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空空導彈
來源:互聯網

空空導彈(Air-to-air missile,簡稱 AA missile)是由飛行器發射,攻擊各類有人駕駛飛機、無人駕駛飛機、直升機和巡航導彈空中目標的導彈。從二戰末期到現在,空空導彈已經發展成為多種方式制導,遠距中距近距系列化和海陸空三軍通用化的龐大家族。

世界第一種試驗性的空空導彈,是德國在1941年開始研制的HS-298型導彈。20世紀50年代第一代空空導彈開始服役。其中,AIM-9空空導彈是第一種以紅外線作為引導方式設計的空對空導彈,配備高爆彈頭和主動紅外制導系統,由美國雷錫恩公司研發,1953年原型試射成功,1956年7月開始裝備,使用單位遍及美國四大軍種,外銷數量與使用國家眾多,是世界上產量最大的空對空導彈之一,共有10多種改進型。到了上世紀70年代第三代空空導彈性能獲得了全面提升。20世紀70年代以來發生的幾次局部沖突證明,大量性能先進的空空導彈在空戰中使用,改變了以往以近距格斗為主的空戰模式,成為奪取制空權的主要武器。現在世界各國都在優先發展或競相購買空空導彈作為主戰裝備。

從分類上看,空空導彈主要分為三類:第一類是射程在10公里范圍內的近距空空導彈;第二類是射程在10-100公里內的中距空空導彈;第三類是射程在100公里以上的遠距空空導彈。同時在時間上看,已經裝備了第一到第四代空空導彈,正在發展第五代空空導彈。

第五代空空導彈重點發展導彈的多任務能力,例如兼具近距格斗和中距攔射能力,或者能同時打擊空中和地面目標,此外第五代空空導彈還包括大離軸/全向敏捷作戰能力、遠射程能力,攔截對手空空導彈等能力。未來空空導彈的攻擊目標有可能擴展到臨近空間飛行器和外層空間的航天器。

發展歷史

誕生

在飛機上使用火箭類武器打擊空中目標,其歷史可以追溯到第一次世界大戰期間。為了保護巴黎擊落德軍的“齊柏林”飛艇,法國發明家伊夫·勒皮耶爾在1916年發明了一種可以在當時老式雙翼機上發射的“空對空火箭”。這種火箭實際由硬紙板做成外殼,里面裝滿 200 克黑火藥,頂端為一個木制錐形戰斗部,頂端還有一個金屬刀片制造的矛尖。這種火箭彈實際分為兩種,針對飛艇和飛機等不同目標。火箭彈由焊接在雙翼飛機支柱上的管子來發射,每個支柱上可以安裝5個發射管,每架飛機可以安裝2組。飛行員通過座艙中的按鈕來齊射其中一組火箭,來集中目標。幾乎在同時,德國飛行員魯道夫·內貝爾也在哈爾伯施塔特 D.II型雙翼戰斗機上也發明了類似的裝置。據他本人的回憶,還使用這種“空對空火箭”擊落了1架英國戰斗機。

此外在1944年,德國空軍在對抗盟軍轟炸機的時候,也在BF-109或者FW-190戰機上,使用210毫米火箭彈來打散盟軍的轟炸機編隊,干擾轟炸機的投彈。后來德軍裝備的Me-262噴氣式戰斗機上還在機翼上掛載了24枚50毫米口徑火箭彈,在距離盟軍轟炸機群1000米的地方進行齊射,一次齊射具備擊落1架轟炸機的能力。

世界第一種試驗性的空空導彈,是德國在1941年開始研制的HS-298型導彈。這種導彈外形酷似小型飛機,采用無線電指令制導。但是在二戰后期,德國將該導彈項目取消,全力發展X-4型空空導彈。

1943年德國專家馬克思·克拉默(Max Kramer)博士開始研制成功了世界上第一種空空導彈:X-4導彈。這種導彈采用有線制導,目的是擊落盟軍的轟炸機。德國魯爾鋼鐵公司已經在1945年生產了1300枚導彈,只等待安裝火箭發動機,但是火箭發動機生產的工廠遭到空襲,這種導彈沒有制造完成戰爭就結束了。

在二戰結束后,美國、英國、蘇聯和法國都進行過早期空空導彈的型號研發工作,但都沒有進入裝備階段。例如美國第一個空空導彈型號是XAAM-A-1“火鳥”,被視為雷達制導空空彈的先驅,后停止發展。蘇聯第一個空空導彈型號是CHAPC-250,后面未能完成試飛而取消。英國的第一個型號是雷達制導型空空導彈“閃光”。法國則是研發了瑪特拉M-04型空空導彈。

