zt 認識真正的近距空空導彈：發射前後有講究(組圖)

認識真正的近距空空導彈：發射前後有講究[圖]

2008年07月23日 10:06:13 　來源：《世界軍事》雜誌

 編者按：空空導彈早已經成為空戰中的"絕對"武器，然而，大多數軍火商出於商業利益的考慮，往往有意或無意間誇大導彈性能，或以不完整的信息來混淆大眾對於導彈的評價。

    事實上，空空導彈在實戰中遠不像人們所想的那樣簡單。這裏，我們將介紹分析空空導彈的能力與局限性，讓網友認識真正的空空導彈。

從"攻擊包線"說起

F-16戰鬥機發射AIM-9X近距空空導彈

    空空導彈，並不是飛行員扣動扳機就可以百發百中。實戰中，隨著操作條件的不同，空空導彈的表現會有很大的差異。

    這些條件包括：發現目標的距離，如飛行員以目視或雷達偵測方式截獲目標的距離；導彈導引頭截獲目標的距離；作戰空域與接戰態勢影響下允許發射導彈的環境，如相對速度和操作高度等；最後還包括載機從哪個方向發動攻擊：比如是從目標的前半球或後半球發射導彈，還是從目標側方開始攻擊。

    上麵所說的僅僅是載機的情況，發射導彈還要看目標的具體情況。如飛行高度，速度、幾何尺寸、雷達截麵積，發動機類型和數量、工作狀態、噴嘴與排氣溫度等。

    說到這裏，是不是讓人感到頭都大了？沒關係,"攻擊包線"就是為了便於在這些複雜的變數中，迅速、直觀地理解導彈在不同情況下的性能表現的一種圖像化工具。

    攻擊包線有一個中心原點，外邊被封閉曲線所包圍。特別要注意的是，中心原點代表的是空空導彈所要攻擊的目標機，而不是發射導彈的載機。外圍曲線分別代表導彈在目標機不同相對位置時的最大與最小可用射程。而曲線所包圍的區域，則代表載機隻要於此區域內發射導彈，就有機會命中並毀傷目標。

    換句話說，"攻擊包線"實際是包括一個導彈的殺傷區和發射區。其中殺傷區指的是導彈彈頭對目標具毀傷作用的能量散布區域；發射區要比殺傷區更重要，隻有在發射區內發射，導彈才有機會接近目標到殺傷區內。

    攻擊包線表現的隻是導彈殺傷目標的必要條件，而非充分條件。也就是說在包線內發射導彈隻表示有命中目標的可能，不過若在包線外發射導彈，則肯定沒有命中的可能。

　紅外導引頭的特性

AIM-9X采用紅外成像製導，理論上可以跟蹤上升段的彈道導彈

    近距空空導彈的攻擊主要依靠紅外導引頭的製導。

    從原理上來講，紅外導引頭是通過探測目標發動機噴管、尾焰及蒙皮氣動加熱的紅外輻射，來獲取導引信息。其作用距離除與目標的紅外輻射強度及輻射光譜特性有關外，也與導引頭的靈敏度及外在環境的氣象條件有關。

    其中影響導引頭作用距離的最重要因素，是發動機尾噴管排氣溫度和排氣離開噴管後所形成的尾焰。其中發動機尾噴管的影響又比尾焰明顯。

    之所以有這一結論，是因為金屬材料製成的噴管不但輻射的紅外強度較高，而且高溫持續時間也較長；而在開加力的狀態下，發動機的尾焰長度可達200米，但實際上30米後的尾焰溫度就降到了100攝氏度，因此造成強烈紅外輻射的部分僅有10－20米左右。隻要降低推力或是引入冷空氣，即可降低發動機排氣溫度，進而使排出的尾焰溫度迅速降低。

    一般來說，紅外導引頭的探測距離與目標尾噴管的溫度的平方成正比，也就是尾噴管的溫度如果提高兩倍，導引頭的探測距離就會提高四倍。典型的渦噴發動機當處於最大加力推力的時候，紅外導引頭的探測距離是發動機巡航狀態下的5倍；而對渦扇發動機而言，這種差距甚至會達到10倍。

