近日，美國空軍研究實驗室在2023年空軍和太空部隊協會戰爭研討會上，首次展示了正在研發中的“變異”空空導彈。“變異”的英文單詞為MUTANT，其實就是“鉸接式彈頭技術”的縮寫。與常規設計的空空導彈不同，“變異”空空導彈的“獨門絕技”就是在彈頭與前部彈體之間加裝一個特殊的旋轉段，從而使得彈頭可以實現大角度轉向。

以往各國設計研發的空空導彈無論采用哪種翼面布局和動力系統，就彈體而言都可以視為一個剛性固定的筒形結構，而“變異”空空導彈的出現，提出了“可變彎度柔性彈體”這樣一種全新的概念，真可謂“腦洞大開”。

“變異”空空導彈的彈頭可以實現大角度轉向。

突破瓶頸

應該說，從整個航空武器裝備發展的角度來看，空空導彈的進步實際上對于空戰能力的提升更為重要。無論是綜合性能如何出色的隱身戰斗機或者非隱身戰斗機，如果沒有配備足夠強大且先進的空空導彈，那么其空戰能力都是要大打折扣的。

這一方面比較典型的例子就是蘇聯在冷戰時期一直與美國進行先進戰斗機的競賽，到20世紀80年代終于研制成功了蘇-27和米格-29兩型第四代戰斗機的出現，取得了一定的技術優勢。在蘇聯解體后的20世紀90年代中期，俄羅斯空軍曾經與美國空軍進行了多次戰斗機模擬空戰，參演的型號就是蘇-27與F-15，最終連美國飛行員也不得不承認蘇-27的機動性能要遠優于F-15。

但是，蘇聯在空空導彈發展上卻一直落后于美國，無論是近距空空導彈R-73還是中遠距空空導彈R-77，綜合性能都比不上持續改進的AIM-9“響尾蛇”和AIM-120系列，所以在經歷了2019年空戰慘敗的經歷后，印度無論如何也要為己方戰機換裝以色列生產的“德比”ER和國產的“阿斯特拉”中距空空導彈，代替俄制R-77，甚至不惜重金從MBDA公司采購大批“流星”中遠距空空導彈。

從近年來各國空空導彈的發展來看，毫無疑問是遇到了一定的發展瓶頸或者說碰到了“天花板”。在經歷了從常規固體火箭發動機到沖壓發動機，再到雙脈沖發動機，從鴨式布局到正常式布局、旋轉彈翼布局，再到無尾式、無翼式布局等設計理念的不斷更新迭代后，空空導彈似乎很難再有新的突破。

其實，目前空空導彈的主要發展趨勢就是兩點：一是在保持現有射程的前提下，大幅縮小彈體尺寸和重量；另一個發展趨勢就是在保持現有彈體尺寸和重量的前提下，大幅提升射程。

“變異”空空導彈若研制成功并量產很可能引發空空導彈發展的一次革命。

在縮小彈體尺寸和重量方面，美國雷神公司和洛·馬公司都在研發新一代小型中遠距空空導彈，前者名為“游隼”，后者名為“梭魚”。這兩型正在研發中的空空導彈在外形尺寸上僅為AIM-120的一半，這就意味著F-22A“猛禽”隱身戰斗機在機腹彈艙內如果全部裝備這種小型中遠距空空導彈，數量將從AIM-120的6枚翻倍到12枚。

事實上，隱身戰斗機彈艙載彈量較少一直是未能解決的難題。首開世界隱身戰斗機先河的F-22A“猛禽”可攜帶2枚AIM-9“響尾蛇”近距空空導彈和6枚AIM-120中遠距空空導彈，而非隱身的F-15戰斗機通常可以掛載4枚AIM-9“響尾蛇”近距空空導彈和4枚AIM-120中遠距空空導彈，F-35“閃電”Ⅱ的載彈量更少，只有2枚AIM-9“響尾蛇”近距空空導彈和4枚AIM-120中遠距空空導彈。到了美國最新研發的F-15EX戰斗機，其極限載彈量可達到驚人的22枚AIM-120中遠距空空導彈。所以，如果“游隼”和“梭魚”這類小型中遠距空空導彈能夠最終研發成功，對于隱身戰斗機的戰斗力提升將是質的飛躍。

接下來我們聊聊提升導彈射程。洛·馬公司研發的JATM、雷神公司研發的LREW以及波音公司研發的LRAAM都是這一思路，其外形尺寸、重量與AIM-120基本相當，或者略大一些，但是射程都有大幅提升，一般都要達到200公里，甚至400公里。所以，F-22A“猛禽”和F-35“閃電”Ⅱ也可以選擇掛載這類大型超遠距空空導彈，以獲得打擊對方空中預警機、空中加油機等這類重要特種飛機的能力。