空空導彈代際發展

第一代:20世紀50年代第一代空空導彈開始服役,戰斗機飛行員具備了在航炮射程外摧毀目標的能力。同時在這一階段也確立了紅外和雷達兩種制導體制。由于技術的限制,第一代空空導彈需要載機在目標的尾后發射才能實施攻擊,對飛行員占位要求高,主要打擊慢速的轟炸機目標。同時由于導彈射程有限和機動性差,目標可以通過機動擺脫導彈的追蹤。

第二代:20世紀60年代中期,第二代空空導彈進入服役階段。這一代導彈中的紅外制導導彈,開始采用靈敏度更高的硫化鉛探測器,而雷達制導導彈則開始使用連續波半主動雷達制導技術。但是從實戰效果看仍然存在低空下視能力差,不適應高機動戰機格斗等問題。

第三代:20世紀80年代是第三代空空導彈發展時期。這一階段紅外制導近距空空導彈多采用高靈敏度的銻化銦探測器,具有大離軸和高機動過載能力。而第三代雷達制導空空導彈則采用半主動雷達導引頭,具有下視下射能力。相比前兩代導彈,第三代空空導彈性能獲得了全面提升,真正具備了近距格斗和超視距作戰能力,在實戰中顯示了能力。但這一代導彈仍然存在導引頭抗干擾能力不足的問題。

第四代:20世紀90年代到21世紀頭10年,是第四代空空導彈發展時期。為適應空戰信息化體系對抗的要求,第四代空空導彈主要解決以前的探測性能不足、抗干擾能力弱的問題,大多采用紅外成像探測、主動雷達制導、復合制導、大攻角氣動外形等技術。因此第四代紅外制導空空導彈可以實現“看見即發射”,能有效攻擊大機動目標;而雷達制導空空導彈則具有超視距發射、發射后不管和多目標攻擊能力。

第五代:2010年后第五代空空導彈開始發展。第四代戰斗機、無人作戰飛機以及超音速巡航導彈的出現,要求第五代空空導彈具有新的能力,包括打擊隱身目標、同時具備近距格斗和中遠距離攔射能力、復雜電磁和光電干擾下的抗干擾能力、載機前后180度的全方位立體攻擊能力、多平臺網絡化制導能力等。

分類標準

按照制導方式

紅外制導空空導彈

采用紅外導引系統,優點是制導精度高、系統簡單、重量尺寸小、發射后不管;缺點是不具備全天候使用能力,迎頭發射距離近。

雷達制導空空導彈

采用雷達導引系統,優點是發射距離遠、全天候工作能力強等優點。根據雷達導引頭工作方式又可以分為主動雷達型空空導彈、半主動雷達型空空導彈、被動雷達型空空導彈以及駕束制導型空空導彈。

多模制導空空導彈

采用多模導引系統,優點是可以發揮各種雷達頻段或各種制導體制的優勢,互相彌補對方的不足,能提高導彈的探測能力和抗干擾能力,大幅度提高導彈的作戰效能。目前常用的多模制導方式包括紅外成像/主動雷達多模制導、主/被動雷達多模制導以及多波段紅外成像制導等。

按照作戰任務

近距格斗空空導彈

主要用于空戰中的近距格斗,發射距離一般在300米至20公里之間,近距格斗空空導彈通常不追求遠射程,它更加關注導彈的機動、快速響應和大離軸發射、尺寸重量以及抗干擾能力等性能。近距格斗空空導彈一般采用紅外制導體制。

中距攔射空空導彈

最大發射距離一般在20公里至100公里之間,側重發射距離、全天候使用、多目標攻擊、抗干擾等性能。中距攔射導彈通常采用復合制導體制來擴大發射距離,其中制導采用慣性制導加數據鏈修正,末制導一般采用主動雷達制導。

遠程空空導彈

最大發射距離通常達到100公里以上,采用復合制導體制,動力裝置多采用固體火箭沖壓發動機。

技術特點

工作原理

空空導彈導引系統接收來自目標反射的無線電波或輻射的紅外波,從中獲取制導信息,飛行控制系統進行信息處理后,根據導彈和目標的相對運動關系按預定的導引律形成控制指令,控制舵面偏轉,操縱導彈飛向目標。對于中距和遠程空空導彈,由于導彈自身導引系統探測距離有限,需要載機火控系統給導彈裝訂飛行任務,并通過數據鏈實時提供目標指示,將導彈引導到自身導引系統可以捕獲目標的區域。在和目標交會時,引信對目標進行探測和識別,并適時引爆戰斗部毀傷目標。

