[原创]扫盲帖:空空导弹

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导读:空空导弹(Air-to-Air missile),简单地说,就是从飞行器上发射攻击空中目标的、具有导引装置的火箭弹。 空空导弹按用途分可分为近距格斗导弹(多为红外制导)、中距、远距拦射导弹(多为雷达制导);按制导方式分,可分为被动红外制导、被动雷达制导、半主动雷达制导、主动雷达制导、复合制导等导引模式;按空空导弹的战斗部装药可分为普通装药和核装药。 空空导弹虽然多种多样,但主要部分大致相同,通常由寻的导引头、导航与伺服电路、战斗部、导弹发动机(火箭发动机或冲压喷气发动机)等部分组成。空空导弹的工作原理:

空空导弹(Air-to-Air missile),简单地说,就是从飞行器上发射攻击空中目标的、具有导引装置的火箭弹。

空空导弹按用途分可分为近距格斗导弹(多为红外制导)、中距、远距拦射导弹(多为雷达制导);按制导方式分,可分为被动红外制导、被动雷达制导、半主动雷达制导、主动雷达制导、复合制导等导引模式;按空空导弹的战斗部装药可分为普通装药和核装药。

空空导弹虽然多种多样,但主要部分大致相同,通常由寻的导引头、导航与伺服电路、战斗部、导弹发动机(火箭发动机或冲压喷气发动机)等部分组成。空空导弹的工作原理:导弹锁定目标,在符合其发射条件时点火、发射。导弹脱离载机后,火箭发动机工作到燃料耗尽(导弹的用途不同,火箭发动机工作时间也不相同,近距格斗弹一般只有20秒~60秒,远距拦射弹可长达几分钟,如AIM-54不死鸟空空导弹),导弹达到最高速度后,依靠惯性继续飞行。导弹飞行过程中,导引头不断获取目标信息,导航与伺服电路不断发出控制信号,调整舵面偏转,将导弹导向目标。导弹接近目标时,由近炸引信或触发引信引爆战斗部,杀伤目标飞行器。

AIM-120结构图

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几个名词:

空空导弹的离轴发射能力

早期的空空导弹由于导引头性能较差,导弹通常只能尾追攻击,而且有效攻击角度仅为飞机轴向+-5度左右的狭窄范围内,无法攻击具较高机动能力的空中目标。随着导引头以及控制技术的进步,空空导弹的轴向攻击角度也越来越大。现在的主流空空导弹,特别是近距格斗导弹,攻击视场能达到+-30度~+-60度,具备了离轴发射能力。

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空空导弹的不可逃逸区

空空导弹飞行到约为射程的50%左右的时候,火箭燃料消耗完毕,进入无动力的惯性飞行状态,导弹的速度逐渐下降,而此时处在射程内的空中目标如采取轴向逃离的战术或大机动战术,是可能在导弹到达最大射程前逃离出导弹射程的或摆脱机动能量不足的导弹,这个区域就是可逃逸区,与之相对应的就是不可逃逸区,目标以最大速度脱离也不能在导弹到达最大射程前逃离出导弹射程,理论上是不可逃逸。不可逃逸区的大小取决于载机的速度、导弹发射高度、导弹的飞行速度、目标的飞行速度、飞行方向、高度等因素,是一个相对变化的空域。

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预制破片战斗部/连续杆战斗部/离散杆战斗部

早期的空空导弹采用普通的预制破片战斗部(类似普通手榴弹、炮弹的破片),由于空空导弹(特别是格斗弹)体积较小,战斗部也较小(从5公斤到15公斤不等),预制破片战斗部在爆炸时产生的弹片对大型飞机(特别是有一定装甲防护的战略轰炸机)毁伤概率不高。为提高导弹的毁伤概率,连续杆战斗部被用于空空导弹,连杆的首尾分别与相邻的连杆相连,如同可以拉伸的折叠尺形状,环绕战斗部一圈。战斗部爆炸时,连续杆在炸药推动下如折叠尺展开成为环状,高速飞向目标,对目标形成切割效应,有效地提升对目标的毁伤概率。

