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講武談兵|第五代空空導彈新發展:更小、更遠、更精準
近日,俄羅斯對外公開了為蘇-57第五代戰斗機專門研制的新一代空空導彈。而前不久,美國雷神公司以及歐洲MBDA公司也先后展示了與之類似的、正在研制中的第五代空空導彈。與目前現役的第四代空空導彈相比,這些在研第五代空空導彈的外形尺寸和重量明顯減小,但是對于射程的要求并沒有降低,至少要保持在與AIM-120D等型號相當的水準。同樣,第五代空空導彈在毀傷威力方面也必須要確保更精準地擊毀敵機。

俄羅斯第五代空空導彈。
事實上,我們在各大航展以及防務展看到F-22A、F-35以及蘇-57等第五代戰機翱翔藍天的雄姿,感到很震撼,只是表面的直觀感受而已。這些性能先進的第五代戰斗機的真正戰斗力,在很大程度上要取決于所掛載的各型精確制導武器,尤其是空空導彈。所以,從某種意義上講,一個國家所能研制的空空導彈的技術水平,在相當程度上決定了這個國家先進戰斗機的作戰能力。
更小的尺寸以增加戰機攜帶量
美國、俄羅斯以及歐洲目前公開的這些在研第五代空空導彈,最明顯的技術特征就是外形尺寸大大減小,當然同時也帶來全彈重量的減輕。對于第五代戰機而言,第五代空空導彈外形尺寸減小帶來的好處顯然更大。
其實,空空導彈小型化并非是第五代戰機服役之后才出現的新技術。早在上世紀60年代末開始,美國空軍就提出了研制小型空空導彈的想法,這就是僅提出概念設計便夭折的AIM-82。之后,蘇聯也參考美國的這一設計思路,研制了小型化的R-60近距格斗空空導彈。不過,隨著超視距空戰成為主流,類似于R-60這樣射程很近的小型近距格斗空空導彈很快便失寵了。
進入21世紀之后,以F-22A為代表的第五代戰機開始批量服役,其出色的隱身設計決定了機載武器彈藥只能采用內置彈艙掛載的模式。而對于一架先進戰機來說,在保證必要的燃油、機載設備等空間所需的前提下,能夠為機載武器彈藥提供的內部空間是非常有限的。
所以,在經過一番衡量與取舍之后,第五代戰機的內置彈艙設計事實上只能保證最基本的機載武器彈藥作戰需求。比如,美國空軍F-22A戰機典型的空戰內置武器掛載只有2枚AIM-9近距格斗空空導彈和6枚AIM-120中遠距攔射空空導彈。F-35戰機由于外形尺寸更小,機身兩側的內置彈艙也只能掛載2枚AIM-120中遠距攔射空空導彈和2枚JDAM精確制導炸彈。
在不得已的情況下,美國軍工企業也在F-22A以及F-35等第五代戰機上保留了外掛武器以及副油箱的設計,也就是現在所說的“野獸模式”。只有在完全破壞了隱身外形的“野獸模式”下,F-22A以及F-35等第五代戰機才能以機載武器外掛的形式達到與第四代戰機基本相當的載彈能力。如果想要既保證第五代戰機的外形隱身,又要大幅增加內置彈艙掛載彈藥的數量,就只能全新研制外形尺寸更小的第五代空空導彈,而不是繼續沿用現役的第四代空空導彈。這就是美國、俄羅斯以及歐洲等軍工企業研制第五代空空導彈的最大初衷。

MBDA公司第五代空空導彈。
以本文開始提到的俄羅斯第五代空空導彈為例,其外形尺寸甚至比現役第四代近距格斗空空導彈R-73還要小很多,長度基本上只有R-77中遠距攔射空空導彈的一半左右。所以,按照預想,蘇-57第五代戰機機腹中部的兩個內置彈艙原本只能掛載總共6枚R-77中遠距攔射空空導彈,如果換成第五代空空導彈,單個彈艙內可以掛載8枚,兩個彈艙加起來就可以達到16枚的載彈量。從6枚到16枚,這樣翻倍的掛載數量對于蘇-57第五代戰機作戰能力的提升將是質的飛躍。
美國洛?馬公司研制的CUDA空空導彈和雷神公司研制的“游隼”空空導彈也是如此,兩者的長度基本上也都在AIM-120中遠距攔射空空導彈的一半左右。這樣,如果是以F-22A第五代戰機的機腹彈艙為參考,原本只能掛載6枚AIM-120中遠距攔射空空導彈,換成CUDA和“游隼”這樣的第五代空空導彈則可以多達12枚,已經超越了大多數第四代戰機外置導彈掛載的數量。

