出品:科普中國

  作者:葛志福

  策劃:金赫

  監制:光明網科普事業部

  為什么潛射導彈的頭部都是很鈍的圓形?

  按照常識,使用尖錐可以更好地減小空氣阻力并減少發動機能耗,這樣可以提高速度,從而盡可能地擴大射程。因此,我們可以看到世界上主流的陸基洲際導彈,無論是俄羅斯的白楊M,美國的民兵3,中國的東風41,無一例外都采用錐形減阻戰斗部設計。

  其實大多數早期潛射導彈也都采用尖頭設計,例如中國的巨浪1,美國北極星1,俄羅斯R-27等。然而隨著潛射技術研究的逐漸深入,其頭部也逐漸向圓形過度,如美軍的三叉戟、俄國的“布拉瓦”、我國的巨浪2等潛射導彈均采用了鈍頭體外形。這里面的主要原因是當你在水中發射潛射導彈,由于水的密度約為空氣的800倍,尖頭型物體在水中的運動其實是不穩定的(子彈是一樣的),如果采用尖彈頭作為彈頭形狀,其后部需安裝一個大的圓錐臺以穩定導彈在水中的姿態。這不僅增加了潛艇的長度發射的導彈,還會導致導彈從水進入空氣時,由于阻力的急劇減小,從而造成導彈的姿態紊亂,進而導致發射失敗。

  鈍頭之所以適用于水下,還有“空泡效應”的作用,由于該形狀彈頭頂部表面積較大,因此在推進過程中可以打開較大的水域,彈頭可以在膨脹的空腔中向前移動,如果在彈頭上增加氣泡發生器,基本上與空氣沒有區別,因此也可以使其在水中的阻力最小化。

  鈍頭體雖然解決了水下發射問題,但也帶來了新的困難,即其在空氣中的阻力增加,導彈的速度和射程也因此降低,這該如何解決呢?美國人選擇在三叉戟導彈的頭部安裝可伸縮的減阻桿,導彈流出物和發動機點火后,減阻桿伸出并刺穿空氣,別小看這種針狀的東西,它可以在助推器上升時將三叉戟的阻力降低50%,并增加至少300公里的射程。那么中國的技術人員是怎么想辦法的呢?我在這里留下個懸念,感興趣的朋友不妨自己找找資料了解下。

  葛志福,北京機電工程總體設計部高級工程師,博士畢業于中國社會科學院大學,主要研究領域為工程力學,強度與防熱等。

為什么潛射導彈的頭部都是很鈍的圓形?

圖文簡介

按照常識,使用尖錐可以更好地減小空氣阻力并減少發動機能耗,這樣可以提高速度,從而盡可能地擴大射程。因此,我們可以看到世界上主流的陸基洲際導彈,無論是俄羅斯的白楊M,美國的民兵3,中國的東風41,無一例外都采用錐形減阻戰斗部設計。