“星空2號”第一次成功試驗後，為什麼說是中國第一款乘波體飛行器呢？DF17構型又是什麼？先看看“星空2號”第一次試飛後的描述吧！
央視2018年8月報道，中國航天科技集團十一研究院研製的“星空2號”高超音速飛行器，於2018年8月3日06點41分，在西北某靶場成功發射，火箭經過近10分鐘的飛行後，完成主動段轉彎、拋整流罩、級間分離、釋放飛行器自主飛行、飛行器大機動轉彎等試驗，飛行器經過400秒的自主飛行後，最終飛行器順利地按預定彈道進入落點區。本次飛行試驗實現了飛行試驗窗口科學載荷的全通道測量，全程光測、雷測、遙測正常，試飛器飛行可控、科學數據有效，完整回收。“星空2號”的成功飛行，驗證了乘波體飛行器的高升阻比特效以及橫向機動能力，為乘波體外形的工程應用奠定了堅實的技術基礎。
上圖為美國HTV-2高超音速飛行器
央視報道並沒有“星空2號”乘波體飛行器的真實圖像。那麼，什麼樣的飛行器才算真正的乘波體飛行器呢？乘波體飛行器又是咋樣飛行的呢？其實，乘波體飛行器這個名稱是很寬泛的；只要是利用其自身產生的激波，提高其整體氣動性能的飛行器都可以稱為乘波體飛行器。那麼，激波是什麼呢？激波就是超音速氣體中的強壓縮波；飛行器速度越快，產生的激波就越強。在高超音速飛行中，隨著馬赫數的升高，波阻和摩阻增加，就會形成升阻比“屏障”，而乘波體構型就是克服這一升阻比“屏障”的有效方法。乘波體飛行器在設計中，會盡量使激波附著在飛行器前緣上，波後的高壓氣體完全作用在飛行器的下表面，如果沒有氣體從下表面洩漏到上表面，就可以獲得較高的升阻比，從而大大提高飛行器的氣動性能。就如同船利用水的浮力行使在水面上一樣，只要船不漏水，船就可以順利的在水面上行使。
上圖為中國乘波體飛行器風洞試驗
那麼，導彈也能達到高超音速，它的錐形彈頭也是乘波體嗎？圓錐體彈頭沒有激波附著承載的下平面，氣流會順著圓錐體彈頭的周身向後流過。圓錐體彈頭設計是為了更好的引導氣流，儘量減小空氣阻力，因此，應該叫“導波體”。
根據各種科學期刊的描述，乘波體高超音速飛行器的構型主要分為兩種，即變楔角楔形和橢圓錐形。橢圓錐形乘波體飛行器的容積比較大，而且有較高的升阻比。2004年9月，《力學學報》刊登的中國科學院力學研究所高溫氣體動力學重點試驗室王發民、李立偉等四人發表的《乘波飛行器構型方法研究》中提出一種變楔角楔/橢圓錐乘波體構型方法，與傳統錐形乘波體不同，此方法是根據衝壓發動機所需的高溫高壓均勻來流，通過前體楔錐形面的優化設計，得到3個預壓縮面的壓縮角和長度等幾何參數，以此為基礎設計二維楔錐，並與橢圓錐相切以生成三維流場。以進氣道唇口所需型面為基準，在該流場的三維激波組合中“刻”出乘波體下壁面，從而實現以發動機進氣道性能為目標的乘波體反向設計，生成的乘波體不僅具有較高的升阻比，而且能提供發動機所需的均勻來流。
上圖為美國X43A乘波體飛行器
2013年，《計算機仿真》刊登的國防科技大學航天與材料工程學院李建林等三人發表的《高超聲速二維鈍楔激波快速計算方法》中提出，從二維楔或細長錐的流場解析中推導得出，要求飛行器尖前緣產生的附體激波阻止下表面高壓氣流向上表面溢出，從而在高超聲速範圍內獲得高升阻比。但是，由於尖前緣的嚴重氣動加熱和製造工藝問題，實際的乘波體前緣必須鈍化，得到所謂的類乘波體。由此可見，楔形或橢圓錐構型的乘波體頭錐越細長、越尖獲得的升阻比越高，由於氣動加熱和材料及工藝問題，尖細頭錐容易被燒蝕，所以主張鈍化頭錐。
上圖是DF17圖片和科研人員研究的乘波體模型。根據DF17構型和上圖乘波體模型可以肯定，我國的耐高溫材料製造乘波體飛行器，無須擔心頭錐過熱問題。
乘波體飛行器分為再入式高超音速飛行器和吸氣式高超音速飛行器。再入式乘波體使用助推器發射到太空，然後飛行器與助推器分離，再入大氣層，然後利用激波再拉昇至大氣層邊緣打水漂；如解放軍的DF17、俄羅斯先鋒、美國HTV-2、C-HGB等，採用桑格爾彈道或錢學森彈道，利用太空再入大氣層的慣性和激波氣壓進行機動飛行。吸氣式乘波體的飛行高度比較低，自身帶有超燃衝壓發動機；可以利用空氣中的氫氣作為燃料，比如美國的X43A乘波體飛行器；也可以利用空氣中的氧氣作為氧化劑。吸氣式乘波體由於發動機推力有限，必須充分利用高壓氣體提高自身的升阻比。
根據各方信息，“星空2號”飛行高度在3萬米左右，飛行速度6馬赫，乘波體持續飛行了400秒後，順利進入預定落點區。按照時速6馬赫計算，用時400秒即飛行了816公里。根據飛行高度和距離，可以肯定“星空2號”是一款吸氣式乘波體飛行器，安裝有超燃衝壓發動機。根據火箭彈頭的目視尺寸，燃料應該是採用部分空氣中的氫氣或氧氣作為氧化劑；乘波體頭錐未採用鈍化，如DF17般尖銳，證明我國耐高溫材料非常先進。
“星空2號”乘波體飛行器在試驗中進行了大機動轉彎，說明它的機動能力非常強，未來服役後，將是一款無法被攔截的武器。它的飛行軌跡與DF17完全不一樣，將來可能是我國下一代巡航導彈。與俄羅斯“匕首”高超音速巡航導彈也不一樣，“星空2號”是高機動、高超音速乘波體飛行器，而“匕首”是“伊斯坎德爾”短程地地彈道導彈改為空射型，速度8馬赫，沒有改變軌跡的機動能力，只是簡單粗暴的快而已，就如同DF15掛在轟6K上發射一樣，沒什麼技術改進；只要預警雷達探測距離夠遠，攔截導彈夠快，就能把它攔截下來。“星空2號”雖然時速6馬赫，但是，它可以隨時變換軌跡，機動範圍大，飛行軌跡靈活；再遠預警、再快的攔截導彈也難以攔截，因為你無法確定它的飛行軌跡和攻擊的目標。
DF17採用的是錢學森彈道，助推器推送到太空高點，然後飛行器與助推器分離；飛行器再入大氣層，在大氣層下邊緣利用慣性和激波高壓滑翔式打水漂飛行；自身沒有動力，利用飛行器陀面控制方向。速度比“星空2號”快得多，機動變軌能力比“星空2號”稍差些。
為什麼航天科技十一研究院說“星空2號”是中國第一款乘波體飛行器呢？因為，“星空2號”在第一次試飛時，DF17還沒有被官方公佈出來；只是美國曝出來，而且美國命名為WU-14，中國官方既沒有承認，也沒有否認；“星空2號”也就成為中國官方公佈的第一款高超音速飛行器，也是第一款乘波體飛行器。
