同样是导弹，东风-17弹头扁得像熨斗，巨浪-3弹头却圆得像鸡蛋？

给你看两张图放在一起，会把很多人搞懵。

东风-17的弹头，扁平，楔形，像把压扁的刀棱角分明，从侧面看像个飞碟。

巨浪-3出水阶段可见的头部整流罩，圆润，钝头，顶端一个大圆弧，看上去跟一颗放大版的子弹头差不多。

同样是中国最受关注的导弹之一，头部构型差距这么大。

有人以为这是两个设计团队审美不同，或者一个讲究气动外形，一个不在乎。

错了。

弹头长什么样，其实工程师没得选。

这两个头部构型，是两种完全不同的物理世界逼出来的两个唯一解。

巨浪-3为什么是圆的？

巨浪-3是潜射洲际弹道导弹，从核潜艇水下几十米深处发射。

要先穿过水，再穿过空气，才能飞向目标。

就是这个“先穿水”，决定了它必须长成那个样子。

水的密度是空气的800倍。

在水里运动，每前进一米，你要克服的阻力相当于空气里的800倍。

潜水运动员都知道，水下20米压力就让人喘不过气，更别提一枚导弹以几百公里时速往上冲的力道。

那问题来了：在这种密度的介质里，什么形状阻力最小？

凭直觉，大多数人会说：尖头，尖的东西切割水面阻力小，鱼雷就是尖头的。

但巨浪-3出水阶段的头部，整流罩偏偏用了钝头。

这是为什么？

钝头在水里，有一个别的形状复制不了的绝活：

优化水下流场，缓解出水瞬间空泡溃灭带来的冲击载荷，降低弹体受力。它在水流形成的局部空泡环境中穿行，减少水体对弹体的直接冲击。

需要说明的一点是，潜射导弹的空泡和超空泡鱼雷的全包覆超空泡机理并不相同。

不会形成把弹体绝大部分包裹起来的巨型超空泡。

而且还有一个意外之喜：钝头构型能够优化水下受力环境，降低出水扰动，配合总体设计让导弹出水阶段保持姿态稳定。

尖头在水里，是费力气切水。

钝头在水里，是把水推开，适配水下发射的复杂载荷环境。

两种方式，哪个聪明物理说了算。

但这还没完。

钝头出水之后，进了空气，又带来了新的麻烦——空气是另一套规则。

钝头整流罩在空气中飞行会带来额外波阻，会造成一定射程损耗。

这是巨浪这条研发路线上，几代工程师都头疼的问题。

巨浪-2实际采用了头部双整流罩方案：

水下用外层钝头/水滴形整流罩减阻，出水后抛掉，露出内层气动整流罩继续飞。

听起来合理，但代价是结构复杂、故障率高。

巨浪-2早期水下发射试验曾出现失败。

后来加强弹体结构，重新研制降压系统。

2011年到2012年间，使用长城200号试验潜艇多次发射遥测弹取得成功；

094型战略核潜艇与巨浪-2弹艇合一的水下发射试验，于2013年12月取得成功。

工程师不是不想，把弹头设计得在水里在空气里都完美，是根本没有这种形状。

物理规律不允许。

你只能在水下工作环境和空气飞行性能之间做取舍，鱼和熊掌不可兼得。

巨浪-3，最终选择了保障水下发射工况。

用先进推进剂、弹体材料等技术手段弥补气动带来的代价。

海外研判国内新一代固体推进剂真空比冲达到280秒以上，一定程度上补偿钝头整流罩带来的损耗。

射程超过1万公里，结合阵地条件，具备可以打击北美本土的能力。

代价付了，结果值了。

再看东风-17，为什么是扁的

东风-17，是陆基高超音速导弹。

2019年10月1日建国70周年阅兵首次公开亮相，飞行速度10马赫以上。

它不走水，走空气。

准确说，走大气层边缘，高度大约60公里以下那一段。

这个高度的空气，既不像地面那么稠，也不像太空那么稀，是一种很特殊的状态。

导弹以10马赫以上速度穿越，产生的激波强度，不是一般材料能扛住的。

这就是东风-17弹头，扁平楔形存在的原因。

所谓乘波体，按2019年阅兵之后，中国军网和央视的技术解读。

原理是这样的：

当飞行器前缘与激波波面重合，激波高压被约束在飞行器下表面，由此产生升力。

也就是说，导弹飞着飞着，自己产生了一道激波。楔形弹头踩在激波上面，利用激波产生升力。

这就是“乘波体”三个字的字面意义：骑在波上飞。

如果用圆头或者钝头呢？

10马赫的速度下，圆头正面扛住激波，激波的压力是阻力，热量全部集中在弹头顶端，温度能烧穿大部分材料。

楔形把激波从正面推到侧下方，弹头表面压力分布均匀得多，热流也分散了，材料能撑住。

同样是激波，圆头是硬扛，楔形是借力。

两种高下立判。

东风-17的弹道，叫“助推-滑翔弹道”。

最早的理论基础，可以追溯到钱学森1948年提出的设想，后来被称为“钱学森弹道”。

具体飞法是：

发射后先爬升，到预定高度关掉发动机，靠重力转弯，降到合适速度后，弹头跟助推器分离开始滑翔。

可进行多次跳跃和变向，俯仰、偏航、横向滑移全都行，对手根本算不准它下一步往哪跑。

末段，会极大压缩敌方反导系统的预警拦截窗口。

就现有反导体系而言，很难对这类目标实施有效拦截。

大自然，是最严苛的甲方

两款导弹，两种头部构型，两种完全不同的飞行环境，逼出了两个完全相反的设计。

一个钝，一个扁。

一个要在海水里穿行，克服水下发射的复杂载荷。

一个要在稀薄大气里踩着激波、在临近空间滑翔。

同样的工程师团队，研发系统，两拨人坐下来各自算了一遍物理，得出的答案截然相反。

不是一个对，一个错。

两个都对，各自对着自己那片物理世界负责。

见过太多人把导弹的外形，当成“设计风格”来说事，好像弹头长什么样是工程师的个人喜好，换个人来可能就换个形状。

完全不是。

真正约束弹头形状的，是流体力学、热力学、气动力学，是写在物理课本第一章的那些绕不过去的定律。

东风-17在大气层边缘10马赫滑翔，只有乘波体能活下来。

巨浪-3从水下几十米冲出来，只有适合水下出水的钝头整流罩能撑过那10秒。

大自然是最严苛的甲方，它不接受“好看”作为理由，它只遵循物理规律。

工程师的全部本事，就是把大自然的要求一条一条摸清楚，然后老老实实照做。

弹头那个形状，是摸清楚之后目前最好的答案。