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踢館:用電作為動力的話,能實現超音速飛行嗎?

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又到周末,照規矩堂主今天少閑扯。帝都這兩天一直在下雨,周末看樣子不能騎車了,堂主不開心……

問:帥氣的堂主,不考慮電容的限制,能用電實現飛機超音速巡航嗎?

要說單純的電推進,不要說超音速了,連第一宇宙速度、第二宇宙速度、甚至是第三宇宙速度都有了,也就是16700米/秒,相當於50倍音速了。不過,這都是在太空中的,是用電火箭一點一點加速起來,加速的時間甚至可能超過十年。

圖:衛星在太空中的用於保持軌道的電火箭發動機就是純粹用電的,推力極低,所以在大氣層內是沒法用了。

就現在來說,要是以電為動力的話,噴氣式原理就不能用了,要麼是電動機帶螺旋槳,要麼就是電火箭。電動機帶螺旋槳的話,因為螺旋槳本身只能靠機械做功加速空氣,因此向後的氣流速度是基本不可能超過音速的,而根據動量守恆定律,這樣飛行器也就不可能超過音速。

圖:所謂的超音速螺旋槳,應用速度範圍也只是到跨音速區,也就是到0.8M左右,離超過音速還早著呢。它所謂的超音速,是槳葉末端的線速度超過音速,可不是發動機前進速度。

圖:螺旋槳壓力係數分布圖,可見螺旋槳葉上就沒有高壓區。空氣是可壓縮的流體,如果槳葉轉速過高,氣流被壓縮過度就會與槳葉分離,導致其失速,因此螺旋槳不可能把空氣加速到超音速。

圖:美國私人飛行愛好者多年前曾設計過一架飛機,裝備外形特殊的超音速螺旋槳,試圖挑戰螺旋槳飛行器超音速,不過很多年也沒有下文,想必試驗結果不樂觀

噴氣式發動機雖然看起來也是用葉片把氣流從前面往後面驅動,但是噴氣式發動機裡面有燃燒室,在燃燒室裡面把化學能的熱量轉化成了氣流的動能,因此噴流速度比壓氣機壓進來的速度要快得多,這樣就能超過音速。而螺旋槳後面沒這個過程,自然沒法超音速。

圖:噴氣發動機的壓氣機在前部,這時候空氣都是冷的。到中部的燃燒室燃油燃燒加熱,空氣迅速受熱膨脹,然後才能實現超音速,這時候它再推動渦輪轉動並從噴管噴出去。

電火箭的噴流速度倒是非常快,但是現在的電火箭推力只能用克來計算,放在大氣層內根本什麼都推不動,只能在宇航領域使用。

問:踢館,堂主,你提到了呆灣的多數防務措施是瞎搞,那麼做個遊戲吧。假如你是台匪頭子,在大陸提防美日捲入的情況下,你該如何打好台灣的「防守戰」?

呆灣多年來的「防守戰略」,以之前跟一個台軍退役軍官聊下來的結果來看,他認為郝伯村時代定的戰略相對切實一些。

因為台灣本身的水系基本上是從中部的中央山脈向西部平原流,所以河流基本上是從東向西的,而剛好面對海峽的就是西部平原。如果戰時解放軍開始登陸了,那隻要炸掉這些東西向河流上的橋樑,台軍在西部平原布置的重兵就等於是困在自己的地盤上沒法調動了。一個地方被登陸,那就只有當地的兵力能應付,陷入為自為戰的狀態。

圖:台灣河流圖,雖然每條河上都有很多橋,但炸橋速度總比建橋快。於是台軍想支援,在重點區域搞縱深防禦,讓部隊從平原地帶的東部支援西部更可靠。

所以郝伯村時代的思路就是把主力部隊放在中央山脈山麓,然後修大量的東西向高速公路,指望後方預備隊支援灘頭,而不是靠部署在西部平原的大部隊互相支援。

結果,李登輝開始搞清洗以來,台軍部署反而是越來越靠西,越來越靠近海灘,來給自己壯膽,這連政治干預軍事都不算,純粹是輿論干預軍事了。這樣看起來台灣海峽一側的台軍戰鬥力好像上來了,但整個陸上「防禦體系」實際上完全就崩了。在其他方面也是如此,政治上壯膽的需求高于軍事上的實戰需求,這樣的情況下自然談不上什麼可用戰略了。

圖:郝伯村的思路到最後,就是建了3個陸航旅,併購買AH-64攻擊直升機,用於對全台的登陸場進行快速反擊,不得不說這是對我們很有威脅的。

圖:坦克上灘頭是金門時期的勝利經驗,加上台灣西部太小,沒有防禦縱深,於是台軍防禦以阻止解放軍建立團級登陸場為目標,必須對小型登陸場實施主動進攻,於是就派出去了。在解放軍空襲能力弱的時候這樣還可以,現在的話,就是送人頭。

