摘要：从超远程空空导弹攻击军事需求出发，介绍了国内外超远程空空导弹发展历史及需要的关键技术，并重点从闭合超远程空空导弹攻击杀伤链角度出发，从信息侧和火力侧讨论了涉及到的一些关键技术途径，以期为未来超远程空空导弹研究提供一定的应用参考。

Abstract： Starting from the military needs of ultra-long-range air-to-air missile attack， the development history of domestic and foreign ultra-long-range air-to-air missiles and the key technologies are introduced. The focus is from the perspective of closing the ultra-long-range air-to-air missile attack killing chain and discussing from the information side and firepower side. Some key technical approaches involved are provided in order to provide certain application references for future research on ultra-long-range air-to-air missiles.

关键词：超远程空空导弹;截获概率;动力射程

Key words： ultra-long-range air-to-air missile;interception probability;dynamic range

中图分类号：TJ762.2                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）09-0297-03

0  引言

随着航空技术和信息技术的发展，现代空中争斗从作战飞机单系统之间的对抗，转向以预警、侦察、干扰、空战、加油等各种飞机有机结合的大体系对抗，预警机等高价值目标成为现代战争中的“力量倍增器”[1]。从防区外发射的超远程空空导弹武器，能够在充分保障发射平台安全性的基础上，摧毁敌纵深严密设防的预警机、加油机等高价值目标，使对手丧失空域活动的信息支撑和补给支撑。美国空军发布的《2030空中优势飞行规划》中指出，“随着敌方远程交战武器的不断发展和杀伤性能增强，传统预警机等大型作战平台的风险持续增大，对此美国将发展有人无人编组协同、分散式指挥控制系统等新型预警指挥作战系统”。由此可见，世界各国从超远程攻击及高价值防护攻防两端，都将超远程精确打击的重要性提升到了空前的高度。超远程空空导弹是夺取非对称优势的杀手锏武器。

1  超远程空空导弹发展历史及关键技术

军事需求及技术进步是推动武器装备发展的动力，美国、俄罗斯等武器研制强国在研发近距格斗型和中距拦射型空空导弹的同时，都曾不遗余力发展过超远程空空导弹概念或装备。早在冷战时期，为有效应对苏联海军超远程战略轰炸机的饱和攻击能力，美国海军研制了具备远距多目标攻击能力的AIM-54不死鸟空空导弹武器系统;为了应对美国层出不穷的预警机研制项目，俄罗斯在反高价值武器的超远程空空导弹研制方面极其活跃，据称其研制的KS-172[2]、RVV-BD和Kh-31等超远程空空导弹都具有反高价值目标的能力。KS-172导弹采用惯性导航系统中制导加雷达末制导复合制导技术，末制导采用阿嘎特研究所研制的直径为350mm的9B-1103M-350导引头，其探测距离可达90km，能够适应超远程攻击对中末制导交接班的要求;安装了雷达近炸引信和质量大约为50kg的高爆破片定向战斗部，具有对大型目标较高的毁伤能力;推进装置采用串联固体火箭助推器，射程可达400km。

为完成一次成功的空空导弹打击，无论从“先敌发现、先敌发射、先敌脱离、先敌命中”空战制胜四先原则[3]，还是从空战中OODA环（O-观察、O-判断、D-决策、A-行动）的概念出发，为闭合超远程空空导弹杀伤链需要从信息侧和火力侧两方面满足要求。信息侧是指为匹配导弹最大动力射程，需要具備相对单机作战平台更远的体系探测能力，同时为满足中末制导交接班要求，需要体系提供较高的目标指示精度，需要导弹提高制导能力能够适应较粗的目指信息。火力端是指提升空空导弹最大动力射程，从气动减阻、提升推进能力、弹道成型等方面进行突破。

2  超远程空空导弹攻击信息侧关键技术

2.1 超远程攻击体系作战样式

在空战中，谁能够先完成自己的OODA环，谁就获得了战斗胜利。在传统空战OODA环中，预警系统对目标“看得远，但看不精”，无法将体系的“信息优势”迅速转化为“火力优势”，需要构建全新的超远程空空导弹攻击样式。美国海军提出的海军综合火力控制-防空系统（NIFC-CA）空中杀伤链（From-the-Air （FTA）），以及美国智库战略与预算评估中心发布《空对空作战趋势及对未来空中优势的影响》、《决胜电磁波》报告中，提出了几种可能的超远程攻击样式范例：它机接力制导模式和多机无源探测协同制导模式[4]。

2.2 超远程攻击截获概率分析

空战体系传感器能够满足信息侧对探测距离的远距探测需求，但从体系提供的目指精度、数据传输周期等方面，相较载机平台提供的火控级目指信息质量较低，为满足中末制导交接班要求，需要重点对超远程攻击截获概率进行分析。

空空导弹目标角度截获概率常用到方差分析法，通过对影响目标截获概率的各种误差进行分析，得到总导引头指向误差的标准差，可以在一次弹道计算中完成目标截获概率计算目标角度截获概率P的计算公式为[5]：

其中d为导引头视场宽度，？滓为目标指示误差的均方差。

影响空空导弹中末制导交接班截获概率的主要因素包括：目标指示误差、导引头瞬时视场角。目标指示误差主要误差源由目标的位置测量误差、导弹的位置测量误差以及导弹的姿态误差组成，这些误差均服从独立无偏的正态分布，具体构成见图3。