    由此來看，噴氣戰鬥機尾部被敵人咬住是以一件多麽危險的事情。為了在近距格鬥中生存下來，戰機的機動能力不斷增強，要想咬住敵機的尾巴進行攻擊越來越難。因此現在的紅外導彈往往強調"全向攻擊"，特別是迎頭攻擊。

    但這時導引頭的探測距離將會大大縮小，有效距離還不如正後方的20%。現有以銻化銦為主體的3－5微米波長的紅外導引頭還會因為紅外輻射強度過低而在目標正前方形成限製區，紅外導彈在這個區域內根本無法捕捉目標。不過新型的近距格鬥導彈也在更改導引頭的覆蓋波段，捕捉目標的能力有了進一步的提高。

“台風”戰機試射先進近距空空導彈

    有人把空中格鬥比作"電話亭裏的搏殺"，這確實道出了近距空戰的凶險。就是在這電光石火之間，發射空空導彈前後仍然要考慮一些其他的因素。

    首先導彈需要有一個準備的時間，包括導引頭的準備時間，導彈發動機點火到實際射出的時間以及導引頭捕獲目標所需的時間。

    導引頭的準備時間首先要啟動彈上的陀螺轉子，這需要2-3秒的時間；然後要把導引頭紅外製導裝置的溫度降低，需要2-3秒時間。有經驗的飛行員往往會在接戰之前啟動導引頭，剩下導引頭捕獲目標的時間和發動機點火到射出的時間，這大約要1-2秒的時間。這樣綜合算起來導彈的準備時間有可能在2-4秒左右。

    導彈射出以後，也並不是立即飛向目標。典型的第三代近距空空導彈，例如AIM-9L，在發射後盡管導引頭已經捕獲目標，但仍屬於無控飛行，導引頭沒有輸出任何信號，導彈僅是沿著發射的方向前進。同時，AIM-9L的翼麵必須在有了一定速度後才能發揮作用，把導彈引入穩定的製導彈道。顯然，這個過程應該越短越好，否則就會貽誤戰機。但對於用常規氣動力翼麵的導彈來說，這個過渡的階段可能會長達400多米。而采用拋離--點火發射方式的導彈，這個階段比直接從滑軌上點火的導彈還要長。

    為了縮短這個過程，新一代的空空導彈往往使用矢量推力係統，靠改變推力方向來控製導彈。理論上隻要導彈發動機一點火，導彈就可以立即向目標衝過去。但是矢量推力會造成推力損失，縮短射程，因此，新一代的導彈在使用矢量推力時並沒有放棄傳統的翼麵，這樣可以在發動機失去推力後，仍保持一定的控製力。

    最後，則是導彈導引頭的跟蹤性能。空空導彈能夠在自身高速運動的情況下追蹤另一個運動目標，並不是件簡單的事。導彈導引頭實際是安裝在附有陀螺的萬向架上，一旦導引頭"看見"目標，彈載計算機就會產生控製信號，驅動馬達帶動導引頭改變方向，持續跟蹤目標。

    導引頭"看見"目標的能力取決於三個指標：瞬間視野、視野和導引頭角速度。導彈的瞬間視野越大，則看到的空間越大，捕捉到目標的幾率也就越高，不用大幅度地轉動導引頭進行跟蹤。但缺點是背景噪音過多。因此，紅外導彈的瞬間視野都限製在1.5－4度左右。視野則是導引頭在萬向架上的活動範圍。剛才我們說到，導彈在發射後，還要飛行一段才開始向目標進攻。盡管導彈的導引頭已經指向目標，但在飛行中會出現前進軸向與導引頭指向的夾角，一旦在無控飛行中這個夾角超過導引頭的視野，導彈就會失去目標。

