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世界空空导弹发展综述

2009-11-09

现代军事 2009年10期
关键词:空空导弹空战红外

空空导弹是机载武器中出现最晚、但发展最快的一类武器,由歼击机、强击机、直升机、轰炸机等携带并发射,攻击对方空中目标。与其他武器一样,空空导弹是现代战争的产物,是科学技术的结晶。自1944年德国首次制成有线制导的x一4至今,空空导弹已形成了全天候、全方向、全高度作战,单目标和多目标攻击相结合。近、中、远距配套的系列产品,成为现代战争中对付高性能战机、精确制导空对地武器、远程巡航导弹以及远在战线后方的预警机和加油机等重要目标的首选武器。

目前,空空导弹主要分为红外型空空导弹和雷达型空空导弹。一般近距格斗空空导弹几乎都采用红外寻的方式,简称红外型空空导弹,具有“发射后不管”、高机动能力、使用操作简单、成本比较低廉等特点,因而得到广泛的应用。中程拦射空空导弹几乎都属于雷达制导空空导弹,采用雷达主动或被动寻的方式,具有攻击距离远,全天侯,全向攻击等优点,且它们可以较为方便地移植到其他作战平台,改型为地空导弹和舰空导弹。随着夺取制空权重要性的不断提高,在现代局部战争中,空空导弹已成为世界各国优先发展和竞相购买的武器装备,被视为精确制导武器大家族中的佼佼者,现代空战的主战武器。

空空导弹的实战使用

二战结束后,以美、苏为核心的两大集团的军事对抗和频繁的地区冲突极大地刺激了世界各国对空空导弹的科研投入,促使空空导弹经历了一、二、三、四代的发展历程。特别值得一提的是美国,其倚仗雄厚的资金和科技实力,在航空平台和航空武器领域竞争中始终保持领先,且这种趋势丝毫没有减弱的迹象。下面将以半个世纪以来的几次著名战争为例,介绍空空导弹的战术应用情况。

越南战争(1961年5月~1973年3月)

在历时12年的越南战争中,双方都使用了空空导弹,可以说越南战争中的空战是第一次真正的空空导弹战。期间,美国使用的空空导弹包括,“麻雀”中距系列,型号有AIM-7D、AlM-7E、AlM-7E-2;“响尾蛇”近距系列,型号有AIM-9B、AlM-9D、AlM-9E、AlM-9G、AIM-9J、AIM-9H;“猎鹰”系列,型号有AIM-4D。但由于当时的技术水平、机械加工能力和元器件性能都很落后,尤其是电子管器件的可靠性很低,导致空空导弹的命中率较低。据统计,“麻雀”的命中率仅10%,“响尾蛇”的命中率为18%。特别是“猎鹰”空空导弹,由于其命中率仅为9.3%而遭淘汰。

此阶段美国空空导弹失败的原因在于这些导弹的设计目标是用来对付基本不机动或机动不大的轰炸机,而对大机动的歼击机很不适用。其中美国“麻雀”导弹战绩不理想主要有两个原因:一是载机要用机载雷达远距离发现、识别目标,并且在导弹发射后直至命中目标的整个飞行过程中必须不断用机载雷达照射目标,否则就会影响导弹的命中概率,但通常载机很难能如此长时间保持不机动;二是战术使用不当,当时美军规定发射空空导弹之前必须目视识别目标,这就迫使本来具备超视距攻击能力的“麻雀”导弹必须进入视距内作战,不能发挥其超视距攻击的优势。

越战教训的基础上,美军开始研制能够进行迎头攻击的全向格斗导弹,也即第3代空空导弹,AIM-9L导弹便是其一。1981年8月19日,美国海军的F-14发射了2枚“响尾蛇”AIM-9L导弹,击落了两架利比亚的“苏-22”攻击机,AIM-9L首次使用便取得了骄人战绩。

印巴战争(1971年12月3日~16日)

在这场战争中,双方为配合地面部队作战,几乎投入了全部的空军力量,空战场面异常·惨烈,结果为:印度空军飞机被击落50架,其中的29架是被巴空军的“歼6”和F-86使用美制“响尾蛇”空空导弹击落的,占击落飞机总数的58%;巴基斯坦空军飞机被击落14架。可以说,巴基斯坦空军在此次战争中对“响尾蛇”红外制导空空导弹的使用是成功的和富于创造性的,其使用命中率高达60%。