连续杆战斗部的使用中,也连续杆影响末端速度、杀伤范围小等问题,于是,将连续杆加以改进,将连续杆预先切断而成为预制离散杆战斗部,既保留杆形破片的切割效果,又加大了杀伤范围。目前,连续杆战斗部和离散杆战斗部都有在空空导弹中大量使用,后者多用于装药量小的空空导弹。

AIM-9连续杆战斗部

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空空导弹发展历史

世界上第一种空空导弹出现在1944年的德国,随着第三帝国的覆灭,X-4型有线制导空空导弹并未在二战中投入实战使用,和许多第三帝国研制的先进武器一样,这些武器、试验设备、负责的科学家被美苏两国获得,成为很多先进武器的鼻祖。

X-4型有线制导空空导弹

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X-4型空空导弹虽然具有操作繁琐、无法攻击战斗机等高机动目标、发射后载机飞行员必须一直手动操作等先天缺陷,但作为一种有益的尝试,为空对空武器的发展指明了一条新路。

二战之后,随着不同阵营国家的核弹研制成功,战略轰炸机成了最大的威胁,相应的,为攻击战略轰炸机而研发的空空导弹进入快车道。空空导弹的早期研制就确定了两种主要的制导模式,一种是无线电波(雷达)制导,另一种是红外被动制导,这两种模式直到现在还是空空导弹的绝对主流。

1953年,第一种红外被动导引空空导弹AIM-9A试验成功,被命名为响尾蛇导弹。1955年,响尾蛇导弹的改进型号AIM-9B大量装备美军和北约空军。

早期的被动红外导引头为未加制冷的硫化铅导引头,敏感度低,只能采用尾追方式攻击目标,容易被太阳和云层的红外辐射所干扰,也容易受红外干扰弹所干扰。此外,还有发射过程复杂、发射条件苛刻、射程小等缺点。随着电子技术的进步,红外制导导弹也不断改进,主要的改进在于采用更先进的锑化姻元件作为导引头、加强离轴发射能力、加大射程、以及采用更可靠的近炸引信等。目前被动红外制导导弹发展到第三代,代表的导弹有AIM-9L/M,AA-11,PL-9等。红外阵面成像技术以及全向发射能力是被动红外制导空空导弹的未来发展方向。

AIM-9响尾蛇导弹

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雷达制导空空导弹与被动红外制导空空导弹差不多同期研制成功,美国的AIM-7麻雀导弹和苏联的AA-1“碱”式导弹分别于1955年和1956年入役。

由早期的雷达制导空空导弹基本采用采用驾束制导体制,载机雷达必须一直照射导弹和目标,不具有“发射后不管”能力,使得雷达制导空空导弹射程远的特点在与只装备被动红外制导导弹的目标,在空战中并不能显示出明显的优势。

曾经有个类似玩笑性质的“同归于尽”说法,由于发射雷达制导空空导弹的飞机因为雷达必须一直照射目标,所以载机必须继续向目标飞机防线飞行,假设被攻击方不采取机动措施,则在导弹接近目标飞机的时候,攻击方也进入了对方红外制导导弹的攻击范围,由于红外制导导弹具有“发射后不管”的能力,即使载机被击落,红外制导导弹也会将攻击方击落,双方“同归于尽”。这个笑话也反应了半主动雷达制导导弹的先天性缺陷,虽然经过大量的改进,半主动雷达制导导弹最终还是不能避免被淘汰的命运,类似AIM-120、AA-12、SD-10、米卡等使用主动雷达,具有发射后不管、多目标攻击、离轴发射等方面能力的空空导弹现在已经成为超视距空战的主角。

AIM-120

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R-77

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SD-10(PL-12)


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未来的雷达制导空空导弹,除了主动雷达性能的改进外,使用多模式制导、提升扛干扰能力、改进导弹发动机以减小可逃逸区、提升导弹最大过载等,将是未来发展的主要方向。


备注:本人为非专业人士,如有错漏,敬请指正。

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