圖:現在美國人給台灣出了主意:放棄灘頭決戰,改為城市游擊戰,也就是在台北、台中、新竹等城區搞防禦,從而最大限度的拖延解放軍佔領速度,給「美國援軍」更多時間。不過以堂主看,「美國援軍」來不來還是個問題。

問:堂主,接我一腿。都說蘇聯在1940年代有進攻德國并吞並歐洲的大計劃,那時候蘇聯剛剛度過大清洗、大饑荒,政權不穩軍心浮動,斯大林怎麼可能集中舉國之力實施如此瘋狂的計劃,他就不怕國內政變嗎?

圖:俄國人民是抖M屬性的,領導人殺別人殺自己人都可以獲得認可,但是不殺人絕對不行,那種軟蛋會被迅速推翻,比如戈爾巴喬夫。葉卡捷琳娜女皇是政變中推翻自己的丈夫登基,沒什麼合法性,但就是打土耳其打得好,所以當了一輩子女皇,還被認為是最偉大的俄國統治者之一。

圖:列寧主義認為,戰爭是資本主義的必然產物,資本主義發展到帝國主義階段,重新瓜分世界和爭奪勢力範圍的帝國主義戰爭是不可避免的。蘇共中央據此認為英、法、德、美、日等資本主義列強必然對本國發動大規模侵略戰爭或世界戰爭,因此從完成國內革命戰爭起,便時刻準備應對下一場大規模戰爭。所以沒有「大雷雨」,也會有「大暴雨」、「大冰雹」……戰略反攻不可不做。

蘇聯實際上在30年代就一直有大進攻的計劃,當時他們以為坦克多飛機多就可以了,所以造了比全歐洲其他國家更多的坦克和飛機,雖然說T-26坦克和I-16戰鬥機在30年代末就很落伍了,但是數量上很嚇人。

圖:蘇聯有一種技術崇拜,簡單來說就是「大就是好、多即是美、炮塔越多越光榮」的多炮塔邪教作風。在1930年代,蘇聯瘋了一樣的造輕型坦克,這一方面是為了滿足大縱深進攻所需的物質基礎,再一個就是技術崇拜帶來的非理性繁榮,脫離保障能力的堆裝備。

實際上計劃1943年進攻的大雷雨計劃,比起30年代的計劃反而是個退步了,原因無它,因為見識到了1939年進攻波蘭戰役中蘇軍和德軍的戰鬥力差距,還有打芬蘭的冬季戰爭一坨狗屎一樣的戰果,所以對自己力量的預估降低了,覺得到43年才有能力進攻,比起之前覺得自己隨時可以進攻要低調多了……

圖:1940年2月,卡累利阿地峽,快速通過開闊地帶的T-26/1939型坦克。這麼多坦克實際沒有發揮多大作用,蘇軍完全是用自殺式的方法在作戰。蘇芬戰爭中把大清洗對軍事力量的損害徹底展現出來,不僅蘇聯人自己感到害怕,德國也自認為看清了蘇軍的底細,於是才有了希特勒稱蘇聯是搖搖欲墜的房子的說法。

問:請問堂主,1950到1954年越南在中國軍事顧問團指揮下,能打出東溪之戰、中原反圍剿這樣的運動殲滅戰,也可以打出奠邊府這樣的圍殲戰,為什麼1964年之後越軍就陷入只能打偷襲戰、游擊戰、人體炸彈和硬碰美軍的德浪河谷之戰、順化之戰呢,是不是因為越南南方局拋棄了中國軍事理論,而更偏向蘇聯軍事理論呢?

這個……強弱是要看對手啊。

就像抗法戰爭期間那種圍殲戰,法國人最多就是動員幾十架老掉牙的二戰飛機來轟炸越軍的圍攻部隊。只要做好隱蔽工作,那不管法國人怎麼打,部隊主力至少是能保證安全的,這樣下來部隊才能在目標附近運動、展開和進入戰鬥。

圖:法國在越南的主力戰機是F8F,這是美海軍二戰最後一款戰鬥機,在50年代搞對地攻擊並不是很專業對口,攻擊能力不強。

圖:美國人的空襲主力是B-52轟炸機,一次投彈30噸,攻擊力是F8F的十幾倍,出動架次還多得多,那空襲能力自然是上百倍的漲,越南人的防空、隱蔽和防護能力可沒有這個漲幅。