第四次中东战争(1973年10月6日~23日)

在这次战争的空战中,双方都使用了空空导弹。阿拉伯空军用前苏联研制的K-13(AA-2“环礁”)空空导弹击落以色列空军的6架飞机;而以色列空军共击落阿拉伯飞机334架,其中196架是用空空导弹击落的;使用“麻雀”导弹击落7架,“响尾蛇”导弹击落38架,“谢夫里”导弹击落151架。

马岛战争(1982年4月2日~6月14日)

马岛战争是英国与阿根廷围绕马尔维纳斯群岛主权而展开的一场战争。战争中,英国没有损失一架战机,而阿根廷飞机被击落32架,其中的24架(占被击落飞机总数的75%)“幻影llI”等多种战斗机是被英国“海鹞”舰载垂直起降战斗机发射的27枚AIM-9L导弹击落的,制空权和制海权完全落到了英国人手里。在这次战争中,AIM-9L导弹为歼击机提供了真正的全向攻击能力,命中率高达88.9%,这也是它的第一次战术应用。

贝卡谷地空战(1982年6月9日~10日)

1982年6月9日下午,以色列空军的F-4、F-16和A-4型飞机在E-2C空中预警机的指挥和F-15、F-16的空中掩护下,开始使用多种精确制导武器和非制导武器对黎巴嫩贝卡谷地的叙利亚地空导弹阵地进行了密集突击。在为期两天的空战中,以色列空军共摧毁叙利亚“萨姆-6”导弹阵地23个,“萨姆-8”导弹阵地3个,击落叙利亚歼击机82架。而以色列仅有9架飞机被对方地面兵器击落。以色列方面在这次空战中使用的空空导弹主要有AIM-7E“麻雀”中程空空导弹、AIM-9L“响尾蛇”和本国制造的“怪蛇-3”近距格斗导弹。其间,F-16战机发射AlM-9L导弹56枚,AIM-9P导弹3枚,击落叙利亚战机41架,杀伤概率达69%。

海湾战争(1991年1月17日~2月28日)

根据1992年4月《美国国防部致国会的最后报告》介绍,在1991年1月17日到2月28日的海湾战争中,多国部队共击落伊拉克固定翼飞机和直升机38架。其间,共发射71枚“麻雀”AIM-7F/M中距空空导弹,击落飞机26架,占击落飞机总数的68%,成功率达到越战期间的3倍:“响尾蛇”AIM-9L/M近距空空导弹击落10架,占击落飞机总数的26.3%:机炮击落2架,占击落飞机总数的5.3%。

1992年12月27日,伊拉克空军的两架“米格-25”闯入伊拉克南部的禁飞区,美国空军的E-3预警机发现后随即引导在禁飞区上空巡逻的一架F-16C对其进行拦截。F-16C同时发射2枚AIM-120A导弹,在视距外击落1架伊拉克空军“米格-25”战斗机,创下AIM-120导弹的首次战绩。1993年1月17日,在伊拉克北部禁飞区,美伊双方战斗机发生空战,美军一架F-16C发射一枚AIM-120A把伊拉克的一

架“米格-29”击落。

尽管海湾战争属于双方实力悬殊的“不对称”战争,统计数字具有很大的局限性,但“麻雀”空空导弹的运用取得了比以往历次战争都要突出的战绩,中距拦射导弹击落的飞机总数首次超过了近距格斗导弹。尤其是先进中距空空导弹AIM-120首次用于超视距空战便取得成功,标志着超视距空战的时代的开始。

科索沃战争

1994年2月28日,在波黑地区上空巡逻的2架北约的F-16C战斗机,拦截了南联盟4架G-4“超海鸥”轻型攻击机。F-16C长机首先发射AIM-120A导弹,击落了1架G-4,两分钟之后发射“响尾蛇”AIM-9L,又击落1架G-4,一分钟之后再发射“响尾蛇”导弹,击落第3架G-4,两分钟之后,飞来的另外两架F-16C战斗机将第4架G-4击落。从此之后,南联盟的战机就再也没有起飞。

国内外主要导弹制造商

在空空导弹的研制、生产和销售上,美国-直处于主导地位,其次是欧洲和俄罗斯。此外,以色列和南非也是一支不可忽视的力量。目前,空空导弹的主要生产商是美国的雷声公司、欧洲的MBDA公司、德国Diehl BGT公司以及以色列的拉斐尔公司等。

