的可能性。但是由于综合风险过大,冷战高峰时的美苏都没敢真正部署。冷战过后,战略形势不再那么剑拔弩张。就更没有相互部署轨道轰炸器的必要了。从末速度都不能超过第一宇宙速度这个基本原理简单来理解。
似乎所有洲际导弹都不具备发射人造地球卫星的能力。其实全球第一枚成功发射人造卫星的火箭,就是洲际导弹改装的。实际上是把原本洲际导弹的大弹头的重量,更换为增加一级助推器和小卫星的总重量。而下面的两到三级大助推器基本不变。这样可以让最上面级的末端关机速度,首次超过7.9公里每秒。让末级火箭和小卫星一起入轨围绕地球旋转。从这个原理上来讲,如果入轨卫星的质量很小。比如美国人最早发射成功的卫星只有几公斤。那么甚至也可以把中程导弹改造成可以发射卫星的运载火箭,甚至都不需要使用昂贵的洲际导弹来改装。某国成功发射第一颗卫星的火箭就是用中远程导弹改装的。而且成为当时首发卫星中重量最大的一个。因此不论是导弹还是运载火箭,能不能成为洲际导弹或者能不能最终发射卫星,
瀚海狼山(匈奴狼山)认为,还要看有效载荷的总重量、末端关机速度和末端关机矢量这3大要素。因此导致早期的大多数洲际导弹的弹道最高点,居然比很多近地轨道的卫星轨道的远地点还高。比如大多数载人的航天器,包括飞船和航天飞机等,远地点基本不会超过500公里;有些间谍卫星的轨道高度只有200多公里;极轨气象卫星的轨道高度也大多在800公里左右。而第一代洲际导弹的弹道最高点往往在850公里以上。比很多卫星的轨道还高。因此可以让战略预警雷达。在四五千公里之外的地面上就可以提前发现并且预警。可在弹头落地前15分钟就确定对手发射了洲际导弹。而现代最先进的洲际导弹,则尽量避免飞得如此之高。可以把轨道压低到200公里以下。这样给对手的反应时间就压缩到5分钟之内,大大提高了突防概率。那么问题来了。洲际导弹弹头再入时的真实速度有多高呢?
前面一开始就说了。洲际导弹的弹头,飞行全程中的最高速度都没有超过7.9公里每秒。其实射程在1.1到1.2万公里的导弹。大部分弹头最高速度在7.5公里每秒左右;也就是25马赫。注意,这个25马赫,其实等于音速标准设定在300米每秒。其实是用了高空音速值。而不是海平面音速的340米每秒。25马赫基本是洲际导弹弹头在高空无空气阻力情况下的最高惯性速度。而一旦再入,大气层会给弹头快速减速。不论是1.5吨级的大弹头还是350公斤以下的小型长圆锥弹头。由于本身比重都不大。无法像钨合金长杆穿甲体那样,以较小空气阻力保持速度。因此对所有洲际导弹弹头的大气减速效应都是很明显的。大气层95%以上的物质和重量,其实是集中在2万米以下。因此所有洲际导弹的弹头,再入后在2万米以上,是黑障逐步减速。
而到了2万米以内,则是急剧气动减速。一般弹头到距离地面1.2万米时,末速度一般还有5马赫左右。而再下落到地面附近,可能连3马赫的末速度都没有了。3马赫的末速度只相当于步枪子弹的出膛速度;或者说只有钨合金穿甲弹6马赫初速度的一半。因此可以比较容易地进行末端拦截。也正是早早认识到,弹头接近地面的末速度太慢,容易拦截。因此用来打击大城市之类的弹头,直接在9000米左右的高度就引爆了。这样可以在扩大冲击面的同时还保留一定的高速防拦截能力。如果需要打击发射井一类的硬目标,就需要弹头贴着地面爆炸。而此时弹头落地速度已经很慢,是完全可以进行末端拦截破坏的。