#頭條深一度-深度閱讀計(jì)劃#

在討論“錢學(xué)森”彈道的時(shí)候有人有這樣的回復(fù)：

不得不說(shuō)，@睿智餅干Fj 這位同學(xué)有一定的想法，也知道一些反推、斜推的概念，并不像很多無(wú)腦軍迷一樣沉迷于超出了物理定律的“科幻”意境中。

如果情商高一些，可以說(shuō)這樣的想法很有英倫范，但W君給出的答案依舊是——這事不成。

先說(shuō)為什么很有英倫范：

在W君看來(lái)毫不客氣的說(shuō)“西歐島國(guó)的人腦子都有病”，而且病得不輕，之前給大家Diss過(guò)很多英國(guó)的軍工航天產(chǎn)品，其核心思想其實(shí)就像回復(fù)里這位同學(xué)的思路，在一個(gè)設(shè)計(jì)需求被提出來(lái)之后，英國(guó)人就會(huì)加上一些部件來(lái)解決眼前的問(wèn)題。然后再加上其他部件來(lái)解決額外加上部件所帶來(lái)的問(wèn)題。最終得到的結(jié)果就是——英國(guó)設(shè)計(jì)多奇葩。

如果不明白，咱們舉幾個(gè)例子來(lái)給大家建立概念。

這是英國(guó)的“挑戰(zhàn)者2”坦克，英國(guó)的主戰(zhàn)坦克是自研的，和美國(guó)的M1、法國(guó)的勒克萊爾、德國(guó)的豹2一樣都是這些軍事大國(guó)的主要陸戰(zhàn)裝備。和其他主流的坦克不同的是，這型坦克用的是線膛炮。

為什么這樣做呢？英國(guó)的設(shè)計(jì)師一直很固執(zhí)的認(rèn)為只有經(jīng)過(guò)膛線高速旋轉(zhuǎn)彈丸才可以獲得足夠的精度，而對(duì)滑膛炮不屑一顧，這一點(diǎn)和主流的坦克炮設(shè)計(jì)就相左了。但是滑膛炮無(wú)法發(fā)射傳統(tǒng)的尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈。

何為“尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈”？這是一種最大化效率的次口徑彈藥，是世界上的主流穿甲彈設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)單的說(shuō)下原理：尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的彈芯是箭形的長(zhǎng)桿，一般的情況下這根長(zhǎng)桿的直徑為30-45毫米。由于是狹長(zhǎng)的箭形，在飛行的過(guò)程中所受到的阻力極小，可以在彈道末端最大限度的保留速度，同時(shí)狹長(zhǎng)的形狀可以在命中目標(biāo)的時(shí)候增加侵徹力。

那么只有30-45mm的直徑是不是就不需要直徑120mm的炮管了呢？這里就有一個(gè)次口徑的概念了，我們把彈丸質(zhì)量設(shè)為m，在炮膛內(nèi)的單位所受到的推力為f，那么彈丸在炮膛內(nèi)的加速度就是f/m 也就是加速度a——這是牛頓第二定律。

問(wèn)題來(lái)了f哪里來(lái)的？又是由什么決定的？其實(shí)f的來(lái)源很簡(jiǎn)單——f=膛壓p*炮管橫截面積s。

如果用30mm的口徑的火炮發(fā)射這根“大鋼纖”，30mm的直徑轉(zhuǎn)化為炮口截面積大約是7.07 cm2，而對(duì)比120mm口徑的火炮截面積則是113.1 cm2，兩種相差16倍。按照標(biāo)準(zhǔn)坦克炮穿甲彈的初速度1600米/秒來(lái)對(duì)比計(jì)算，用30mm火炮在相同膛壓下發(fā)射相同的彈藥，其速度大約也就是100-120米/秒，就完全達(dá)不到擊穿裝甲的目的。

因此加個(gè)彈托的目的也就很簡(jiǎn)單了，適配更大口徑的炮管獲得更大的推力f。這個(gè)輕質(zhì)材料所制作的彈托在飛出炮口后由于約束消失就會(huì)在氣動(dòng)作用下輕松的拋棄掉。

但是，這種彈藥就顯然不適合線膛炮了。在膛線的作用下彈丸會(huì)被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，會(huì)使得彈丸的尾翼失去效果。

