zt 认识真正的近距空空导弹：发射前后有讲究(组图)

认识真正的近距空空导弹：发射前后有讲究[图]

2008年07月23日 10:06:13 　来源：《世界军事》杂志

 编者按：空空导弹早已经成为空战中的"绝对"武器，然而，大多数军火商出于商业利益的考虑，往往有意或无意间夸大导弹性能，或以不完整的信息来混淆大众对于导弹的评价。

    事实上，空空导弹在实战中远不像人们所想的那样简单。这里，我们将介绍分析空空导弹的能力与局限性，让网友认识真正的空空导弹。

从"攻击包线"说起

F-16战斗机发射AIM-9X近距空空导弹

    空空导弹，并不是飞行员扣动扳机就可以百发百中。实战中，随着操作条件的不同，空空导弹的表现会有很大的差异。

    这些条件包括：发现目标的距离，如飞行员以目视或雷达侦测方式截获目标的距离；导弹导引头截获目标的距离；作战空域与接战态势影响下允许发射导弹的环境，如相对速度和操作高度等；最后还包括载机从哪个方向发动攻击：比如是从目标的前半球或后半球发射导弹，还是从目标侧方开始攻击。

    上面所说的仅仅是载机的情况，发射导弹还要看目标的具体情况。如飞行高度，速度、几何尺寸、雷达截面积，发动机类型和数量、工作状态、喷嘴与排气温度等。

    说到这里，是不是让人感到头都大了？没关系,"攻击包线"就是为了便于在这些复杂的变数中，迅速、直观地理解导弹在不同情况下的性能表现的一种图像化工具。

    攻击包线有一个中心原点，外边被封闭曲线所包围。特别要注意的是，中心原点代表的是空空导弹所要攻击的目标机，而不是发射导弹的载机。外围曲线分别代表导弹在目标机不同相对位置时的最大与最小可用射程。而曲线所包围的区域，则代表载机只要于此区域内发射导弹，就有机会命中并毁伤目标。

    换句话说，"攻击包线"实际是包括一个导弹的杀伤区和发射区。其中杀伤区指的是导弹弹头对目标具毁伤作用的能量散布区域；发射区要比杀伤区更重要，只有在发射区内发射，导弹才有机会接近目标到杀伤区内。

    攻击包线表现的只是导弹杀伤目标的必要条件，而非充分条件。也就是说在包线内发射导弹只表示有命中目标的可能，不过若在包线外发射导弹，则肯定没有命中的可能。

　红外导引头的特性

AIM-9X采用红外成像制导，理论上可以跟踪上升段的弹道导弹

    近距空空导弹的攻击主要依靠红外导引头的制导。

    从原理上来讲，红外导引头是通过探测目标发动机喷管、尾焰及蒙皮气动加热的红外辐射，来获取导引信息。其作用距离除与目标的红外辐射强度及辐射光谱特性有关外，也与导引头的灵敏度及外在环境的气象条件有关。

    其中影响导引头作用距离的最重要因素，是发动机尾喷管排气温度和排气离开喷管后所形成的尾焰。其中发动机尾喷管的影响又比尾焰明显。

    之所以有这一结论，是因为金属材料制成的喷管不但辐射的红外强度较高，而且高温持续时间也较长；而在开加力的状态下，发动机的尾焰长度可达200米，但实际上30米后的尾焰温度就降到了100摄氏度，因此造成强烈红外辐射的部分仅有10－20米左右。只要降低推力或是引入冷空气，即可降低发动机排气温度，进而使排出的尾焰温度迅速降低。

    一般来说，红外导引头的探测距离与目标尾喷管的温度的平方成正比，也就是尾喷管的温度如果提高两倍，导引头的探测距离就会提高四倍。典型的涡喷发动机当处于最大加力推力的时候，红外导引头的探测距离是发动机巡航状态下的5倍；而对涡扇发动机而言，这种差距甚至会达到10倍。

    由此来看，喷气战斗机尾部被敌人咬住是以一件多么危险的事情。为了在近距格斗中生存下来，战机的机动能力不断增强，要想咬住敌机的尾巴进行攻击越来越难。因此现在的红外导弹往往强调"全向攻击"，特别是迎头攻击。

    但这时导引头的探测距离将会大大缩小，有效距离还不如正后方的20%。现有以锑化铟为主体的3－5微米波长的红外导引头还会因为红外辐射强度过低而在目标正前方形成限制区，红外导弹在这个区域内根本无法捕捉目标。不过新型的近距格斗导弹也在更改导引头的覆盖波段，捕捉目标的能力有了进一步的提高。

“台风”战机试射先进近距空空导弹

    有人把空中格斗比作"电话亭里的搏杀"，这确实道出了近距空战的凶险。就是在这电光石火之间，发射空空导弹前后仍然要考虑一些其他的因素。

    首先导弹需要有一个准备的时间，包括导引头的准备时间，导弹发动机点火到实际射出的时间以及导引头捕获目标所需的时间。

    导引头的准备时间首先要启动弹上的陀螺转子，这需要2-3秒的时间；然后要把导引头红外制导装置的温度降低，需要2-3秒时间。有经验的飞行员往往会在接战之前启动导引头，剩下导引头捕获目标的时间和发动机点火到射出的时间，这大约要1-2秒的时间。这样综合算起来导弹的准备时间有可能在2-4秒左右。

    导弹射出以后，也并不是立即飞向目标。典型的第三代近距空空导弹，例如AIM-9L，在发射后尽管导引头已经捕获目标，但仍属于无控飞行，导引头没有输出任何信号，导弹仅是沿着发射的方向前进。同时，AIM-9L的翼面必须在有了一定速度后才能发挥作用，把导弹引入稳定的制导弹道。显然，这个过程应该越短越好，否则就会贻误战机。但对于用常规气动力翼面的导弹来说，这个过渡的阶段可能会长达400多米。而采用抛离--点火发射方式的导弹，这个阶段比直接从滑轨上点火的导弹还要长。