    所謂的導引頭角速度則是萬向架驅動導引頭跟蹤目標的速度。說白了這和京劇花旦練眼神是一樣的。導引頭的"眼神快"，就能夠適應雙方相對運動時產生的巨大角速度變化，否則紅外導引頭就會跟不上而導致失去目標。尤其在近距導彈發動迎頭攻擊時，角速度快的優勢就會很明顯。

    第一代紅外導彈的角速度僅有10－12度/秒，到了AIM-9M就達到了30度/秒，新研製的IRIS-T導彈甚至高達100度/秒。從上麵可以看出，紅外導彈發射後是否能夠跟蹤上目標，並不是板上釘釘，導彈剛剛發射後就可能失去目標。即使它能跟住目標，就能保證最後打下敵機嗎？

G值的奧妙

官兵在掛裝近距空空導彈。

    很多網友已經注意到了，現在很多空空導彈在宣傳時，都願意誇耀自己的機動性，也就是導彈的"G值"--導彈改變速度方向的能力。

    導彈的G值要視導彈本身的速度、轉彎率、控製方式和結構強度而定。

    現在的近距格鬥導彈動輒在30G左右，新開發的型號可以達到50甚至70G。而相比之下，戰鬥機的飛行員所能夠承受的極限加速度僅有9個G，飛機所能承受的加速度也比這高不到哪去。

    似乎在近距空空導彈和戰機的較量中，後者隻能是一敗塗地，而且30G應該已經足夠了，有必要達到70個G嗎？這似乎有些說不通。

    上麵我們所說的G值實際是一種"可用G值"，是導彈本身的極限機動性，然而在近距離空戰中，"需用G值"更有意義。這個概念是指在當前的戰術態勢下，導彈要做出多大的機動才能夠追上目標。

    現在問題又來了，難道30G的導彈還追不上戰鬥機嗎？

    與攻擊平麵目標不同，近距空戰雙方是在三維戰場中進行劇烈的機動。近距離空戰最忌諱被別人咬住尾巴，這不僅是因為紅外導引頭對尾噴管最敏感，還有一個原因是從後半球發動攻擊，導彈和目標的相對速度較小，所需要的G值比較小；反之，現在都強調迎頭攻擊，相對速度非常大，所以需要的G值都相當大。

    此外，導彈的速度越高，與目標的距離越小，需要的G值也越大。有資料曾經計算過，迎頭進行攻擊，載機與目標相距800米，導彈速度為2馬赫，目標速度為1.5馬赫的時候，導彈的"需用G值"可以達到40-50個G左右，這已經超過了某些第三代導彈的"可用G值"。

    再加上本來迎頭攻擊目標的紅外輻射強度就大為降低，因此目標躲過導彈的攻擊並不是不可能的事情。

    另外，目標的兩側還有"導彈機動性限製區"，這也和導彈的G值有一定關係。導彈進攻的方向都會與目標有一個夾角，這個夾角越大，導彈攔截目標所需要的G值也越大。而在目標正側方的時候，這個夾角達到了最大，加上距離在迅速縮短。在這些因素的影響下，向目標側麵進行攻擊，所需的G值也很容易超過現有導彈的機動能力。

    盡管典型的第三代近距空空導彈機動能力已經達到了30個G，但遠遠不夠。即使是新研製的具備矢量推力的、機動能力達到了70G的新型導彈，也隻能說是提高了命中的概率。

    最後，導引頭跟蹤上了目標，導彈曆盡劇烈的機動也追上了目標，也並不意味著能夠把敵機擊落。因為空空導彈一般不是直接命中目標，而是在接近目標的時候依靠激光或者紅外近炸引信引爆彈頭，通過破片或者連續杆戰鬥部摧毀目標。

    而導彈從側方接近目標時，由於兩者的相對速度較小，與目標交會時條件變化很大，引信甚至會受到幹擾，彈頭起爆後未必形成有效的殺傷區，目標也會逃過致命的一擊。在複雜的空戰背景下，近距空空導彈絕不是"指哪打哪"。

     本文原載於《世界軍事》雜誌2006年10月刊。原標題：《認識真正的空空導彈（近距篇）》

    作者：張立德；編輯：鄭文浩