设仿真初始条件如下：①载机目标飞行高度均为10km，目标飞行轨迹见图4;②体系可提供的探测性能测速精度100m/s，测距精度1000m，测角精度0.3°，数据链传输周期10s;③弹载陀螺的零偏为0.3（°）/h，刻度因数误差为500ppm，加速度计的零偏为3×10-4g，刻度因数误差为5000ppm;传递对准的精度为航向角0.1°，俯仰角0.1°，横滚角0.1°，按照俄罗斯KS-172导弹，假定射程400km，导引头末制导距离90km。

设置不同数据链传输周期及测角精度，分析对截获概率的影响，仿真结果见图5和图6。

空空导弹在每个数据链周期获得一次目标更新信息，在修正点之外，导弹假定目标作匀速直线运动，而实际上目标机动会造成较大的误差，更新周期越长误差越大。根据图5仿真结果，数据链传输周期超过5s后，数据链传输周期引起的误差急剧放大，截获概率迅速下降。根据图6仿真结果，体系提供的较粗的测角误差对导弹截获概率影响更为严重。

2.3 提高中末制导交接班截获概率的技术途径

体系提供的目标指示信息精度对截获概率影响巨大，从体系探测能力层面，一方面对这些陆海空天体系化资源的合理调度和部署，尽可能提供探测精度较高的原始数据，另一方面通过数据更新率、定时同步精度、相对导航精度、合成航迹精度、火控质量航迹输出更新率等信息融合研究提高精度[6]。

从导弹导引能力方面，采用新体制的导引技术提高适应较粗的目标指示信息。一是可采用相控阵导引头。利用相控阵导引技术在搜索策略、多波束覆盖和速度等方面的优势，导弹对目标指示精度的适应能力相对于传统机械式天线大幅提高，使导弹利用较粗的目标指示信息实现较高概率截获目标。

二是采用多模导引头。发挥多模导引头各自体制的能力优点[7]，如可采用主被动雷达双模导引头。按照上文给出的典型误差参数，对比分析了主被动雷达双模导引头相较单模导引头在截获概率优势，见表1。仿真结果表明，中制导直接交接主动雷达导引，导引头视场角小导致截获概率只有0.33，采用主被动双模导引，利用被动雷达导引头适应体系粗的目标指示信息完成远距宽视场截获（截获概率0.91以上），再用较高被动探测精度交接到主动雷达导引头（概率0.99），综合实现较高的截获概率（0.91以上），解决体系精度不够的难题。

3  超远程空空导弹攻击动力侧关键技术

动力射程是实现空空导弹超远程打击重要基础，提高动力射程的关键技术包括：提高总冲重量比以及采用弹道成型技术。

提高总冲重量比，一是可通过采用轻质高强材料，在保证导弹有足够的强度、刚度，环境适应性的前提下，减轻导弹总体结构件的重量;二是可通过电子组件小型化一体化设计，腾出前弹体多余空间，增加发动机的装药量;三是采用纳米技术高能推进剂，实现更高的装填密度和燃烧效率;四是可采用整体式固体火箭冲压发动机等推进形式。

采用弹道成型技术，在不改变发动机推力的情况下，采用弹道规划可大幅增强中远距空空导弹的超视距攻击能力，目前正成为空空导弹的一项先进技术[8]。用推进/弹道一体化弹道成型设计，通过发动机能量管理优化导弹飞行速度曲线，减低导弹峰值飞行速度，并通过弹道规划在升阻比良好的高度飞行，降低飞行阻力。

假设基准导弹射程为单位100%，仿真分析不同增程技术带来的射程能力见表2。仿真结果表明，每个单项技术采用或提升都对增程有明显贡献，尤其综合使用各项关键技术后，导弹动力射程实现成倍增加。

4  结论

本文主要从闭合超远程空空导弹攻击杀伤链角度出发，从信息侧和火力侧讨论了涉及的一些关键技术途径。打击高价值目标是超远程空空导弹的重要使命，而超远程空空导弹攻击实现又离不开体系的支撑，可以说超远程空空导弹天然就是体系作战的重要一环。

后续将从体系作战出发，进一步分析远距敌我识别能力、平台挂载能力、作战效能等要素对超远程攻击的要求，以此促进相关技术的进步。

参考文献：

[1]董洪波，白剑林.预警机系统及其在防空作战中的运用[J].航空科学技术，2010，02：11-14.

[2]徐偉安.天空打击300公里，俄罗斯超远程空空导弹可打预警机[J].国际展望，2004，04：62-63.

[3]樊会涛.空战制胜“四先”原则[J].航空兵器，2013（1）：3-7.

[4]王君，芮同林，李进，刘曙.空空导弹网络化协同制导作战模式[J].航空兵器2015（5）：32-35.

[5]付海峰，刘华伟，张宗麟.中距主动制导空空导弹目标截获概率仿真计算[J].电光与控制，2007，6：56-58.

[6]乔明锋，程卫兵，何昭然.CEC技术体制研究[J].信息通信，2015（5）：20-22.

[7]刘颖.主/被动雷达双模导引头[J].航空科学技术，2009（01）：6-8.

[8]夏芒，张忠阳，杜广宇.采用高抛弹道的空空导弹复合导引律研究[J].现代防御技术，2014，02.

作者简介：张明（1987-），男，河北邯郸人，工程师，研究生，研究方向为飞行器设计。