空空导弹的技术发展

现代科技,尤其是电子管,晶体管、集成电路和弹载计算机等基础技术的成熟和发展极大地推动了空空导弹性能的提高,现代空空导弹已具有全空域、全高度、全方向、全天象条件作战及“发射后不管”的能力,并将继续沿着雷达型中远距拦射和红外型近距格斗两个方向向前发展。

红外型空空导弹

自20世纪40年代德国研制出硫化铅(PbS)探测器以来,红外探测器就开始应用于空空导弹的跟踪和制导系统,以AIM-9X“响尾蛇”导弹为代表的一系列空空导弹是红外探测器在空空导弹上成功应用的典范。红外探测器是红外空空导弹探测、截获和跟踪目标红外辐射的重要组件,常被比作导弹的“眼睛”,也是红外空空导弹更新换代的标志。红外空空导弹靠安装在弹头上的红外探测器接收目标的红外辐射,将其转换成电信号,再经过信息处理与放大用于跟踪目标和控制导弹的飞行。

(1)第一代红外型空空导弹

第一代红外空空导弹诞生于20世纪40-50年代,其攻击目标是当时的轰击机。其红外导引系统采用非制冷硫化铅(PbS)探测器,工作在1~3微米的近红外波段。这类导弹只能探测飞机发动机喷口的红外辐射,因此只能从尾后攻击目标。信号处理为单元调制盘式的调幅系统,灵敏度低、跟踪角速度低、抗干扰性能差。典型代表:美国研制的“响尾蛇”AIM-9B、苏联的K-13,英国的“火光”等,目前均已停产。

(2)第二代红外型空空导弹

20世纪60年代,由于出现了超声速轰炸机和歼击轰炸机,第一代红外空空导弹已无力摧毁此类目标,于是第二代红外空空导弹出现,其红外导引系统采用制冷硫化铅(PbS)或锑化铟(lnSb)探测器。红外敏感波段延伸到中红外3~5微米,信号处理为单元调制盘式的调幅系统或调频系统,灵敏度提高,作用范围和攻击范围增大,可以进行后半球寻的攻击或中距拦截。典型代表:美国的“响尾蛇”AIM-9D、法国的“玛特拉”R530、英国的“红头”等红外空空导弹。

(3)第三代红外型空空导弹

20世纪70年代中期,以美国的“响尾蛇”AIM-9L,法国的“玛特拉”R55011型、前苏联的R-73E等为代表的第三代红外空空导弹开始出现,其红外导引系统均采用高灵敏度制冷锑化铟(InSb)探测器;信号处理有调制盘式的调幅系统或调频调幅系统,也有非调制盘式的多元脉位调制系统;具有探测距离远、抗干扰能力强,跟踪范围大、跟踪角速度高等特点,甚至有的还具有自动搜索与自动截获目标的功能。通常称这类导弹为格斗型空空导弹,但其只能进行红外点源寻的,不能实现真正的全向攻击。

20世纪90年代,改进的红外空空导弹(俗称“三代半”)相继被开发出来,如美国的“响尾蛇”AIM一9M导弹和俄罗斯的R-73。它们采用扫描探测技术或红外多元探测技术、数字处理技术、激光主动近炸引信或无线电主动引信,实现了对目标的全向攻击,同时具有抗红外干扰的能力。近年来,改进后的第三代红外空空导弹已经广泛投入使用。虽然发达国家已经推出第四代红外空空导弹,但由于“三代半”导弹的价格比第四代红外型空空导弹便宜很多,且在抗红外诱饵干扰、制导精度,对目标的毁伤能力方面依然具有相当优势,性价比高,所以,“三代半”红外空空导弹目前仍然在各国空军中广为使用。

(4)第四代红外型空空导弹

20世纪80年代以来,美国空军和海军联合研制的AIM-9X,采用中波128×128元碲镉汞(HgCdTe)焦平面探测器,其机动过载超过50g,最大离轴发射角为±90°。服役于21世纪初期的第四代红外空空导弹还有英国的先进近距空空导弹(ASRAAM)、法国的“米卡”改进型,以色列的“怪蛇4”、欧洲的lRIS—T和俄罗斯的AA-11“射手”等。这类空空导弹由于采用了红外成像探测、发射后截获和推力矢量控制等技术,因而具有良好的跟踪性能、较高的抗干扰性能,很高的机动性和灵巧的发射方式,攻击区域有很大扩展,具有对付第四代战斗机的格斗能力。