    为了缩短这个过程，新一代的空空导弹往往使用矢量推力系统，靠改变推力方向来控制导弹。理论上只要导弹发动机一点火，导弹就可以立即向目标冲过去。但是矢量推力会造成推力损失，缩短射程，因此，新一代的导弹在使用矢量推力时并没有放弃传统的翼面，这样可以在发动机失去推力后，仍保持一定的控制力。

    最后，则是导弹导引头的跟踪性能。空空导弹能够在自身高速运动的情况下追踪另一个运动目标，并不是件简单的事。导弹导引头实际是安装在附有陀螺的万向架上，一旦导引头"看见"目标，弹载计算机就会产生控制信号，驱动马达带动导引头改变方向，持续跟踪目标。

    导引头"看见"目标的能力取决于三个指标：瞬间视野、视野和导引头角速度。导弹的瞬间视野越大，则看到的空间越大，捕捉到目标的几率也就越高，不用大幅度地转动导引头进行跟踪。但缺点是背景噪音过多。因此，红外导弹的瞬间视野都限制在1.5－4度左右。视野则是导引头在万向架上的活动范围。刚才我们说到，导弹在发射后，还要飞行一段才开始向目标进攻。尽管导弹的导引头已经指向目标，但在飞行中会出现前进轴向与导引头指向的夹角，一旦在无控飞行中这个夹角超过导引头的视野，导弹就会失去目标。

    所谓的导引头角速度则是万向架驱动导引头跟踪目标的速度。说白了这和京剧花旦练眼神是一样的。导引头的"眼神快"，就能够适应双方相对运动时产生的巨大角速度变化，否则红外导引头就会跟不上而导致失去目标。尤其在近距导弹发动迎头攻击时，角速度快的优势就会很明显。

    第一代红外导弹的角速度仅有10－12度/秒，到了AIM-9M就达到了30度/秒，新研制的IRIS-T导弹甚至高达100度/秒。从上面可以看出，红外导弹发射后是否能够跟踪上目标，并不是板上钉钉，导弹刚刚发射后就可能失去目标。即使它能跟住目标，就能保证最后打下敌机吗？

G值的奥妙

官兵在挂装近距空空导弹。

    很多网友已经注意到了，现在很多空空导弹在宣传时，都愿意夸耀自己的机动性，也就是导弹的"G值"--导弹改变速度方向的能力。

    导弹的G值要视导弹本身的速度、转弯率、控制方式和结构强度而定。

    现在的近距格斗导弹动辄在30G左右，新开发的型号可以达到50甚至70G。而相比之下，战斗机的飞行员所能够承受的极限加速度仅有9个G，飞机所能承受的加速度也比这高不到哪去。

    似乎在近距空空导弹和战机的较量中，后者只能是一败涂地，而且30G应该已经足够了，有必要达到70个G吗？这似乎有些说不通。

    上面我们所说的G值实际是一种"可用G值"，是导弹本身的极限机动性，然而在近距离空战中，"需用G值"更有意义。这个概念是指在当前的战术态势下，导弹要做出多大的机动才能够追上目标。

    现在问题又来了，难道30G的导弹还追不上战斗机吗？

    与攻击平面目标不同，近距空战双方是在三维战场中进行剧烈的机动。近距离空战最忌讳被别人咬住尾巴，这不仅是因为红外导引头对尾喷管最敏感，还有一个原因是从后半球发动攻击，导弹和目标的相对速度较小，所需要的G值比较小；反之，现在都强调迎头攻击，相对速度非常大，所以需要的G值都相当大。

    此外，导弹的速度越高，与目标的距离越小，需要的G值也越大。有资料曾经计算过，迎头进行攻击，载机与目标相距800米，导弹速度为2马赫，目标速度为1.5马赫的时候，导弹的"需用G值"可以达到40-50个G左右，这已经超过了某些第三代导弹的"可用G值"。

    再加上本来迎头攻击目标的红外辐射强度就大为降低，因此目标躲过导弹的攻击并不是不可能的事情。

    另外，目标的两侧还有"导弹机动性限制区"，这也和导弹的G值有一定关系。导弹进攻的方向都会与目标有一个夹角，这个夹角越大，导弹拦截目标所需要的G值也越大。而在目标正侧方的时候，这个夹角达到了最大，加上距离在迅速缩短。在这些因素的影响下，向目标侧面进行攻击，所需的G值也很容易超过现有导弹的机动能力。

    尽管典型的第三代近距空空导弹机动能力已经达到了30个G，但远远不够。即使是新研制的具备矢量推力的、机动能力达到了70G的新型导弹，也只能说是提高了命中的概率。

    最后，导引头跟踪上了目标，导弹历尽剧烈的机动也追上了目标，也并不意味着能够把敌机击落。因为空空导弹一般不是直接命中目标，而是在接近目标的时候依靠激光或者红外近炸引信引爆弹头，通过破片或者连续杆战斗部摧毁目标。

    而导弹从侧方接近目标时，由于两者的相对速度较小，与目标交会时条件变化很大，引信甚至会受到干扰，弹头起爆后未必形成有效的杀伤区，目标也会逃过致命的一击。在复杂的空战背景下，近距空空导弹绝不是"指哪打哪"。

     本文原载于《世界军事》杂志2006年10月刊。原标题：《认识真正的空空导弹（近距篇）》

    作者：张立德；编辑：郑文浩