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设计人员把第三级发动机藏到了“三叉戟”导弹的头部，使其弹头显得格外肥硕。

潜射弹道导弹顶端那根细杆的来由与这种导弹本身的外形特征密切相关。下一节我将解释为什么对于这种长细比比较小（看起来比较短粗）的导弹来说，在顶端放一根细杆是个不错的选择。但是在解释这个问题之前，我们得先弄清楚为什么要把潜射弹道导弹造成这种不太符合空气动力学最优化外形的样子。

潜射导弹发展到今天这个程度并不是一蹴而就的。像其他武器系统一样，它也有着自己的技术脉络和约束条件。最早成立专门的技术部门并尝试用潜艇来发射弹道导弹的国家是苏联。第二次世界大战刚刚结束不久，苏联人就想着把那些借助俘获的技术资料和工厂设备试制的弹道导弹用潜艇来发射。这个思路是不错的。把潜艇的隐蔽性和弹道导弹的巨大威力结合起来之后，能够发挥出出色的作战效能。但是，当时的弹道导弹尺寸实在是太大了，根本不方便用潜艇来搭载。后来，苏联人研制出了“飞毛腿”战术弹道导弹。这种尺寸小巧的导弹能够装载到专用的发射车上实现陆上机动作战。1953年4月18日“飞毛腿”导弹首飞，天才设计师伊萨耶夫的设计得到了充分验证。

伊萨耶夫对战术弹道导弹技术的最大贡献是改进了冯·布劳恩的V-2导弹那种以酒精和液氧为燃料的模式，改用煤油和硝酸作为导弹燃料。这样，导弹在发射前不需要临时加注液态氧，也不用在燃料贮箱上设置泄压阀（使用液氧为氧化剂的导弹需要随时注意释放因液氧蒸发而带来的强大内压），于是导弹的密封性和机动性得到了保证。1955年9月16日，世界上第一次从潜艇上发射弹道导弹的水上发射试验完成。从技术方案的提出到导弹发射成功只用了20个月。然而，水下发射的试验却并不顺利。无论是液体燃料导弹还是固体燃料导弹，都没能在1960年之前给出一个满足射程和精度要求的解决方案。

直到上世纪70年代，潜射弹道导弹的总体设计思路才最终确定下来。从水下发射的导弹在出水之前需要获得足够的速度，并以稳定的姿态冲出水面，以便减小导弹出水后的姿态稳定难度。这样就需要一定的时间让导弹在水中滑行一段距离。按照苏联从水下直接点火的发射方式，及潜艇开启发射筒密封盖时大约40至50米的深度，导弹的长度被限制在15米以内。后来，导弹的长度有所延长，这使得潜艇需要下潜到60米才能够发射导弹。但是，潜艇的潜深不能向下无限延伸（尤其是潜艇需要开启发射筒的时候），潜艇本身的结构设计要求也使竖放在艇内的发射筒的高度受到限制。

美国的潜射导弹发展思路与苏联类似，其第一代潜射导弹“北极星”A1导弹既可水上发射也可水下发射。不过，美军潜射导弹的出筒方式自“北极星”A2导弹起就走蒸汽弹射的路线，但是弹体水下运动的规律不会有太大不同，潜艇的高度也不会有太多增加的余地。为了保证潜射导弹的射程，导弹的固体发动机装药总质量较大。这样，在高度有限，而体积（总装药量）又需要很大的时候，导弹只能设计成这种短粗的形状了。

