為什麼潛射彈道導彈都是短粗造型？

潛射彈道導彈採用大直徑的方式是受到潛艇殼體直徑的限制，潛艇殼體直徑不能太大，否則導致排水量過大，同時，技術上有難度。目前的潛艇殼體直徑基本都在13米左右，這個只有潛艇製造強國能做到，潛艇殼體直徑要達到這個水平很難，涉及到材料學，只要工藝等等技術問題。我們知道，有的潛艇有一個高高凸起的龜背，不是故意設計成這樣子，而是無法制造出大直徑的殼體，沒有這個技術水平，不得已而為之。大龜背會對潛艇的流體力學，噪聲帶來負面影響，但是，由於技術問題只能是使潛射彈道導彈的發射筒突出殼體，形成大龜背。

潛射彈道導彈為了能夠儘量和殼體直徑保持一致，如果潛艇殼體直徑是13米，那麼把潛射彈道導彈的長度控制在13米左右，燃料攜帶量不夠用就只能增加直徑，這樣就不會出現大龜背。所以，採用加大直徑的方式，這樣可以保證攜帶同容積燃料的情況下，透過增加直徑縮短高度，射程不改變。這是射射彈道導彈採用短粗造型的原因。例如，美國俄亥俄級核潛艇殼體直徑是13米左右，所攜帶的三叉戟II（D-5）潛射導彈長度是13.96米，直徑是1.89米，射程約7400公里，投擲重量2722公斤；而三叉戟I型（D-4）長度是10.36米，比三叉戟II短了3.6米，直徑1.88米，射程7100公里，投擲重量1361公斤，程比三叉戟II短了300公里，投擲重量比三叉戟II少了一倍。由於俄亥俄級核潛艇的殼體直徑與導彈長度基本一致，所以，俄亥俄級基本上是看不出來有比較凸出的龜背的。

為什麼潛射彈道導彈都採用圓頭設計？

早期的潛射彈道導彈的頭部也是尖的，錐形彈頭具有突破空氣阻力的優點，現在的導彈都採用圓錐形的彈頭設計，而潛射彈道導彈也曾經是採用圓錐形的彈頭設計，例如美軍的三叉戟、俄國的“布拉瓦”等等。後來，隨著深入研究發現，錐形彈頭雖然能夠減少空氣阻力，減少發動耗能，但是也有缺點，錐形彈頭在水中運動時是不穩定的，採用圓錐形彈頭需要在導彈錐形彈頭後面安裝一個圓錐臺來保持導彈水下運動時的穩定性，這也增加了導彈的長度。

另外，潛射彈道導彈其實是在水與空氣兩種介質中運動，阻力相差800倍，因此，錐形彈頭在水中運動能用，突然進入空氣中阻力瞬間減小，會造成失穩，導致發射失敗。

採用圓形彈頭設計在水中即可以產生空泡效應減少阻力，進入空氣中又可以增加阻力，這樣就使潛射彈道導彈形成水與空氣兩種介質轉換中速度儘量保持一致。

不過，如果潛射彈道導彈採用圓形彈頭，由於阻力增大不利於速度和射程，進入空氣中需要解決這個問題，各國方式不一樣，美國採用伸縮杆，也叫做減阻杆，出水後這個杆從頭部伸出來，用於減少阻力，可以使三叉戟潛射導彈阻力減少一半，增加300公里的射程。

潛射彈道導彈的彈頭圓鈍、彈體短粗主要有以下兩個方面的考慮。

一、圓鈍彈頭可減少導彈在水中運動的阻力

潛射彈道導彈以核潛艇為發射平臺，在水下發射。潛射導彈的運動有水中上升、空氣中上升、彈道飛行、再入大氣層四個階段。彈道飛行無所謂氣動外形，在空氣中上升與陸基導彈是相同的氣動問題，但在水中上升是潛射導彈獨有的問題，導彈在出水點火前，要經歷兩種不同介質，即水和空氣。

海水的密度是空氣的800倍，高速運動的水動力最優外形是水滴型，比較圓鈍、短粗。子彈頭一樣的圓弧錐形的物體在水中的摩擦阻力太大，並不利於高速航行。在空氣中最優外形是子彈頭一樣的圓弧錐形，且彈體應該比較細長。潛射彈道導彈的運動速度快得多，在稠密大氣層中就達到超音速。一般地，一級發動機關機時，導彈已經飛出大氣層了。

相比在水中，導彈在空氣中的摩擦阻力較小，但存在較大的迎風阻力。為了解決這個問題，美國“三叉戟II D5”導彈採用減速杆來降低迎風阻力，即在鈍圓的彈頭錐前端彈出一個很長的減阻杆，杆端甚至加一個小帽，在高速飛行時人為製造一個強烈的前置激波錐，形成虛擬的尖銳整流罩，也能起到氣動減阻作用。

二、潛艇艇體直徑限制導彈彈體長度

一般洲際彈道導彈都有十幾米甚至三十多米的長度。如果直接把它裝入彈道導彈核潛艇，那麼意味著核潛艇的直徑要達到十幾米甚至三十幾米。世界上目前最大的核潛艇是俄羅斯的“颱風”號和美國的“俄亥俄”號。“颱風”號核潛艇長183 米、寬22.9 米、排水量為30000 噸。而“俄亥俄”號核潛艇長170.7 米、寬12.8 米、排水量18700 噸。

由此可以看出，核潛艇的寬度（直徑）有限。隨著潛艇直徑的增大，製造難度也隨之加大，而且水下航行的噪音也隨之增大。因此，核潛艇的直徑，決定或限制了潛射導彈的長度。為滿足導彈的洲際射程，也不可能透過加長彈體長度的方式來增加火箭發動機燃料。

大直徑艇體建造是潛艇設計和建造的最大技術難題，所以潛射彈道導彈難以透過加大長度來增加火箭發動機的燃料以增加射程，只能加粗。而只能採用相對圓鈍短挫的頭錐彈頭。

圓鈍的頭錐正好適合將多彈頭環形佈置，這樣可以最大限度地利用鈍圓的彈頭形狀，節約的空間可以容納更多的火箭發動機燃料。問題是這樣一來，氣動阻力就大了。

彈道導彈在飛出大氣層後固然不需要考慮氣動阻力問題，但在飛出大氣層之前還是對氣動阻力很敏感的。但彈道導彈的加速很快，在飛出大氣層前就達到超音速。如此，就可以利用導彈超音速飛行時的激波現象。

激波是飛行體速度超過音速時對前方空氣高度壓縮的結果。由於空氣中壓力波的傳播速度為音速，飛行體速度超過音速時，前方空氣就被“壓到一起”，所以密度急劇升高，好比虛擬的牆。激波的形狀為飛行體尖端向後展開的圓錐體，速度越快，角度越尖銳。潛射彈道導彈的彈頭錐應該具有至少75度的錐度，否則在飛出大氣層的過程中將面臨很大的氣動阻力。

有媒體指出，巨浪2號導彈採用雙頭罩。即導彈在水中運動時採用適合水流體外形的外頭罩，在大氣層運動時 ，採用適應空氣動力學的內頭罩。這樣可以較好地解決導彈在水和空氣中運動的水動力和空氣動力問題，堪稱絕妙的設計。