圖:哪怕是扔炸彈火箭彈搞近距離支援,美軍也用的是F-4這種重型戰鬥機,載彈量是F8F的幾倍,設備更好準確率更高。

比如說奠邊府吧,從53年11月打到54年7月份,九個月時間戰鬥裡面,法軍戰機總共出動量只有1629個架次,平均每天只有六、七個架次飛機。而看看同樣的圍攻戰鬥,溪山戰役五個多月時間,美國人光是攻擊任務就出動了兩萬多個架次,投彈八萬多噸,空運規模也是奠邊府的近百倍,這樣打起來怎麼可能一樣……

圖:美軍當時C-130已經大量服役,可以直接向前沿機場空運部隊,或者用幾千架直升機迅速空降部隊到周圍山頭形成包圍圈,這樣的話你讓越軍怎麼搞機動作戰?

問:美國的武裝偵察直升機都退役了,只剩AH-64了。我國卻裝備了三款不同的機型,是不是浪費啊?如果直九按歐標設計,還有很多壽命就退役浪費,那直19不成雞肋了?//堂主,隨著線控反坦克導彈的逐漸淘汰,武裝直升機還有存在的必要麼?

美國的武裝偵察直升機是因為壽命到期了才退掉的,而我國的直-9壽命還早,所以正常情況下來說是不用退掉的。

直-19雖然名義上是武裝偵察直升機,但是實際上其武器攜帶能力也算湊合了,不像OH-58真的是只能偵察,直-19本身已經能夠完成大量的對地打擊任務。

而且OH-58D是2.5噸最大起飛重量,發動機功率才650馬力,機動性其實也很慘。直-9是4.1噸最大起飛,有兩台850馬力的發動機,功重比要比OH-58D高得多,直-19更是增大到了940馬力的發動機,功重比更高。

圖:美國OH-58D偵察直升機,只能帶2個7聯裝70毫米火箭彈巢,火力很弱。

圖:帶反坦克導彈時,也就是4枚而已。

圖:武直9的載彈量是OH-58的兩倍,雖然只有AH-64的一半,但也不算少了。

隨著各種不依賴導線的反坦克導彈向各個平台普及,武裝直升機的反坦克作戰優勢是降低了很多,不過武裝直升機本源的任務並沒有削弱,那就是運輸直升機在地形複雜區域執行空中突擊作戰,為其執行護航任務。機降部隊到了突擊著陸區域,也需要武裝直升機來掩護運輸直升機著陸,清掃登陸場附近的抵抗。

圖:直升機不管是否落地,投放步兵時都要停在那裡不動,於是特別容易被伏擊。

圖:為了應對機降場附近的游擊隊,剛開始美軍是在直升機側面加機槍,後來搞出專用武裝直升機,用炮塔的火箭彈清理這種目標。

圖:早期武裝直升機其實是在越南以對地攻擊和護航為主,不是搞反坦克的,就是在運輸直升機上加武器,和直9是同樣的思路。

問:飛行員是不是需要氧氣比例高於正常空氣的氣源,要達到百分之多少氧氣才夠?否則的話不需要分子篩,直接把外界空氣加壓就可以了啊?

飛行員尤其是戰鬥機飛行員,在高強度飛行中工作負荷是相對比較大的,尤其是在高過載機動下,需要比較高的含氧量才能滿足體力的需求,這樣為他提供單獨的氧氣來源是必須的。另外在高空不光是呼吸系統本身面臨低氣壓的影響,飛行員整個身體都面臨低氣壓影響,如果不能有效加壓,甚至可能導致血液沸騰的問題。

圖:F-35的飛行表演程序,可見較大動作都是靠飛機盤旋完成的。盤旋時飛行員要承受最高9g的過載,這導致人體內血液向下流動,以致腦部缺氧出現黑視、昏迷等現象。為了確保大腦的氧氣供應,必須提高氧氣含量。

圖:在戰鬥機上體驗大過載飛行以致昏迷的記者,這就是腦部缺氧的結果。大過載時人呼吸困難,為了提高效率就得供應純癢。

至於比例多少,這一般要根據飛機的飛行高度、機動性來調節,沒有一定之規。就現在看,在8公里以下一般是混合氮氣供氧,而到了8到12公里高度需要直接供氧正常大氣壓的純氧,超過12公里就必須加壓供氧,不然不能滿足高空飛行的需求。

圖:不同高度的供氧標準。

圖:加壓供氧就是強制飛行員呼吸,以保證其供氧量。F-22這類四代機戰鬥時的通常高度就在15公里左右,如果不能讓飛行員長時間保持較好的體力,其威力是發揮不出來的。關於飛行員體力、抗過載方面的知識,企鵝號候知健寫的很好,大家可以找來讀讀。

迷你踢館

問:堂主,這次求翻牌!伊朗空軍的波斯貓在中東地區上空還有優勢么?