潜射导弹的射程瓶颈

短粗的外形保证了潜射导弹在潜艇中的装载数量和潜艇的机动能力，也使得导弹即使在浅水中发射也来得及在水中达到姿态稳定状态。但是，这种外形并不符合导弹在空气中飞行的最佳状态。于是，潜射导弹的射程很难像陆基弹道导弹那样有较大的突破。1960年7月20日“乔治·华盛顿” 号核潜艇试射的第一枚“北极星”A1潜射导弹就命中了1 800 千米外的目标。然而这种导弹的最大射程只有2 200千米，圆概率误差达1.85千米。美军把5艘华盛顿级核潜艇（每艘装载16枚导弹）部署在关岛，形成了美国在太平洋地区的海基核威慑力量。到了1964年12月25日，美国的“布恩”号弹道导弹核潜艇搭载着16枚射程达4 600千米的“北极星”A3导弹开始在太平洋上进行战斗巡逻的时候，弹道导弹核潜艇才勉强算是拥有了全球性打击能力。然而潜射导弹的射程至今仍难以有实质性的突破，要知道早在1957年，美国的陆基弹道导弹的射程就已突破了12 000千米。

1965 年1 月18 日,时任美国总统约翰逊促使国会同意研制“海神”C3 潜射导弹。这种导弹在后来的多次实验中，证明了多弹头弹道导弹的作战效能要远高于单弹头弹道导弹。“海神”C3潜射导弹的直径由“北极星”A3潜射弹道导弹的1. 37 米增加到1. 88 米（牺牲了发射筒隔离振动的部分能力）,导弹的长度比“北极星”A3增加了0. 9 米，达到了10. 4 米,发射重量达29吨。然而，该导弹的最大射程依然是：4 600千米。

上世纪70年代，研究战略的人员认为，潜射弹道导弹的射程要超过7 000千米才能够在各个大洋对苏联形成有效的核威慑力量。当这个消息传到导弹设计人员的耳中时，他们并没有觉得该任务有多难。之前的潜射导弹是两级发动机，射程当然有限，只需在导弹上增加一级发动机，把导弹的长度延长2米便能轻松地实现设计要求。然而，紧接着到来的一个命令让他们犯了难：潜艇研制部门不能及时更新换代潜艇，为了能让新的导弹在原来用于发射“海神”导弹的潜艇上服役，新研制的导弹的长度不能延长，哪怕是半米都不行。当时，核武器小型化的技术已逐渐成熟。技术人员能够让新型导弹在投掷重量不增加的情况下使弹头当量变为“海神”导弹的2倍。但是，射程要超过7 000千米的硬指标使得增加第三级发动机成了必然选择。同时，导弹的总长度却又受到了限制。这相当于在一座已经盖好的二层小楼上加盖第三层楼房，然而又规定楼房的总高度不能有一点儿增加。

然而，这个问题居然被解决了，并由此诞生了一个射程达7 400千米的潜射导弹新型号——“三叉戟”弹道导弹。导弹设计人员把第三层巧妙地盖到了原来的二层小楼的尖屋顶内，把玄机藏到了“阁楼”当中。他们把整个第三级发动机放到了原来的“海神”导弹装载弹头的地方，然后把8枚分导式核弹头围绕着第三级发动机密布在弹头内部。这样，在不增加导弹总长度的前提下，“三叉戟”导弹比“海神”导弹的射程增加了60.9%。

当然，“三叉戟”导弹能够使潜射导弹的射程有如此大幅度的增加还要依赖于另外两项技术：一个是凯夫拉纤维的大量应用使固体发动机壳体减重35%，另一个就是减阻杆的使用大大减小了导弹的气动阻力。

当设计人员把第三级发动机藏到弹头中央的时候，一个不可避免的问题就来了：原本就很粗钝的弹头变得更加肥硕，愈发偏离了空气动力学的最优状态。大量的地面实验也证实了这样的弹体外形是难以飞到7 000千米之外的。

但是，这个难题却被一根细杆解决了。这根学名为减阻杆的物体由6根4130铬钼合金钢管逐根套接制成。每根钢管长30.75厘米，直径从11.2厘米依次递减到4.9厘米。这根钢管平时像收音机的鞭状天线那样收起来，藏在弹头内部（弹头里真是藏了不少东西），顶端有一个直径22.9厘米的不锈钢圆盘。收起来的减阻杆与顶端圆盘加起来的长度为31.5厘米，跟一个成年人的大臂差不多长。最粗的那根钢管里面有一根火药柱体。当传感器感知到导弹的加速度达到2个g的时候（对于“三叉戟I”导弹来说，通常发生在点火4.05秒左右），火药柱体被点燃并立即产生大量气体。这些气体把锁在粗管中的另外5根钢管依次顶出，在1秒内就会形成一根长1.28米的细杆。