“游隼”空空導彈
格斗空空導彈與攔射空空導彈的融合
第五代空空導彈外形尺寸大幅減小所帶來的另一個好處,就是可以真正實現近距格斗空空導彈與中距攔射空空導彈的合二為一。這樣可以極大地簡化機載武器彈藥采購以及后勤保障體系,同時全面提升第五代戰機的作戰能力。
其實,格斗空空導彈與攔射空空導彈的融合設計很早就有國外軍工企業進行嘗試了。比如,法國“米卡”、蘇俄R-27等空空導彈分為雷達制導型和紅外制導型,在主要彈體布局以及火箭發動機相同的前提下,安裝不同的導引頭,以實現中距攔射以及近距格斗的不同用途。但是,這一做法的不足之處在于,用于近距格斗的紅外制導型空空導彈外形尺寸和重量基本上與用于中距攔射的雷達制導型空空導彈相當,遠大于常規設計的近距格斗空空導彈。
所以,雖然通用化程度提高了,戰機實際掛載導彈的數量是有所減少的。而且,在格斗空戰中,敵我雙方戰機距離較近,基本處于目視范圍內。在這種情況下,法國“米卡”、蘇俄R-27這類空空導彈的紅外制導型還是采用與中距攔射空空導彈相同的彈體以及發動機,未免是一種浪費。
當然,也有一些國外軍工企業反其道而行之,在近距格斗空空導彈上做文章。比如,以色列拉斐爾公司就是以“怪蛇”-4近距格斗空空導彈為基礎,將其紅外導引頭更換為雷達導引頭,研制而成了“德比”中程攔射空空導彈。相比法國“米卡”、蘇俄R-27,以色列拉斐爾公司這一做法的不足之處正好相反——受制于“怪蛇”-4近距格斗空空導彈的彈體設計,“德比”中程攔射空空導彈射程不足,在后續改進中不得不換裝雙脈沖火箭發動機甚至助推器,以增加射程。
事實上,直到如今第五代空空導彈浮出水面,格斗空空導彈與攔射空空導彈才有可能實現真正的融合。一方面,第五代空空導彈大多都采用主動雷達制導與紅外熱成像制導的復合制導體制,徹底打破了攔射空空導彈與格斗空空導彈之間以雷達和紅外制導劃分的分界線。特別是中遠距空空導彈融合了紅外熱成像制導模式后,打擊隱身戰機的能力大大增強。
另一方面,類似于F-22A這樣帶有側彈艙設計的第五代戰機,其原本掛載的AIM-9近距格斗空空導彈就可以被更加先進的第五代空空導彈所代替。而且,從F-22A第五代戰機的側彈艙設計來看,由于第五代空空導彈的尺寸比AIM-9近距格斗空空導彈還要小,經過一定的改造后掛載2枚第五代空空導彈也是有可能的。
這樣,F-22A第五代戰機的側彈艙加上機腹彈艙,最多可以內置掛載16枚第五代空空導彈,幾乎達到了F-15E這樣所謂“導彈卡車”的水平。無論是用于自衛還是進攻型制空作戰,這一驚人的載彈量都會令美國空軍F-22A第五代戰機更加游刃有余。正如很多女性常說衣柜中永遠少一件衣服一樣,戰斗機飛行員無論何時都不會嫌座機掛彈太多。多掛載一枚空空導彈,往往就會給戰斗機飛行員增加一份安全感和自信。
全新的作戰模式

F-35掛載CUDA空空導彈
第五代空空導彈之所以能夠與現役第四代空空導彈形成性能代差,還緣于其全新的作戰模式。
首先,第五代空空導彈開始嘗試采用以動能撞擊的形式擊毀敵機,比如美國洛?馬公司研制的CUDA空空導彈。這一設計的好處在于可以不必設置引信以及戰斗部,節省下來的空間可以更多地用于導引頭以及燃料艙。在彈體總體尺寸和內部容積相當有限的情況下,這一做法是非常有意義的。當然,直接撞擊模式也對導引頭以及飛行控制系統提出了更高的要求。
筆者認為,如果采取撞擊模式擊毀敵機,那么最為有效的辦法就是擊穿機體的關鍵核心部分,比如駕駛艙和發動機艙。駕駛艙內有直接操作戰機的飛行員,將其殺死便可以使戰機失控墜毀。同樣,擊穿發動機艙、徹底毀壞發動機,也能夠使戰機起火甚至爆炸。為了達到這一目的,CUDA空空導彈采用了類似于“愛國者”3反導導彈的側向推力控制系統,也就是在彈體前部安裝了大量小型側向推力火箭發動機。這樣,其航向控制要遠比尾舵、燃氣舵以及矢量控制系統等更直接、更迅速。

CUDA空空導彈。
其次,第五代空空導彈在外形尺寸和體積遠小于第四代中遠距空空導彈的前提下,實現與之相當甚至更遠的射程,就要在彈道設計以及發動機上取得突破。比如雷神公司研制的“游隼”空空導彈,其總體布局設計在一定程度上參考了該公司的主打產品——“標準”-6遠程艦空導彈,那么其飛行控制機理以及彈道設計也應該有所借鑒。
這樣,“游隼”空空導彈采用的很可能就是高拋彈道模式。也就是說,“游隼”空空導彈從載機發射后,先以大角度爬升至更高的高度,之后以躍升-滑翔的模式完成中段飛行。在彈道末段,導彈的導引頭依靠數據鏈以及其他平臺的指示發現并鎖定目標后,以大角度俯沖的形式飛向目標并將其擊毀。在這一過程中,通過雙脈沖火箭發動機的助力,“游隼”空空導彈將能夠更好地實現小彈體與大射程之間的完美結合。





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