英國(guó)人怎么做呢？

在彈托上開槽，預(yù)留出滑道，在滑道內(nèi)放置特氟龍材質(zhì)的滑動(dòng)帶利用特氟龍的潤(rùn)滑特性，讓這些特氟龍材質(zhì)雖然嵌入到膛線內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，但只是在滑道內(nèi)滑動(dòng)而不帶動(dòng)彈托旋轉(zhuǎn)。

這種設(shè)計(jì)堪稱工程學(xué)上的奇跡！為什么說(shuō)是奇跡？看這里！

在正常人的腦子里不采用這種帶有特氟龍滑環(huán)的彈脫倒不是擔(dān)心這玩意能不能有效的在開炮的時(shí)候阻止彈芯轉(zhuǎn)動(dòng)，但在離開炮管的時(shí)候這個(gè)滑環(huán)就得立刻斷裂開釋放彈托。天才的設(shè)計(jì)就來(lái)了，英國(guó)的設(shè)計(jì)師在滑環(huán)上刻痕，在離開炮管的時(shí)候，滑環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力會(huì)讓滑環(huán)立刻斷裂打開彈托。要計(jì)算這個(gè)刻痕的深淺，并且保證后期生產(chǎn)這些刻痕的深淺一致性就需要極高的設(shè)計(jì)加工水平，能做到這點(diǎn)W君就得說(shuō)大英牛逼了。

在感嘆之余，我們回頭看整個(gè)系統(tǒng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這么天才的設(shè)計(jì)本質(zhì)上就是為了補(bǔ)線膛炮的鍋，換個(gè)角度——你用滑膛炮不香嗎？

這種事情在英國(guó)的武器設(shè)計(jì)或者整個(gè)英式設(shè)計(jì)中并不罕見。例如SA80槍族：

仔細(xì)看圖片能看出問(wèn)題嗎？在斯登沖鋒槍沖壓成型降低成本成功后，英國(guó)就進(jìn)入了另一條不歸路。

斯登沖鋒槍的沖壓成型件

從斯登沖鋒槍到斯特林沖鋒槍，以至于SA80槍族都在標(biāo)榜沖壓成型。所以因?yàn)槭菦_壓件即便是剛剛給大家的圖片中的樣槍，上面也由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問(wèn)題出現(xiàn)大量坑坑洼洼的瑕疵。瞄準(zhǔn)鏡下的部位變形，你決定這個(gè)瞄準(zhǔn)鏡能“瞄準(zhǔn)”嗎？不僅僅如此，這個(gè)槍本身沒(méi)有拋殼方向的調(diào)節(jié)能力，沖壓件嘛，如果要做左側(cè)拋殼還得弄一套新的鈑金折彎流程。這就導(dǎo)致了SA80步槍由左撇子握持的時(shí)候，彈殼傷人的事情層出不窮。英國(guó)怎么做的呢？花巨資請(qǐng)HK公司研制了一個(gè)左手轉(zhuǎn)換套件。

但后來(lái)由于成本劃不來(lái)，最終就定義了一條英軍的鐵律——只允許右手持槍，即便是英國(guó)士兵中有11%是左撇子，只要持槍就得遵循這個(gè)鐵律。

所以你看——當(dāng)一個(gè)英軍士兵躲在一個(gè)墻后的時(shí)候，你猜他們大概率會(huì)從墻的哪一邊探出式頭來(lái)呢？

黑色幽默嗎？那咱們拿數(shù)據(jù)說(shuō)話：在1990年至1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，英國(guó)和美國(guó)的軍隊(duì)都參與了對(duì)伊拉克的軍事行動(dòng)。

其中美國(guó)部分叫做沙漠風(fēng)暴行動(dòng)，派遣了約697000名士兵，其中在戰(zhàn)斗中死亡148人，占比0.021%；英國(guó)的部分叫做格蘭比行動(dòng)（OP Granby），派遣了53462名士兵，在戰(zhàn)斗中死亡38人，占比0.071%！

換句話說(shuō)——英國(guó)軍人戰(zhàn)死的概率，是美國(guó)人的3.38倍。一個(gè)是世界頭號(hào)軍事強(qiáng)國(guó)，一個(gè)是靠技術(shù)立國(guó)的西歐老牌強(qiáng)權(quán)，為什么打同一個(gè)敵人，在同一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)，英國(guó)士兵的死亡率高出三個(gè)數(shù)量級(jí)？