当导弹继续加速飞行并逐渐达到声速的时候，击打在减阻杆顶端的空气会变得越来越粘稠同时也越来越灼热，而减阻杆则像一只力图刺破青天的长矛，把这些将要给弹体带来极大阻力的气体劈开并分流到弹体外侧，在弹头前方营造了一个较为舒适的小环境。从邢强博士提供的流场图像上来看，减阻杆穿透了钝头体前的正激波（激波：气体超声速流动时产生的压缩现象，是超声速波阻的主要来源），形成了斜激波。在斜激波后面，气体的温度和压力都大幅降低，仅仅用一根细杆就一举解决了气动阻力和气动加热这两个难题。因此，“三叉戟”导弹弹头的防热能力无需太强。如果你轻轻剥离弹头上的一层薄薄的酚醛涂层的话，会惊奇地发现弹头外壳竟然是用9层云衫木压制而成的！

减阻杆由收缩状态变为伸展状态的动力由火药柱体的燃烧产物提供。这个柱体的主要成分并不神秘，就是我们日常生活中常用的塑料袋的一种主要成分——聚氯乙烯。但是它燃烧产生的气体能够提供惊人的压力。这6根钢管被燃烧的塑料袋产生的气体顶着，能够撑起1吨多重的物体而不回缩，能够挑起160千克的物体而不弯折。

从计算流体力学的结果来看，如果没有减阻杆，“三叉戟”导弹的气动阻力峰值将达182千牛，这个力量大约能够在地面上顶起41头健壮的亚洲良种黄牛，导弹的最大射程将减小为6 800千米。而使用减阻杆后，气动阻力峰值下降到了90千牛（减小了50%），导弹的最大射程超过7 400千米。

减阻杆将得到大量应用

至此，我们已经知晓，潜射弹道导弹为什么要做成如此短粗的形状。这也就同时解释了早期潜射弹道导弹的射程都不够远的原因，毕竟短粗的形状不符合空气动力学原理。时至今日，岸防武器的射程越来越远，防御一方的前出能力也越来越强，进攻方为了提高潜艇的隐蔽性和生存能力，对潜艇远离防御方海岸线的要求也就越来越高。这个时候，潜射导弹的射程必须达到7 000千米甚至要超过10 000千米。这个观点早在上世纪70年代，时任英国首相撒切尔夫人和时任美国总统吉米·卡特在决定启动“三叉戟”系列导弹研发项目的时候，就已经在几个军事强国内部形成了共识。减阻杆这种能够显著改善弹头气动环境并大幅减小导弹阻力的设计将会得到广泛应用。实际上，现代潜射弹道导弹对减阻杆的优化设计从未停滞。在发动机技术、新材料、大规模集成电路和精心设计的减阻杆的配合下，某些潜射弹道导弹射程已经超过了11 000千米。

回顾美俄之间签订的历次有关削减战略核武器的协定。如果双方都已经如实执行的话，海基核力量已经超越了空基核武器和陆基战略弹道导弹的总和，成为了目前总当量和总数量均居首位的战略核威慑力量。2013年，美俄等国掀起了潜射弹道导弹测试和试射的新高潮。2014年，印度成功试射了一枚射程为3 000千米的潜射弹道导弹。2015年，朝鲜试射潜射导弹。各个核大国将会继续发展潜射弹道导弹的技术，另有很多国家也将加入潜射导弹俱乐部，而我们也将持续跟踪由此类导弹催生的包括减阻杆在内的各种技术。

责任编辑：邢强