4-3-2 弹身外形及其几何参数的选择 弹身的功用是装载有效载荷、各种设备及推进装置等，并将弹体各部分连接在一起，因此必须具有一定的容积。弹身是一个阻力部件，随着飞行速度的提高，弹身日趋细长化。弹身对升力和力矩的作用也不可忽视。通常，弹身由头部、中部和尾部组成，故弹身外形设计，就是指头部、中部和尾部的外形选择和几何参数确定。
一、弹身外形的选择
1．头部外形
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图4.51 有翼导弹的几种头部外形示意图
图4.52 弹道导弹常用的头部外形
有翼导弹的头部外形通常有：圆锥形、抛物线形、尖拱形、半球形和球头截锥形等数种，其外形如图4.51所示。
弹道导弹常用的头部外形有单锥形、组合锥形、曲线母线形和锥－柱－裙形等，如图4.52所示。
选择头部外形，要综合考虑空气动力性能（主要是阻力）、容积、结构、有效载荷及制导系统要求。对弹道导弹来说，战斗部的类型和威力大小决定了头部形状，而对有翼导弹来说，制导系统往往成了决定因素。各种头部外形性能，具有不同的特点。
从空气动力性能看，当头部长度与弹身直径比一定时，在不同
数时，锥形头部阻力最小，抛物线头部次之，而半球形头部阻力最大。
从容积和结构要求看，半球形、球头截锥形和曲线母线头部较好，抛物线形和尖拱形头部一般，而锥形头部较差。
从制导系统要求看，半球形与球头截锥形头部比较适合红外导引头或电视导引头工作要求，抛物线头部与尖拱形头部较适用于雷达导引头工作要求。有些导弹头部的抛物线方程直接由雷达波要求导出。
为此，头部外形要根据具体要求，综合确定。
2．尾部外形
尾部形状通常有平直圆柱形、锥台形和抛物线形三种，为满足特殊需要，也有倒锥形尾部等，其外形如图4.53所示。
尾部外形选择主要考虑内部设备的安排和阻力特性，在满足设备安排的前提下，尽可能选用阻力小，加工简单的尾部外形，如锥台形尾部。
图4.53 几种尾部外形示意图
3．中段外形
弹身中段常采用圆柱形，其优点是阻力小，容积大，且制造方便。但有的有翼导弹弹身中段采用台锥形和非圆截面，以提高升阻比和减小弹身压心的变化量。
弹身直径越大阻力越大，所以设计时要尽量减小弹身直径。必要时可增加腹鳍和局部鼓包以缩小弹体的最大直径。
二、弹身几何参数确定
弹身几何参数有（图4.54）：
弹身长细比（长径比）
，
为弹身长度，
为弹身直径；
头部长细比
，
为头部长度；
尾部长细比
，
为尾部长度；
尾部收缩比
，
为尾部直径。
图4.54 弹身的几何参数 1．头部长细比
的确定
头部长细比
对头部波阻影响较大，由图4.55头部阻力系数（波阻系数）曲线可见：
越大，阻力系数越小，当
后，这种减小就不明显了；
图4.55 几种头部外形波阻系数 弹道导弹的头部阻力系数
的大小在很大程度上取决于头部钝度或头部锥角
以及头部长细比
。随着头部钝度或头部锥角的增加，加剧了弹体对迎面绕流的扰动，使绕流在头部区域加速、升温、增压，空气粘性亦被改变，因而引起阻力的急剧增长。
对弹道导弹来说，头部装置战斗部，其
选择与战斗部的类型、威力大小和几何尺寸等密切相关。当战斗部容积
一定时，
增大则头部半顶角
减小，因而头部波阻减小。但
太大则由于战斗部变得更加细长，将导致其爆炸效果变坏、威力下降，所以二者必须兼顾。
头部气动特性还与头部母线方程类型及头部半顶角
有密切的关系。在头部外形母线的选择上，主要依据尽量增加静稳定度和减小气动载荷的原则。对近程导弹多采用曲线母线；对中远程导弹，考虑到弹头再入大气层时要求阻力小，更侧重于减小弹头尖端的气动加热。因此采用的最佳方案是小钝头锥形。一般取端头半径与弹头底部直径之比不超过0.1，而锥体的半锥角
。对于运载火箭，由于受卫星尺寸的要求，其头部整流罩通常为大钝锥，半锥角取
。
为了保证弹道导弹头部在分离后再入的稳定性，必须将头部设计成静稳定的。头部的稳定部件通常采用稳定裙，稳定裙外形可以是头部母线的延续，也可以在头部后段接一段截锥体。保证飞行稳定的头部静稳定度通常在15％～30％之间选取。
2．尾部长细比
和收缩比
的确定
尾部
和
的确定，也是在设备安置允许的条件下，按阻力最小的要求来确定。
随着
和
的增加，尾部收缩越小，气流分离和膨胀波强度越弱，尾部阻力就越小。同样
的增加，其尾部阻力也相应减小，其阻力系数随马赫数的变化曲线，见图4.56所示。
但随着
和
的增加，底部阻力也增加。
底部压力与收缩系数的变化曲线见图4.57。由图可见，当
和
增加时， 都随着增加，因而阻力系数也相应增加。
由此可见，当采用收缩尾部时，增加了一部分尾部阻力，但减少了一部分底阻，同时尾部收缩又引来了产生负升力和负力矩，所以，如何采用收缩尾部参数，要综合考虑各方面因素。实际上，往往是根据结构上安排要求，一般取尾部收缩角8度为宜。依现有导弹统计，有翼导弹通常是
。
图4.56 锥形与抛物线尾部阻力系数
图4.57 底部压力与收缩系数的曲线
3．弹身长细比
的确定
弹身阻力
和
随
变化曲线见图4.58。弹身
越大，其波阻系数
越小，而摩擦阻力系数
越大，故从合成阻力角度看，一定有一个最优
，此时对应的阻力最小。
实际上，当
增加时，对弹身的强度、刚度、质量和使用性能都是不利的。因此，确定
时，气动阻力只是一个方面，更要考虑弹身内各种设备的安排及某些结构的需要。在实际应用中可取：
地空导弹
；
空空导弹
；
飞航导弹
；
反坦克导弹
。
图4.58 弹身阻力随
变化曲线
4．弹身直径
的确定
弹身直径
一般是从保证弹身的最小容积
来考虑。也可根据以下几个主要因素之一来确定：战斗部直径；导引头直径；发动机直径；气动性能要求；系列化和标准化要求。从中选取要求最大的一个因素，作为弹身直径。
如要保证最小容积
，则先按下列方法来计算
式中
--各部分相对质量系数，可由质量分析来确定；
--各部分密度，可由统计资料来确定；
--起飞质量，由导弹主要参数选择来确定。
然后按下面的半经验公式，来确定弹身直径
。
对于尖头
对于钝头
