在進行洲際彈道飛彈測試的時候，它不可能真的到達自己的最大射程，一般都會採用高拋彈道試驗，然後收集飛彈飛行中的各種數據來計算出最大射程。對於外國觀測者來說，在不知道飛彈具體細節的情況下，它也能利用觀測到的有限信息估算出它的射程。今天，我們將應用牛頓力學來簡單估算一下彈道飛彈的射程。
有效發射速度
洲際彈道飛彈的飛行分為三個階段：火箭發動機點火助推階段；無動力自由飛行階段，此階段唯一的作用力為重力；再入大氣層階段，即它從外太空重新進入地球大氣層並擊中目標。
中間的無動力飛行階段是最容易觀測到的，且因為在高空中空氣稀薄，所以我們可以忽略空氣對它的阻力。在第一階段點火助推結束後，由於它只受重力作用，因此我們知道它的動能和勢能之和在此時保持不變了。
但是由於飛彈設計的細節是秘密的，如發射質量、發動機推力、燃料質量和每個階段的燃燒時間等，因此我們無法知道燃料燃盡的速度和高度，我們能觀測到的只有飛彈能到達的最大高度hmax。在這裡，我們定義一個有效發射速度v0，它指的是火箭在海平面就達到了全部速度，然後靠這個速度上升到同樣的高度。
由於飛彈到達的高度和地球半徑rE處於同一量級，因此我們已經不能使用重力加速度g了，因此根據能量守恆定律，我們有以下公式。
洲際彈道飛彈的射程
同一枚飛彈在射程最大的彈道，稱為最小能量彈道。在中學階段，我們經常把這種拋射當作拋物線處理，但是由於彈道飛彈的高度較高，拋物線已經滿足不了需求。這裡，我們需要使用橢圓軌道來進行處理，飛彈的彈道必須是橢圓的一部分。根據克卜勒定律，地球中心是橢圓的一個焦點。設軌道的半長軸為a，則上面的公式可以改為下面的公式。
如下圖所示，P為飛彈發射點，Q是飛彈的目標點。根據橢圓的性質，F1P+F2P=2a，而F1P=rE，所以F2P=2a-rE。對於半長軸a為固定值，為了使射程達到最大，也就是圖中的θ角達到最大，直線F2P必須垂直於直線F1F2。根據圖中幾何關係，我們可以得到以下公式。
所以彈道飛彈的射程滿足以下方程。
公式驗證
2017年7月4日，Hwasong-14進行了首次飛行測試，最大高度達到了2802公裡，因此根據上述，我們可以算得它的有效速度為每秒6.17公裡。通過簡單的計算，最大的θ角為0.445弧度，於是我們估算的最大射程為5810公裡。官方給出的數據為4800-6700公裡，因此我們的估算是比較準確的。
然而，上述這個估算彈道飛彈射程的模型對於擁有兩級推進的火箭來說就比較不準了，因為我們不知道的細節就會更多。2017年7月28日，Hwasong-14增加為兩級推進，總射程達到了10040公裡，而我們的預測遠沒有達到。