会员登录
出品：科普中国
作者：葛志福
策划：金赫
监制：光明网科普事业部
为什么潜射导弹的头部都是很钝的圆形？
按照常识，使用尖锥可以更好地减小空气阻力并减少发动机能耗，这样可以提高速度，从而尽可能地扩大射程。因此，我们可以看到世界上主流的陆基洲际导弹，无论是俄罗斯的白杨M，美国的民兵3，中国的东风41，无一例外都采用锥形减阻战斗部设计。
其实大多数早期潜射导弹也都采用尖头设计，例如中国的巨浪1，美国北极星1，俄罗斯R-27等。然而随着潜射技术研究的逐渐深入，其头部也逐渐向圆形过度，如美军的三叉戟、俄国的“布拉瓦”、我国的巨浪2等潜射导弹均采用了钝头体外形。这里面的主要原因是当你在水中发射潜射导弹，由于水的密度约为空气的800倍，尖头型物体在水中的运动其实是不稳定的（子弹是一样的），如果采用尖弹头作为弹头形状，其后部需安装一个大的圆锥台以稳定导弹在水中的姿态。这不仅增加了潜艇的长度发射的导弹，还会导致导弹从水进入空气时，由于阻力的急剧减小，从而造成导弹的姿态紊乱，进而导致发射失败。
钝头之所以适用于水下，还有“空泡效应”的作用，由于该形状弹头顶部表面积较大，因此在推进过程中可以打开较大的水域，弹头可以在膨胀的空腔中向前移动，如果在弹头上增加气泡发生器，基本上与空气没有区别，因此也可以使其在水中的阻力最小化。
钝头体虽然解决了水下发射问题，但也带来了新的困难，即其在空气中的阻力增加，导弹的速度和射程也因此降低，这该如何解决呢？美国人选择在三叉戟导弹的头部安装可伸缩的减阻杆，导弹流出物和发动机点火后，减阻杆伸出并刺穿空气，别小看这种针状的东西，它可以在助推器上升时将三叉戟的阻力降低50％，并增加至少300公里的射程。那么中国的技术人员是怎么想办法的呢？我在这里留下个悬念，感兴趣的朋友不妨自己找找资料了解下。
葛志福，北京机电工程总体设计部高级工程师，博士毕业于中国科学院大学，主要研究领域为工程力学，强度与防热等。
北京
