专访｜当乘波体遇上钱学森弹道：揭秘导弹如何“打水漂”
回忆一下你小时候玩过的“打水漂”游戏，石头在水面轻盈跳跃，画出一串串奇妙的涟漪。如今，它被科学家们巧妙运用到了尖端武器——导弹上！这背后的智慧，源自“中国导弹之父”、“两弹一星”元勋钱学森的奇思妙想：钱学森弹道。近日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，这一消息在网络上引起了网民们的热情关注，钱学森弹道也重新被提起和讨论。什么是钱学森弹道？它为何能提升导弹的突防能力？未来，导弹的技术革新方向是什么样的？适逢10月16日是中国第一颗原子弹成功爆炸纪念日，科协频道特别邀请中国航天科工集团第三研究院张锋总设计师，谈谈导弹设计发展相关话题。
中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域发射的洲际弹道导弹升空
张锋
中国航天科工集团第三研究院科技委副主任，某两型导弹系统总设计师、某系列型号批生产技术总负责人。获国家科技进步一等奖、国防科工委二等功、中国航天科工集团某专项工程特等功，入选国家百千万人才工程
弹道导弹是怎样分类的？张锋介绍说，界定洲际弹道导弹的标准就在于射程，射程超过8000千米的弹道导弹是洲际弹道导弹。弹道导弹的优秀突防能力主要体现在其飞得快、飞得远。最早的洲际弹道导弹没有导引头，相当于飞出一条抛物线，沿着高抛弹道在大气层外长距离飞行。“想象一下，小孩子往上扔出一个石块，会在地球引力的作用下落在另一个点上。一旦扔出去，距离、落点基本上确定了。原来的洲际弹道导弹就是这样，如果能测量出初段的情况，就可以根据数学公式把落点推导出来，从而让防御系统有针对性地进行拦截。”
除了使用高抛弹道的弹道导弹，还有飞行轨迹和飞机类似的巡航导弹。“中国航天之父”钱学森提出，采取助推-滑翔的方式，让导弹在大气层边缘类似“打水漂”地高速滑翔，可以将弹道导弹的高速度和巡航导弹的机动性结合起来，飞出复杂多变、难以捉摸的轨迹。简单来说，按钱学森弹道飞行的导弹发射后会先“打一次水漂”再滑翔，极大提升突防能力，让对方的反导系统无从下手。张锋描述道：“如果你知道导弹要打在哪，相对来说就好做了，在那等着我就好了。但要是弹道飘忽不定，类似打水漂的话，探测系统就不知道我要打在哪。”
钱学森弹道示意图
钱学森弹道的概念被提出时，受航天技术的限制，长期无法实现。如今，随着乘波体设计日渐成熟，世界上已经出现了数款有能力飞出钱学森弹道的导弹。何为乘波体？张锋解释说，乘波体结合了飞机的有翼结构和一般导弹的圆筒结构。“比如说飞机越大、机翼越长，升阻比越大，好像发动机随随便便就能推上去了，但是速度会特别慢，否则机翼就会折断，这是亚声速导弹的情况。要是纯粹高抛弹道的导弹，一个圆滚滚的铅球就行了。但要沿钱学森弹道高速滑翔，大翅膀、圆滚滚和光杆的设计都不行。只有乘波体设计既能保证快速飞行，又能保证飞得远。”不过，这也需要先进的材料和技术支撑。
外观近似楔形的乘波体弹头在飞行时会将空气压缩成一个贴在流管（相邻气体微团流动所经路径组成的空间）上的小薄片，自身相当于“趴”在波上滑翔，阻力小、升力系数大。不过，张锋补充说，弹头采取什么样的设计，是根据导弹的整体设计需求决定的，“乘波体技术肯定涉及高超声速，只针对这种特定的领域，纯粹的弹道导弹弹头做成圆锥体就行了，是不需要乘波体外形的。”
乘波体弹头的弹道模拟图
不光是弹头外形，导弹各方面的设计都要综合起来考虑，应对特定的任务、发挥各自的优势。张锋用制导系统的设计理念说明了这一点：“针对不同目标，制导方式是不同的。以现在国外的导引头为例，有激光半主动制导、毫米波制导、主动雷达制导、被动雷达制导等，发展为一个系列，打击的目标也是一个对应的系列。这就是矛与盾之争，比如箔条干扰对雷达制导特别有效，对光学制导就没效果。”
正如奥林匹克所追求的“更高、更快、更强”，在张锋看来，未来导弹技术也将向着“更快速、更有效、更准、更狠”迈进。为了在技术上应对这些新挑战，防热系统、导引系统、控制系统，包括导弹战斗部的毁伤效果等，每一个细节都在追求极致，提升导弹性能。张锋笑称：“我们的手机里头，都有多少个得诺贝尔奖的技术！所以说，一代技术才能带动一代导弹的发展。”
导弹的背后，是一群怀揣梦想的航天人。在张锋总设计师看来，航天不仅是技术的较量，更是格局和情怀的展现，排在第一位的永远是“国家利益高于一切”，航天是个庞大的系统工程，无论哪个专业方向都太窄，每个人学的其实都远远不够，因此一定要培养好综合素质。他相信，为祖国繁荣富强而献身的情怀引领下，志存高远的年轻人能在工作中取得更大成绩。
