欢迎访问北京军通达信息技术发展有限公司官方网站
登录  注册 退出
19 Nov,2021

浏览次数:

空空导弹的进化之路
发布日期:2021-11-19 10:26:21

空空导弹的进化之路

 翚 尚鸿博

 

1.jpg

 

 在前不久举办的英国DSEI-2021国际防务展上,德国Diehl系统公司推出了一款采用隐身设计的空空导弹概念。这款空空导弹为矩形弹体,应用了超长边条和翼身融合技术,体现出未来空空导弹向隐身化发展的走向。

 

今年9月,在美空军协会年度会议上,一款被称为远程空空导弹(LRAAM)的武器概念亮相。这款导弹以其独特的前后两段式结构布局,引发外界对其射程的猜测。

 

在此前后,俄罗斯展示了挂载在苏-35战机上的新型R-37M高超声速空对空导弹。作为射程达400千米的R-37导弹的改进型,R-37M的射程更远,且呈现出载机多样化的发展趋势。

 

世界各国为何一再推出新的空空导弹概念?空空导弹在空战中的定位及发展状况如何?请看专家解读。

 

历经70余年快速发展,空空导弹成为现代战争中夺取制空权的主战武器

 

世界上第一种空空导弹是二战末期德国研制的X-4空空导弹。该导弹由飞机发射,采用的是无线电指令制导方式和固体火箭发动机。这些技术在当时属于高科技,但由于技术不成熟,未能用于实战。

 

二战后,空空导弹迅速发展,于20世纪50年代中期装备军队,形成第一代空空导弹家族。这一代红外制导空空导弹的典型产品包括美国的AIM-9B“响尾蛇”、苏联的K-13等,均采用非致冷硫化铅红外探测器,用超小型电子管放大器进行信号处理,只能在目标尾后进行探测,有效攻击范围仅为目标尾后2千米~3千米。该代雷达制导空空导弹主要为半主动雷达制导,典型产品如美国的“麻雀”-1,采用雷达波束制导,攻击范围很小。所以,第一代空空导弹只能作为机炮的辅助武器来使用。

 

第二代红外空空导弹代表产品有美国AIM-9D“响尾蛇”、法国的“马特拉”R550、苏联的R-60T等,于20世纪60年代装备军队,采用致冷型硫化铅探测器提高灵敏度,用晶体管电路进行信号处理,减重的同时提高了导弹可靠性和寿命,采用红外近炸引信。典型的雷达制导空空导弹有美国的“麻雀”-3A、英国的“火光”等,采用转动翼气动布局、连续波半主动雷达制导。这类导弹的攻击包线有所扩大,但仍只能在后半球攻击或者迎头拦截小机动目标。

 

20世纪60年代,美国飞机设计师和空军决策者认为:导弹决定一切,“起飞-搜索-锁定-发射导弹-脱离”将成为空战基本模式。因此,美空军的第二代喷气式战斗机如F-105“雷公”、F-4C“鬼怪”等,最初不装航炮,完全以导弹为空战武器,结果惨遭现实“打脸”。越战期间,美军空空导弹命中率极低,“麻雀”-3共发射589枚,仅55枚命中。“响尾蛇”发射后也屡屡不知所终。在越南空军以航炮为主、导弹为辅的米格机面前,只装备空空导弹的美机一度被打得不得不重新安装航炮。

 

第三代红外空空导弹典型产品有美国的AIM-9L“响尾蛇”、以色列的“怪蛇”-3等,于20世纪80年代初开始装备部队。该代红外空空导弹采用陀螺舵作为倾斜稳定装置,采用灵敏度更高的锑化铟致冷探测器,使用激光或无线电等近炸引信,实现了全向攻击。虽然前向攻击距离仅2千米~3千米,但侧向攻击能力大幅提高。20世纪90年代,改进的红外空空导弹相继问世,如美国AIM-9M“响尾蛇”和俄罗斯的R-73等。它们采用扫描探测技术或红外多元探测技术,在数字处理技术、激光近炸引信或无线电引信的加持下,不仅实现了对目标全向攻击,同时具有一定抗干扰能力。第三代雷达制导空空导弹有俄罗斯的R-27、美国的“麻雀”-3B、英国的“天空闪光”等,采用单脉冲半主动雷达导引头,具有前向拦截能力、一定的抗干扰能力和下视下射能力,这个时期空空导弹的性能已能基本满足超视距空战的要求。