當(dāng)然你可以說(shuō)是任務(wù)類型不同、部署區(qū)域不同，但W君的觀點(diǎn)很簡(jiǎn)單：

如果你的設(shè)計(jì)邏輯從來(lái)不是為了提升戰(zhàn)場(chǎng)生存率，而是為了讓零件湊得上、流程跑得通、預(yù)算不過(guò)線，那你早晚會(huì)讓人命為此埋單。

從這件事上，你能不能理解為什么英國(guó)硬要士兵“右手持槍”所帶來(lái)的問(wèn)題了嗎？

其實(shí)要吐槽英國(guó)設(shè)計(jì)，W君可以給大家整整的寫一本書，回頭說(shuō)粉絲的那個(gè)回復(fù)：

說(shuō)到底，其實(shí)就是在導(dǎo)彈上加一個(gè)變軌發(fā)動(dòng)機(jī)而已。

這話乍一聽有理，是不是？導(dǎo)彈軌道有偏差？那就點(diǎn)個(gè)小火箭推一把；姿態(tài)不對(duì)？那就左右對(duì)稱來(lái)個(gè)斜噴管；方向還沒(méi)調(diào)過(guò)來(lái)？那就分段點(diǎn)火……其實(shí)這條路走的還是“英式補(bǔ)鍋”方案。在思路上跟英國(guó)人給線膛炮加滑托一個(gè)調(diào)調(diào)。

其實(shí)說(shuō)個(gè)透底的話——我們的東風(fēng)-17并不是靠某些“程序”來(lái)機(jī)械的改變飛行軌跡的。所以它的“錢學(xué)森彈道”只是“虛有其表”，所謂的錢學(xué)森彈道并不是東風(fēng)-17的飛行本質(zhì)。

講這個(gè)東西之前先看一個(gè)“回旋鏢紙飛機(jī)”：

有一種紙飛機(jī)的折法

可以讓紙飛機(jī)無(wú)論在任何角度任何速度拋出最后都能飛回來(lái)，通常很多人會(huì)認(rèn)為這是給紙飛機(jī)折一個(gè)空氣動(dòng)力面，讓紙飛機(jī)在飛行的過(guò)程中形成一個(gè)圓周軌跡。但這種做法往往只能適應(yīng)一個(gè)很窄的速度和角度范圍。并不會(huì)像大家期待的那樣回到放飛者的手中。這個(gè)紙飛機(jī)的飛行原理其實(shí)被歸納到混沌動(dòng)力學(xué)中。有興趣的人可以去找下這本書：

其實(shí)在19年還是20年的時(shí)候給大家詳細(xì)解釋過(guò)這個(gè)問(wèn)題，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)這是混沌動(dòng)力學(xué)中一個(gè)歸零問(wèn)題。首先說(shuō)什么是“混沌”（Chaos）：混沌是非線性動(dòng)力學(xué)上的一種典型現(xiàn)象，它有幾個(gè)特點(diǎn)，第一、混沌系統(tǒng)對(duì)初始環(huán)境及其敏感，第二是這個(gè)東西對(duì)結(jié)果卻是確定的，系統(tǒng)可以由數(shù)學(xué)方程所描述，從宏觀上并不涉及隨機(jī)性和概率波動(dòng)，也就是說(shuō)結(jié)果會(huì)很明確。混沌的表現(xiàn)就是運(yùn)動(dòng)軌道在有界空間內(nèi)非周期運(yùn)動(dòng)。

最簡(jiǎn)單的混沌動(dòng)力學(xué)其實(shí)也就是W君給大家推薦的那本書中的拋物線。我們可以以不同的速度不同的角度拋出一個(gè)球，球的運(yùn)動(dòng)軌跡和拋出的速度和角度密切相關(guān)，這些初始變量不同球的飛行軌跡也是不同的，但無(wú)論如何球的最后運(yùn)行狀態(tài)都是到達(dá)地面這一確定的結(jié)果。在這個(gè)例子里面所謂的“有界空間”其實(shí)就是地面的支撐力讓球最終可以保持到靜止?fàn)顟B(tài)。而地球的引力則是這個(gè)系統(tǒng)的“奇異吸引子”

當(dāng)混沌體例如東風(fēng)-17導(dǎo)彈再入的時(shí)候，其切入大氣層的再入點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)和制導(dǎo)系統(tǒng)的精確計(jì)算下的。但初期進(jìn)入大氣層的角度差別、氣壓差別，以至于東風(fēng)-17導(dǎo)彈上的裝配誤差都給予了這個(gè)混沌體一個(gè)“初始變量”

