弹道导弹在飞出大气层后固然不需要考虑气动阻力问题,但在飞出大气层之前还是对气动阻力很敏感的。但弹道导弹的加速很快,在飞出大气层前就达到超音速。既然如此,就可以利用超音速飞行时的激波现象。
激波是飞行体速度超过音速时对前方空气高度压缩的结果。由于空气中压力波的传播速度为音速,飞行体速度超过音速时,前方空气就被“压到一起”,所以密度急剧升高,好比虚拟的石墙。激波的形状为飞行体尖端向后展开的圆锥体,速度越快,角度越尖锐。圆锥体的角度的正弦与马赫数成反比,M2正好对应于60度,所以第一代M2战斗机(如幻影III、米格-21)采用约60度的机翼后掠角不是偶然的。M4则对应于约75度的后掠角。实际超音速飞机的设计不仅需要考虑超音速减阻,还要综合考虑起飞、着陆、中速和高亚音速飞行性能,所以后掠角通常小于马赫角。这是估计无侦8的飞行速度至少达到M4的主要依据。换句话说,潜射弹道导弹的弹头锥应该具有至少75度的锥度,否则在飞出大气层的过程中将面临很大的气动阻力。比照“巨浪1”,弹头锥也确实相当尖锐。但这样的锥度对弹内空间和布置多弹头很不友好。
“三叉戟I C4”,减阻杆已经弹出
“三叉戟II D5”及弹出的激波减阻杆
但是变一个思路,在钝圆的弹头锥前端弹出一个很长的减阻杆,杆端甚至加一个小帽,在高速飞行时人为制造一个强烈的前置激波锥,形成虚拟的尖锐整流罩,也能起到气动减阻作用。前置激波锥还降低弹头锥整流罩承受的气动压力,降低结构强度要求,减轻结构重量,正好补偿减阻杆和弹出机构的额外重量。形成额外的激波锥是需要消耗火箭发动机的能量的,但这是“吃小亏赚大便宜”的典范,用较小的能量代价换来很大的减阻效果,是值得的。据报道,“三叉戟II D5”的减阻杆能达到减阻50%的效果。