弹头再入过程中,通常使轴对称弹头具有一个初始绕纵轴的旋转角速率,降低再入段弹头不对称性影响,减小再入散布。但由于加工误差、安装偏差、不对称烧蚀和边界层转捩等因素影响,弹头存在质量、惯量、气动力和气动力矩等一些不对称量。这些不对称量导致弹头再入滚转速率发生较大变化:当弹头滚转速率增加,接近气动俯仰频率,弹头会出现滚转共振,如果在共振点附近处滚速的变化趋势与气动俯仰频率变化趋势在一段时间内几乎相同,就会产生滚转速率与气动俯仰频率的共振联锁,可能导致弹头配平攻角急剧增大,气动外压、横向载荷超过许用值,使弹头破坏,还可能导致弹头某一子午面长时间处于迎风位置,加剧烧蚀使弹头解体;当弹头滚转速率减小,可能出现短时间为零的现象,即滚速过零,使配平升力引起的弹着点散布量大大增加。
弹头再入过程中气动俯仰频率随高度变化(见图)。滚转共振可在高空或低空出现。对于自旋弹头,高空滚转几乎是必然出现,但因为高空动压较小,除非初始滚速和质量偏心很大,通常高空出现的共振并不危险,这种共振称为振荡型滚转共振,也称为瞬态滚转共振。在低空出现的滚转共振是危险的,它多发生在接近最大动压的低空,不对称量使滚转角速度迅速变化,配平攻角急剧增大,出现大的横向过载与不对称烧蚀,称为稳态滚转共振。稳态滚转共振要尽量避免。
为了避免弹头再入滚转异常,需要开展滚转控制方案设计,包括被动式方案、主动式方案和半主动式方案。被动式方案包括限制不对称量、增加弹头静稳定度、提高弹道系数、弹道倾角变陡和端头烧蚀层工艺设计改进等。