因此在飛行過(guò)程中東風(fēng)-17的飛行軌跡會(huì)遵循著一個(gè)典型的混沌系統(tǒng)的演化路徑。這里的“遵循”不是說(shuō)它按照某一套預(yù)先設(shè)定的程序精確執(zhí)行，而是它的整個(gè)軌道是在多重物理擾動(dòng)與氣動(dòng)響應(yīng)之下“自然”生長(zhǎng)出來(lái)的。這個(gè)軌跡對(duì)初始條件極其敏感，從大氣層入口角度、速度、空氣密度梯度到導(dǎo)彈自身外殼微小形變甚至表面涂層的溫度反射系數(shù)，都會(huì)成為“混沌初值”的組成部分。在這些因素作用下，導(dǎo)彈開始并維持一個(gè)“在可控邊界內(nèi)的非線性無(wú)周期軌道”，這正是混沌的精髓。

換句話說(shuō)，東風(fēng)-17的飛行軌道是“生長(zhǎng)”出來(lái)的，而不是“規(guī)劃”出來(lái)的，它并不是被一步一步“修正”到目標(biāo)方向的，而是通過(guò)高度耦合的氣動(dòng)外形與可控引導(dǎo)面動(dòng)態(tài)地“滑出”一條軌跡。這種軌跡對(duì)雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)尤其是高超攔截系統(tǒng)具有極強(qiáng)的干擾性，因?yàn)閭鹘y(tǒng)攔截算法依賴軌道穩(wěn)定性與可預(yù)測(cè)性，而混沌軌道恰恰在“不可預(yù)測(cè)但有邊界”的范圍內(nèi)持續(xù)演變。你無(wú)法預(yù)判下一步的“軌”，但又不能說(shuō)它是隨機(jī)的。

而這種飛行特性本質(zhì)上是對(duì)所謂“程序變軌”、“點(diǎn)火調(diào)整”的降維打擊。在傳統(tǒng)方案里，如果姿態(tài)不對(duì)，就啟動(dòng)小發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)、修正，甚至為此設(shè)計(jì)出復(fù)雜的推力矢量系統(tǒng)。但在東風(fēng)-17這里，它不靠“補(bǔ)鍋”，而是靠“鍋本身就有生命力”。這是一個(gè)從“命令-執(zhí)行”邏輯轉(zhuǎn)向“結(jié)構(gòu)-反饋”邏輯的范式轉(zhuǎn)換。其混沌軌道的本質(zhì)是氣動(dòng)系統(tǒng)與環(huán)境的非線性耦合，通過(guò)內(nèi)部反饋持續(xù)擾動(dòng)自身，讓軌道在敵人眼里始終無(wú)法“鎖死”，卻又始終在我們手中掌控。

其實(shí)，這才是真正的武器設(shè)計(jì)理念，大多數(shù)武器設(shè)計(jì)都是簡(jiǎn)單粗暴的，遠(yuǎn)沒(méi)有大家想象的那么優(yōu)雅。但也是這種“簡(jiǎn)單粗暴”才是真正需要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)并且體現(xiàn)出真正的“高科技”感的。你覺得要解決一個(gè)偏航問(wèn)題就給它加一個(gè)兩個(gè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，你要再解決另一些問(wèn)題你又得加其他部件，最終只能出現(xiàn)一個(gè)臃腫昂貴的系統(tǒng)。但類似于咱們的東風(fēng)-17，就是經(jīng)過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)外形，最小化外部支持部件的需求，這樣才是真正的設(shè)計(jì)。

當(dāng)然了，不僅僅是東風(fēng)-17秉承著這種設(shè)計(jì)思想。世界上大多數(shù)成功的武器都是精心設(shè)計(jì)且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

至于為什么W君特別愛DISS英國(guó)設(shè)計(jì)，這其實(shí)和當(dāng)初上學(xué)的時(shí)候老師有關(guān)，當(dāng)時(shí)老師就受不了英國(guó)的設(shè)計(jì)，而且他經(jīng)常說(shuō)的是“設(shè)計(jì)是減法，你要真聰明過(guò)人，就不會(huì)嘗試給一個(gè)系統(tǒng)加?xùn)|西，而是盡量的減少部件讓系統(tǒng)維持或超越原本的功能”——這是W君一生中受益良多的觀念。