雷达型空空导弹

雷达出现于上世纪30年代后期,其原理是通过发射机辐射脉冲,由接收机接收被飞机反射的回波,找出飞机的位置。雷达首次直接用于导弹制导始于40年代后期,那时有两种基本的导弹制导方式:驾束制导和半主动自动寻的制导,使用的是厘米波段脉冲锥扫雷达,到第二次世界大战末期,这种雷达得到了高速发展。

(1)第一代雷达型空空导弹

第一代雷达型空空导弹大多采用雷达波束制导,由机载天线照射导弹,导弹靠天线接收信号来分辨是否在雷达波束中飞行。当时采用的是小型化的简化真空管电路,体积大、功能少、使用非常麻烦。因此导弹只能以尾后攻击亚声速,小机动的轰炸机目标,不具有全天候作战能力,难以拦截中程高空超声速轰炸机和携带电子对抗设备的远程轰炸机和战斗轰炸机。第一代雷达型空空导弹典型代表是美国的“麻雀I”(AIM-7A),前苏联的“碱”(AA-1)和英国的“闪光”等。1946年5月美国海军开始了第一代雷达型空空导弹的研制工作,命名为KAS-1,1947年9月代号为“麻雀I”空空导弹,1962年统一命名AIM-7A。由于在发展第一枚“麻雀I”空空导弹时,尚无导弹发展经验可借鉴,所以研制过程中许多问题是通过试验来解决的。

(2)第二代雷达型空空导弹

1956年美国开始研制第二代雷达型空空导弹。它们采用转动翼的气动布局和晶体管化的圆锥扫描式连续波/脉冲半主动雷达制导,可以尾追和拦截有一定机动

能力的目标,主要用于拦射攻击超声速轰炸机和尾追攻击歼击轰炸机,但低空下视能力差。典型的第二代雷达型空空导弹如美国的“麻雀3A”(AlM-7E)导弹、英国的“火光”导弹、法国的“玛特拉”R-530D等。第二代雷达型空空导弹涉及到的基本技术为发展中程拦射空空导弹奠定了基础。

(3)第三代雷达型空空导弹

第三代雷达型空空导弹从上世纪60年代后期开始研制,70年代初期开始装备。它们采用了单脉冲半主动导引头,主要用于中距拦射攻击,具有较强的全天候,全向、全高度作战能力,最大动力射程50~60千米,其抗电子干扰及消除背景杂波干扰的能力得到了改进,下视下射能力也有所提高。第三代雷达型中距空空导弹的典型代表有美国的“麻雀”AIM-7M,前苏联的“白杨树”R-27,法国的“玛特拉”超530F/D、英国的“天空闪光”和意大利的“阿斯派德”等导弹。半主动制导体制的第三代雷达型空空导弹在作战使用时,载机发射导弹后机载雷达必须照射目标直至导弹命中目标,没有“发射后不管”能力。因此,在1991年海湾战争之后,第三代雷达型空空导弹经过40年的发展已经走到尽头,逐渐被第四代中距空空导弹AlM一120所取代。

(4)第四代雷达型空空导弹

第四代雷达型空空导弹采用惯性中段制导+主动雷达末制导的复合制导体制,具有“发射后不管”能力和多目标攻击能力。采用正常式气动布局和单室双推力发动机,提高了导弹的平均速度,从而使导弹的射程更远、速度更快并使其具有较大的不可逃逸攻击区和较强的末端博弈能力,可有效攻击第四代战斗机。采用弹载计算机,数字化信息处理技术和大规模、超大规模集成电路。采取多种抗干扰措施,提高了导弹在强电子干扰环境下的抗干扰能力和攻击隐身目标能力。采用制导,控制,引战系统一体化设计技术,提高了导弹对各类目标的毁伤效率。这类空空导弹具有对付多种飞机的拦截能力,是今后一段时期内的空战“杀手锏”。然而,这类武器在使用时也必须提高飞机的敌我识别能力,弄不好便可能误伤已方的飞机。第四代雷达型空空导弹的典型代表有美国的AIM-120,俄罗斯的AA-12(R-77)和法国的“米卡”等。