那么，如果美國空軍正在研發的鉸接式彈頭技術能夠獲得成功，對于空空導彈的發展來說，即便稱不上是一場顛覆式的革命，至少也是一個值得關注的“里程碑”。

傳統氣動布局的空空導彈的發展已經快到天花板了。

有何特點

我們可以做一個類比，采用常規設計布局的空空導彈好比是魚類，在水中需要利用尾鰭、背鰭以及腹鰭等各種鰭，再加上身體的高速擺動來實現前進以及控制方向，那么，“變異”空空導彈就好比是蛇類，雖然沒有各種鰭，但是在水面以及水中游動時的速度和靈活性其實不輸于魚類，甚至更好。而蛇在游動時，除了利用身體擺動，行進方向則主要依靠蛇頭來控制。從仿生學的角度看，“變異”空空導彈可以大幅擺動的彈頭就相當于蛇頭。

那么，對于“變異”空空導彈來說，采用鉸接式彈頭技術的第一個好處就是不需要再配備各種舵面以及控制用的舵機，包括利用發動機尾流實現控制的燃氣舵，當然也不再需要依靠折流板來實現方向控制的矢量推力系統。這樣的話，“變異”空空導彈的外形尺寸和體積就可以大幅減小，以實現更多的載彈量。或者，保持原有的尺寸和體積，將預留下來的內部空間用來裝載更多的燃料或者其他設備，從而實現射程的大幅提升。也就是說，在空空導彈的兩大發展趨勢上，“變異”空空導彈都能夠得到更好的性能提升。

“變異”空空導彈具備對付高機動目標的能力。

第二個好處就在于“變異”空空導彈通過彈頭的大幅擺動，可以更好地鎖定跟蹤高機動目標。關于這一點，美國空軍在對“變異”空空導彈進行技術說明的時候也提到了，其主要目的就是針對未來可能出現的高機動、大過載無人戰斗機。

這是因為目前各國研發裝備的各型空空導彈，特別是用于格斗空戰的近距空空導彈基本上都是以有人駕駛戰斗機或者其他飛機來進行設計的，而我們知道，按照現有的航空技術水平，飛行員能夠承受的瞬時最大過載也只有9g。但是，隨著無人機技術的飛速發展，事實上能夠突破人體過載限制的高機動、大過載無人戰斗機已經出現端倪。尤其是采用飛翼布局的無人戰斗機，其在結構強度上更有優勢，最大過載超過10g乃至12g也不再只是夢想。那么，在這種情況下，即便是現有機動性最強、瞬時最大機動過載超過60g的空空導彈，也未必能夠對付這種極其靈活的且目標特征較小的無人機。

所以，“變異”空空導彈采用鉸接式彈頭技術后，通過彈頭的擺動，一方面可以實現更快的方向控制響應速度，相對彎曲的彈體也可以承受更大的機動過載。而以往常規空空導彈采用的剛性固定式筒形結構在超大過載情況下，很容易受力折斷。另一方面，“變異”空空導彈的導引頭在彈頭擺動的情況下，還能夠大幅拓展跟蹤鎖定視野，避免因為無人機瞬時大機動脫離而丟失目標。事實上，我們在《動物世界》《人與自然》這些紀錄片中看到蛇類捕獵的場景時，就會發現蛇在高速追擊目標的時候，蛇頭是始終跟著目標的移動而擺動的，這不僅可以保證蛇始終可以緊盯住目標，還能夠進一步引導身體行進的方向。那么，“變異”空空導彈跟蹤鎖定空中目標的方式，就與蛇類非常相似。

美國空軍研究實驗室已經進行鉸接式彈頭技術的驗證測試。

前景幾何

目前，美國空軍研究實驗室已經以AGM-114“地獄火”空地導彈的彈體為基礎進行鉸接式彈頭技術的驗證測試。未來，除了空空導彈，其實這一技術可以應用在其他有高機動、大過載要求的各型導彈上，包括地空導彈、空地導彈、反艦導彈等等。

那么，在空空導彈的應用上，筆者分析有兩種可能：一是在近距空空導彈上，采用彈頭擺動的方式，有利于大幅提升機動性能。如果在彈頭部再加裝小型的十字形邊條翼，氣動效果可能會更好，尾翼則可以采用固定式的小展弦比十字翼面。在中遠距空空導彈上，旋轉段設在導彈尾部也許效果會更好一些，能夠取代傳統的燃氣舵以及矢量推力系統，彈體中部設置十字形邊條翼即可，無需其他翼面。而對于一些大型導彈來說，在頭部和尾部各設置一個旋轉段，實現彈體三段式擺動，對于提升飛行性能、機動能力以及搜索目標的能力都有很多好處。

當然，當一項新技術出現且處于研發階段的時候，其面臨的困難和難關也是比較多的。對于鉸接式彈頭技術來說，首先要面對的就是旋轉段的可靠性問題。雖然美國空軍研究實驗室是借鑒了F-35B隱身戰斗機可旋轉尾噴管來設計旋轉段，畢竟導彈要在高速飛行且承受大過載的情況下進行旋轉，其難度是可想而知的。此外，旋轉段也會成為整個導彈彈體結構強度比較薄弱的地方，如何使其能夠滿足強度要求，也是一個急需解決的難題。

總之，鉸接式彈頭技術的出現，確實為我們展示了空空導彈在設計上的一個新的方向，其究竟能否帶來飛躍性的進步，可以拭目以待。