装备前沿

    近日，朝鲜成功试射了一种新型高超音速弹道导弹，代号为“火星炮-16B”。尽管其名字听起来像是火炮，实际上它是一款先进的高超音速弹道导弹。目前，全世界只有中国、俄罗斯、美国、伊朗和朝鲜少数几个国家拥有此类导弹。

    世界领先的设计结构

    “火星炮-16B”将上一代导弹头的双锥体构型升级成更加先进的复杂多曲面乘波体设计，这种设计具有优异的机动性和突防效率，在全世界处于领先水平。

    在高超音速飞行器的设计领域，复杂多曲面乘波体被认为是一项挑战性较高的技术。此前，世界上只有我国和伊朗的高超音速弹道导弹公开展示了这种设计方案，而美国、英国、法国、德国和日本等国尚未公开展示过这项技术。俄罗斯虽然已经研发并部署了“匕首”和“锆石”高超音速武器，但它们所使用的是旋成体构型，而不是更为复杂的多曲面乘波体结构。

    飞行轨迹像“打水漂”般难以捉摸

    乘波体滑翔战斗部，通常被称为高超音速滑翔器，即导弹的“弹头”，是导弹的杀伤部分。当导弹加速到高超音速后，战斗部与导弹的推进部分分离，利用自身的空气动力设计，在大气层内滑翔并接近目标。

    该战斗部的突防速度在10马赫（物体速度与音速的比值，标准大气压下1马赫约为340米/秒）左右，速度远超一般防空导弹，同时发射以后能够在大气层边缘进行远距离跳跃和滑翔，并进行尺度很大的横向机动，其飞行轨迹没有固定规律，难以预测。

    为什么乘波体滑翔战斗部具有如此诡异的弹道呢？我们可以从它的名字“乘波体”入手。当物体的飞行速度超越音速时，空气阻力将骤然增加，会在前方形成一个压力波，也就是我们常说的“激波”。这个激波就像是飞行器前方的一堵墙，飞行器需要不断地克服激波产生的阻力。

    而乘波体设计的巧妙之处在于，通过特别的形状设计，使上表面的空气顺利通过，所产生的激波主要集中在下表面，使它可以“乘坐”在这个激波上，就像冲浪者利用海浪前进一样。这样，乘波体不仅减少了与激波的对抗，反而利用激波的力量帮助自己前进，化阻力为动力，获得更高的速度。

    乘波体的另一个巧妙之处是它的高升阻比结构。所谓升阻比就是飞行器获得的升力与阻力的比值。当乘波体达到一定速度，获得的升力大于自身重力，导弹上升，而当高度达到大气边缘时，空气稀薄，升力减小，导弹又随重力开始下降，而后随着空气密度增大，再次上升，如此往复直到接近目标，就像“打水漂”一样在大气层边缘跳跃飞行，这种跳跃没有特定规律，因此飞行轨迹难以预测。

    最大射程或能超过4000千米

    了解了乘波体的原理，再来看朝中社报道中所透露的细节。从导弹外形来看，“火星炮-16B”的战斗部与我国“东风-17”导弹非常相似，这种设计无论是对于材料、热管理，还是对于空气动力学设计都要求极高。

    在飞行过程中，“火星炮-16B”型高超音速弹道导弹实施了两次滑翔中的跳跃机动，第一次跳跃顶点高度达101.1千米，第二次跳跃顶点高度72.3千米，分别位于临近空间外和临近空间边缘（临近空间是指距地面20—100千米的空域）。

    从现场照片中可以看到“火星炮-16B”的飞行轨迹，它从平壤地区向东北方向，划出了一条相对笔直的轨迹，但这一轨迹略有偏航，意味着“火星炮-16B”在飞行过程中不仅实施了跳跃机动，还实施了侧滑机动，展示出优秀的突防能力。

    在弹道末段，通过实施二级发动机延迟启动和主动段主动变轨等方式，操作人员有意限制了滑翔速度和高度，将射程控制到1000千米。

    那么，如果这款导弹全力发射，射程可以达到多少呢？

    “火星炮-16B”将一级助推器从液体火箭发动机换成了固体火箭发动机。导弹搭载在7轴的特种运输车上，比搭载“火星-16”型的特种运输车多了一个轴，这表明其起飞重量有所增加。

    同时参考“火星-18”洲际弹道导弹使用的9轴运输车的载重，可以推测，“火星炮-16B”的起飞重量可能超过30吨，这个重量超出了典型的中程弹道导弹，进入到中远程弹道导弹的级别。如果按照最佳射程轨迹发射，推测“火星炮-16B”的射程不低于4000千米，有了乘波体滑翔战斗部的加持，最大射程甚至可能达到6000千米。

    （作者单位：陆军炮兵防空兵学院士官学校）