综合评述

半个多世纪以来,根据目标特性、攻击范围的变化、空战战术的演进以及人类科学技术的发展,空空导弹的发展经历了四个阶段:第一代空空导弹攻击能力比较差,仅比航炮略强些;第二代空空导弹较第一代空空导弹在攻击能力方面有所提高,攻击范围有所扩大,但仍属于被动型;第三代空空导弹基本实现全向攻击,具有一定的抗干扰能力,制导精度较高,尤其是“三代半”红外空空导弹性价比很高,目前仍然是各国空军的主战武器:第四代空空导弹各项性能较为先进,具有“发射后不管”,全向攻击、高抗干扰能力,高机动性等优点,但研制周期均较长,且用途、模式具有局限性,费用昂贵。

世界空空导弹的发展趋势

近年来,为进一步提高空空导弹的作战效能,世界发达国家正在积极发展多模空空导弹、双射程空空导弹、以网络为核心的空空导弹,双任务空空导弹等新一代空空导弹,并积极努力使空空导弹向一弹多用的方向发展。

多模空空导弹:集两种以上制导模式于一身

所谓多模空空导弹,是指同时把多个波段或多种体制的末制导技术集于一身的导弹。随着光电干扰技术,隐身技术的迅速发展,未来战场环境将变得十分复杂,单一频段或模式的制导武器将很难适应未来的作战需求,因此,采用多模制导方式的导弹已成为未来空空导弹发展的重要方向。有资料报道,英国泰利斯公司研制的双模主动红外和红外成像(Dual Mode Active IR and Imaging JR Seeker,DUMAS)近距导弹导引头样品,已于2008年在法国的“美洲豹”直升机上进行了飞行试验。

双射程空空导弹:能攻击超视距目标,亦能进行近距格斗

所谓双射程空空导弹,就是集中远距空空导弹和近距空空导弹性能于一身的新一代空空导弹。这种导弹,在空战中既可超视距拦截攻击中远距目标,又能近距攻击目标,在空战交换比、飞机装载灵活性、武器系统的后勤保障和全寿命费用等方面具有明显优势,代表着下一代空空导弹的发展方向。代表产品有以色列的“德比”(DERBY)空空导弹。

以网络为核心进行攻击的空空导弹:未来空战实现远程精确攻击的关键

使用中远距空空导弹对空中目标实现精确攻击,需要中远距空空导弹具有更好的“先敌发现”,“先敌发射”的能力,这是信息化条件下空战发展的方向。

双任务空空导弹;既可攻击空中目标,又可攻击地面目标

双任务空空导弹是一种既可攻击空中目标,也可攻击地面目标的新一代空空导弹。美国已于2006年授权美国波音公司,洛克希德·马丁公司和雷声公司等3家合同承包商负责研制开发“双任务空中优势导弹”。

一弹多用

空空导弹是各型战术导弹中结构最复杂,要求最高、技术难度最大的武器。通常需要十几年甚至更长的时间才能定型,投产和装备部队。美军在此方面有很好的经验,以能把空空导弹改造成舰空,地空导弹供多兵种部队使用。

近几次局部战争均以大规模的空袭开始,而且空袭效果对于整个战争胜负起着至关重要的作用,突显了制空权的在战争中的重要性。然而,这几次战争基本上都是实力悬殊的“不对称”战争,弱势一方根本无力保持或者夺取制空权,所以并没有发生很大规模的空战,空空导弹仅仅起到了加速强势一方尽快达成作战意图的作用,例如最近的阿富汗和伊拉克战争。但是,假如未来在势均力敌的双方之间发生了战争,那么先进空战武器的大比拼将不可避免,空空导弹对于制空权乃至战争全局胜负的影响将会更加突出地显现出来。1991年海湾战争之前,视距内格斗是空战的主要模式,空战中损失的飞机多半是由红外型空空导弹击落的。随着空空导弹技术的进步,尤其是以美国AIM-120和俄罗斯R-77为代表的中距主动雷达型空空导弹的出现,空战开始进入以超视距拦截为主要形式的新时代。但是隐身和干扰技术也在不断进步,总有一部分敌机会突破中距拦截,进入近距格斗。现代空战正向中距拦截和近距格斗两个方向发展,因此目前这两个领域内空空导弹的研究活动正空前活跃。

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