還是個嚴重威脅,但絕對稱不上是有優勢,畢竟現在很多國家都有新的F-15了,不像當初兩伊戰爭波斯貓毆打的是米格-23這樣的弱雞。

圖:當年F-14威力大,主要靠的是大功率雷達和遠程主動雷達制導空空導彈,於是可以在很遠距離不被發現的情況下突襲。現在電子技術進步這麼大,主動雷達空空導彈也多了,而波斯貓卻嚴重老化,怎麼可能繼續有優勢呢?

問:堂主,新人發言求採納。我想問一下,現在各種制導炸彈、導彈甚至連炮彈都制導了,威力也越來越大,那現代戰爭中是否還會出現像朝鮮戰爭中那樣,為了佔據一個山頭雙方投入大量兵力長時間的拉鋸戰?

朝鮮戰爭是比較特殊的,因為雙方兵力密度夠大,而且地形複雜,所以很難機械化迂迴作戰,於是變成了陣地戰。而且實際上雙方都不想打了,52年之後的戰鬥其實都是為了在談判桌上多點籌碼而已。那時候的轟炸、炮擊不準,即炸不掉地下坑道,也炸不掉多數出入口,於是就反覆了。

問:堂主威武!都說裝甲戰鬥車輛是燒錢的主,那麼請問從研製、採購、培訓、維護等全系統角度來看,坦克、自行榴彈炮、自行反坦克炮、自行高炮、自行加農炮(如果有的話)、自行火箭炮這些裝甲車輛價格如何排名,為什麼?

為方便比較,姑且算作通用底盤吧。自行高炮毫無疑問單位最貴,其他的不區分土豪版還是屌絲版的話很難給個具體價高價低,手操版的自行炮和自動裝填的區別就很大了。

圖:高炮主要貴在那兩部雷達上,搜索、跟蹤雷達別看飛機都有,但給車輛用上就顯出價格來了。當年M1A1坦克還只要300萬美元的時候,獵豹自行高炮就已經要800萬美元了。

問:很多155自行榴彈炮的炮彈頂端都有一個圓環,那個圓環是做什麼用的,一定要有的嗎?

炮彈頭部是空心的帶螺紋孔,使用的時候是要把引信擰進去的。而平時需要一個塞子塞住這個孔保護裡面的裝葯,同時有個圓環也適合手提。

圖:打之前記得把引信換上,否則不會炸

問:帥帥的堂主,問一個關於飛行器的問題。為什麼人類到現在還沒有研製飛碟形狀的飛行器呢,這其中有什麼難以克服的難題呢?求堂主翻牌啊!

因為這玩意不科學啊……不符合空氣動力學的基本原則,哪怕能飛起來性能也很差。

圖:納粹德國當年研究過,不過和科幻里的飛碟不一樣,仍然是噴射氣流的原理,飛行性能也很差。

問:核武器的當量大小僅僅是殺傷範圍的變化嗎,是不是當量越大、越靠近中心,受到的破壞就越大,將來會不會在一定的範圍內不斷的加大破壞力,或者是發現比核武器再(不知氫彈算不算)高一級或者高數級的武器?

這是數學和物理決定的,衝擊波向外擴散必然是密度越來越低,正常的物理條件下肯定是離爆心越近威力越大。

問:堂主,能解釋一下反斜面是個什麼樣子的,能介紹幾個經典的利用反斜面防禦的例子嗎?

反斜面陣地,就是說有一個小山坡,敵人在山坡的南面外一點部署,而我躲到山頭的北邊,這樣敵人的炮彈就必須翻過山頭才能打。如果是小仰角的火炮,打過山頭就直接飛向藍天,只有榴彈炮和迫擊炮這樣的大仰角曲射炮才打得到,這樣等於就廢掉了敵人的直射火力。而曲射炮因為不知道我在山頭後面的部署,所以也打不準。經典案例就是滑鐵盧了,威靈頓就在山頭後面躲掉了拿破崙的重炮轟擊。

圖:反斜面陣地示意圖

圖:一個典型的反斜面炮兵陣地,右上方是大仰角豎起的炮管,炮管對著山脊,對方的炮彈如果彈道不夠彎曲,是打不到這門炮的。

問:請問堂主,最近和我們關係一向不錯的巴基斯坦從別的國家不斷軍購,請堂主幫忙分析一下原因?

因為巴基斯坦很窮,他們的軍購很依賴其他伊斯蘭國家支援,像土耳其這種給了錢的金主自然要賣自己的武器。

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