 

1982年,以色列为摧毁叙利亚在贝卡谷地部署的地空导弹阵地,发动了一场陆空协同的大规模突袭。两天的空战中,以色列空军共发射56枚AIM-9L和3枚AIM-9P空空导弹,击落对手战机41架,命中率高达69%。自此,空战模式迈入高技术时代,世界空战史翻开新的一页。

 

第四代红外空空导弹的典型产品有美国的AIM-9X、英国的ASRAAM、德国的IRIS-T、以色列的“怪蛇”-4∕5等。这类导弹采用红外成像探测、发射后截获和推力矢量控制等技术,跟踪性、机动性、抗干扰性大幅提高,发射方式更灵活,攻击包线大大扩展。

 

第四代雷达空空导弹有美国的AIM-120、欧洲的“流星”、俄罗斯的R-77等。这类导弹外形通常为常规气动布局,采用中途指令、惯性制导和雷达主动末制导等复合制导方式,嵌入式计算机中安装了功能强大的软件,能够超视距全向攻击,具有多种抗干扰措施和灵活的发射方式,可实现“发射后不管”,能有效拦截多种飞机。1994年,在波黑巡逻的一架北约战机4分钟内发射3枚空空导弹,击落3架南联盟G-4攻击机,创下“一机三杀”的纪录。

 

远、快、准、灵,关键技术的有力支撑助力空空导弹跨越式发展

 

武器发展离不开科技支撑,纵观当今世界各国较为先进的空空导弹,通常具备以下技术特点:

 

射程越来越远。随着机载雷达和战场预警侦察体系的快速发展,战机和无人飞行器的感知能力大大延伸。此外,敌我识别系统日趋成熟,超视距空战成为对抗的重要模式。为做到先敌发现、先敌发射和先敌摧毁,各国对空空导弹射程提出了更高要求。

 

美国近年来中程、中远程和远程空空导弹项目数量比近距格斗空空导弹项目多出不少,甚至对小型先进能力导弹(SACM)项目都提出了超视距攻击要求。美国的AIM-120D增程弹射程达到160千米,还在积极研发预期射程是其两倍的AIM-260,实现所谓的“穿透型制空”。欧洲6国联合研发的“流星”是世界上最早采用固体火箭冲压发动机的空空导弹,最大射程达150千米。俄罗斯的K-77M采用增强型双脉冲发动机,射程近200千米。K-37M的射程据称可达到300千米~400千米。

 

速度越来越快。第四代战机普遍具备超声速巡航和高机动能力。要想有效打击此类目标,必须具备比目标更快的飞行速度。目前,空空导弹最大飞行速度可达5倍声速以上。据俄罗斯《消息报》报道,俄军的苏-35战机将装备新式R-37M高超声速空空导弹。该导弹主要用来攻击大型目标,如敌方的轰炸机、预警机、加油机等,最大速度可超过6倍声速。该导弹发射后不需要用机载雷达持续照射目标,导弹根据参数借助惯性自动制导飞行,接近目标后开启主动雷达引导头,锁定目标后发起攻击。面对R-37M超过6马赫的高速,战机一旦被锁定要逃脱基本没有可能。

 

精度越来越高。空空导弹战斗部受尺寸和重量限制只有几千克到几十千克,有效杀伤半径通常只有几米到十几米。同时,各种人为的光电、电子干扰及太阳、云、雨、雾、地/海杂波等背景干扰都会对空空导弹探测、锁定、跟踪目标产生影响。要想摧毁目标,必须保证导弹具有很高的制导精度和抗干扰能力。单一模式的导引技术难以满足作战需求,因此,新一代空空导弹多采用多模导引技术提高命中精度。多模导引头可由不同种类的探测系统(红外、雷达、激光等)组合而成,也可由同一种类不同波段探测系统或同一种类不同体制(主动雷达、半主动雷达、被动雷达)探测系统组合而成。常见的多模导引头包括:光学双(多)波段导引头、主动雷达/红外双模导引头、主/被动雷达复合导引头等。

