讀者園地

@Andy157：據(jù)說俄羅斯總統(tǒng)普京在談到“先鋒”高超音速導(dǎo)彈時，曾說這種導(dǎo)彈飛行就像冰棍，會邊飛邊融化，是什么“冰棍效應(yīng)”。這是怎么回事？

李文盛：2020年9月，俄羅斯總統(tǒng)普京在談到最新服役的“先鋒”高超音速導(dǎo)彈時，說：這種導(dǎo)彈在飛行中會像雪糕一樣融化，因此能承受極高的表面溫度。在與俄核工業(yè)代表舉行的會議上，他又說：“這就像是‘冰棍效應(yīng)……”這看似一個玩笑，實際是對導(dǎo)彈彈頭抗燒蝕機理的一個非常恰當(dāng)?shù)谋扔鳌?/p>

導(dǎo)彈高速飛行時有氣動加熱現(xiàn)象，而且溫度與飛行速度、高度有關(guān)。因此設(shè)計它們的彈頭時必須考慮熱防護問題，科研人員先后找到了四種方案：熱沉式、輻射隔熱式、燒蝕式、發(fā)汗冷卻式。

使用最廣、效率最好的是燒蝕式，特別是對中遠程導(dǎo)彈彈頭。普京說的“冰棍”，就是這種方式里的一種。

燒蝕式防熱，是利用材料在受熱條件下產(chǎn)生汽化、蒸發(fā)、升華、流失等一系列物理化學(xué)變化，消耗部分質(zhì)量，同時將大部分氣動加熱在表面消耗或帶走。其關(guān)鍵是燒蝕材料的選擇與制造。根據(jù)燒蝕機理和燒蝕特征，目前大致可以分成四類：碳化塑料燒蝕材料，熱塑性燒蝕材料，耐高溫氧化物燒蝕材料，耐高溫陶瓷燒蝕材料。

彈道導(dǎo)彈、高超音速導(dǎo)彈，飛行時面臨的環(huán)境條件范圍很寬，因此沒有固定的某種材料比其它材料特別優(yōu)越。但相比而言，碳化燒蝕材料，應(yīng)用范圍最廣，因為它兼有輻射式、發(fā)汗冷卻式熱防護方法的一些優(yōu)點。

《兵器知識》雜志

光明網(wǎng)軍事科技前沿聯(lián)合解答

@Ghost^TEL：坦克炮的炮管壽命多長？

徐志偉：坦克炮的身管壽命，一般是以打出去的炮彈發(fā)數(shù)來計算。如果非要用時分秒這類單位未計算，可以說不到5秒，也可以說很多很多年。在封存狀態(tài)下，炮管內(nèi)會灌滿黃油等以防銹蝕，放幾年后裝到坦克上使用，毫無問題。只要保存得當(dāng)，更長時間都沒問題。

但在戰(zhàn)斗情況下，坦克炮更適合以打多少炮彈來衡量壽命，一般500～1000發(fā)。之后如果硬要接著用，也可以，但炮彈彈丸的初速、動能都要大大降低，從而影響其射程、穿甲威力、命中精度，達不到戰(zhàn)術(shù)要求。

以德國“豹”2的120毫米滑膛炮為例，發(fā)射時膛壓非常高，相當(dāng)于6 300個大氣壓，這樣炮口初速才能達到1600～1800米/秒，穿甲彈的動能有10兆焦。而一般的榴彈炮，炮口初速也就是600～900米/秒。超高的膛壓使得炮管內(nèi)壁嚴(yán)重?zé)g，于是該炮的身管壽命只有700～1000發(fā)，而同口徑榴彈炮身管，壽命可以達到5000～10000發(fā)。坦克炮彈通過炮管的時間一般只有5毫秒左右。因此按有炮彈飛過的時間算，坦克炮管的壽命不到5秒鐘。

@Dr.Hu：什么叫逆合成孔徑雷達？

熊偉：逆合成孔徑雷達，可以看作是把合成孔徑雷達，反過來：后者裝在一個運動平臺上，探測固定目標(biāo);前者是一部固定雷達，探測一個運動目標(biāo)。

合成孔徑雷達、逆合成孔徑雷達具備高分辨率的原理，在電子理論上有多種解釋方法，下面是其中一種。

普通雷達的角分辨率，可以看作是雷達波束的寬度。比如下圖中，三個目標(biāo)都在一個波束內(nèi)，雷達天線發(fā)射一個雷達波過去，三個回波基本上同時返回。因此在雷達眼里，那里有“一個”目標(biāo)。但如果存在橫向移動，這三個回波就會有細微差別。

先說合成孔徑雷達。上圖中，左邊的雷達在向上移動，右邊三個目標(biāo)不動。這時右邊返回的三個雷達回波，中間那個頻率和發(fā)射波一樣。而上面的回波，因為目標(biāo)和雷達間的距離在縮短，因此回波頻率會升高，也就是有多普勒頻移。這個變化當(dāng)然很小，但如今的技術(shù)條件已經(jīng)能檢測出來，只需要積累足夠數(shù)量的雷達回波。下面坦克的回波，因為正遠離雷達，頻率降低。

區(qū)分出多普勒頻移是高是低還是零，而且高多少低多少，就能分辨出目標(biāo)具體在哪個位置。如果能把多普勒頻移的變化區(qū)分出5檔，就能在原來一個波束寬度內(nèi)，區(qū)分出11個目標(biāo)，相當(dāng)于角分辨率提高了10倍。當(dāng)然，這個分析過程在信號收集、檢測上，并不容易。

反過來的逆合成孔徑雷達，雷達是固定的，目標(biāo)在飛行。比如下圖中的飛機，頭尾都在一個雷達波束范圍內(nèi)，但它們相對于雷達的角度不同，反射的回波信號也有不同的多普勒頻移。于是在接收足夠多回波，完成頻率分析后，雷達可以看出這架飛機的長度、大致外形。

當(dāng)然，合成孔徑雷達為了獲得高分辨率，也得有些犧牲。比如機載雷達要盡量以穩(wěn)定速度和固定方向，飛行足夠的時間，積累足夠數(shù)量、強度的回波信號。逆合成孔徑雷達，則要假設(shè)目標(biāo)在一個探測周期內(nèi)是勻速直線飛行。而且這種雷達的數(shù)據(jù)更新率不如其它雷達。因此現(xiàn)在逆合成孔徑雷達適合探測和識別衛(wèi)星、轟炸機等機動少的飛行目標(biāo)，不適合火控等任務(wù)。

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