 

发射方式越来越灵活。由于发射平台和目标的高速运动,空战态势瞬息万变。要想在战斗中取得先机,空空导弹必须借助灵活的发射方式。第一代空空导弹对载机的战位要求很高,实战中很难捕捉到良好的发射机会;第二代空空导弹提高了灵活性,可从目标尾后较大范围实施攻击;第三代空空导弹技术日趋成熟,具有全高度、全方位、全天候作战能力;第四代空空导弹实现了“发现即发射”,空战真正进入超视距时代。目前世界各国的空空导弹都把“全向发射”作为一项重要发展指标,即导弹可以向后发射,攻击载机后方目标,或者实现“越肩发射”。

 

小型、联网、多用、跨域、智能,空空导弹未来可期

 

小型化。为适应第四代隐形战机高密度内埋挂装要求,提高载机作战效能,小型化空空导弹需求强劲。此外,随着无人机与有人机协同作战、无人机蜂群作战模式的出现,深入敌纵深实施突击的无人机也需要携带小型空空导弹。从外军装备发展情况来看,导弹拦截技术逐步成熟后,小型化拦截器将成为下一代战斗机的重要空战武器。这种小型拦截器不占用飞机挂点,发射微型拦截弹,主要拦截来袭的空空导弹或地空导弹,预计其重量在10千克~15千克、长度在1米~1.5米范围内,可以从现有的箔条、红外诱饵弹投放器中发射。

 

网络化。随着网络信息体系日臻完善,现代空战也从早期的平台对抗转变为以网络为依托的体系对抗。空空导弹需要与整个作战体系深度融合,具备网络信息获取和网络制导能力,综合利用地面雷达、机载雷达、预警机甚至天基卫星获取目标信息,通过信息融合提高情报的可靠性和稳定性。此外,空空导弹作为空中对抗的前出节点,不仅可实施硬摧毁,还可兼顾对敌侦察、干扰等多种任务,或临时充当通信节点,通过网络将信息传给作战体系。美军明确提出,新一代空空导弹要能接入下一代战术数据链,实现动态入网。

 

多用化。空空导弹需要打击战场上的各种飞行器,除第四代战机、无人机外,还包括预警机、电子战飞机等高价值目标,巡航导弹、战术弹道导弹、中远程空空导弹等战术导弹目标,甚至还包括无人机蜂群等集群目标。此外,应对来自空中和地面的双重威胁也是其任务之一。这就要求空空导弹具备多用化能力,携带一种弹药即可胜任多种任务,既可遂行未知性较强的空中对抗任务,兼顾近距格斗和中距拦射,也可有效实施对地面防空雷达的压制和攻击。

 

跨域化。未来战场呈现出空天融合、大纵深、深尺度的趋势。一些国家正在将作战空间向临近空间乃至外层空间拓展。而且,随着2019年美国退出《中导条约》,大量中近程弹道导弹也成为很多国家面临的巨大威胁。地面反导系统难以有效应对,空基平台在对其拦截上则有一定优势。隐身战机还需深入敌后方,直接拦截敌方处于上升段的中近程弹道导弹。因此,在未来,空空导弹或将通过改进,用作反临近空间高速目标的拦截弹等,担负更多跨域打击任务。

 

智能化。将人工智能技术应用于空空导弹的飞行控制、弹道规划、任务决策、目标探测、对抗干扰等环节,使空空导弹实现作战的高度自主化,或将成为未来发展方向。面对未来战场,空空导弹需要实现智能感知与对抗、自主规划与决策、灵巧飞行、多弹协同等功能。当前,空空导弹面临的作战环境复杂、目标种类多样、作战效费比不高等问题,也可通过发展智能化技术来突破瓶颈,实现空空导弹跨越式发展。


资料图片 

①:AIM-9X空空导弹;图②:ASRAAM空空导弹;图③:挂载R-77空空导弹的苏-35战机;图④:发射IRIS-T空空导弹的台风战机;图⑤:python(怪蛇)空空导弹;图⑥:AIM-120空空导弹。⑦:发射R-37M空空导弹的米格-31战机。


信息来源:中国军网-解放军报

栏目导航NAVIGATION