總體設計

在戰術技術要求分析的基礎上,空空導彈的設計研發需要初步確定一系列技術方案,包括彈徑、氣動布局、推進系統、制導體制。而在進入詳細設計階段后,還會涉及到引戰系統、能源系統、數據鏈等技術。其中彈徑是非常重要的約束條件,會影響到導彈射程、導引頭作用距離、發動機工作效率、戰斗部效能、飛行阻力等方面。

氣動布局

導彈的基本氣動布局形式有鴨式、正常式、旋轉彈翼式、無尾式、無翼式5種,各有優劣。鴨式布局是由靠近彈身頭部的舵面與裝在彈身尾段的彈翼所組成的氣動布局形式,典型代表是美國的“響尾蛇”AIM-9。正常式是由靠近導彈質心或在導彈前彈體的彈翼與裝在彈身尾段處的舵面組成的氣動布局形式。旋轉彈翼式是由靠近導彈質心的旋轉彈翼與裝在彈身尾段的尾翼所組成的氣動布局形式。典型代表是美國的“麻雀”AIM-7。無尾式是只有彈身和彈翼及其后緣處的能面組成的氣動布局形式。AIM-54A的“不死鳥” 導彈是這種布局的典型代表。無翼式是只有弾身尾段裝有舵面、而無弾翼的氣動布局,典型代表是美國的AIM-9X。

二戰后空空導彈研發建立了以細長體理論和干擾因子概念為基礎的空氣動力學體系,導致第一代空空導彈的氣動外形設計特點主要是翼展大、攻角小。例如AIM-9B“響尾蛇”導彈采用易于操控的鴨式布局,引入了氣動舵和陀螺舵題。而AIM-4導彈則使用小展弦比翼面,提高了機動能力,然后通過頭部布置反安定面以提高操縱效率。第二代紅外制導空空導彈為了進一步提高機動性,有些采用了翼面面積很大的“雙鴨式”氣動布局。而第二代的雷達制導空空導彈,多采用頭部呈尖卵形和四片式全動三角旋轉彈翼布局,快速性好但氣動力系數線性差。

20世紀70年代后,空空導彈的氣動設計開始向大攻角、非線性氣動力外形發展。例如美國的第三代紅外制導空空導彈AIM-9L,就是在鴨式布局基礎上,采用了大翼展的雙三角鴨式舵,實際是利用前緣脫體渦來增加舵面法向力和導彈攻角,提升導彈機動性。20世紀80年代后,空空導彈氣動布局特點是“超大攻角、極小展弦比、直接力/氣動力復合以及一體化設計”。例如俄羅斯的AA-11是世界上第一個將直接力(推力矢量)和氣動力結合起來設計的空空導彈。美國的AIM-9X導彈也采用了推力矢量設計,而且減少了翼面和舵面的尺寸

未來空戰目標的變化得第五代空空導彈氣動外形,要有創新的氣動布局和外形、新一代推進和控制技術以及多學科一體化設計。例如以色列的“怪蛇-6”就采用了非對稱的“海豚鼻”頭部,不但有助于提高機動能力,而且為了滿足雙模導引頭的前后布置需要。為了大幅度提高隱身戰機的掛彈數量,美國洛馬公司推出了“CUDA”中距空空彈,其最大特點就是采用了類似愛國者導彈的“側向噴流直接力”進行姿態控制。未來的空空導彈氣動設計將越來越復雜,將成為多學科綜合應用的系統工程,涉及空氣動力學、飛行力學、固體力學、熱物理學、應用數學、計算機科學、雷達、電子、動力和控制等眾多學科。

制導系統

制導體制是空空導彈武器系統的關鍵,空空導彈制導體制包括:紅外制導、主動雷達制導、半主動雷達制導復合制導。近距格斗導彈一般采用紅外制導,中距攔射導彈多采用復合制導。

紅外制導

紅外制導的導引頭硬件結構一般由位標器和電子艙兩部分組成。位標器主要由光學系統、掃描調制器、紅外探測器前置放大器、制冷系統、穩定平臺、伺服執行機構等組成。其中光學系統、掃描調制器、紅外探測器、前置放大器、制冷系統完成對目標的紅外輻射探測。確定探測系統方案是首要任務,其中核心是選擇紅外探測器的類型,目前最新的技術是采用“面陣凝視成像”探測器。除了光學系統外,位標器還有穩定平臺、伺服執行機構是穩定與隨動系統。而電子艙中包括信號預處理電路、彈載計算機、功放電路、穩定平臺控制系統等部分,它們的任務是完成目標識別、截獲、跟蹤、導引信號形成、引信配合等功能。整個紅外系統的最基本功能,是按照導彈給定的導引規律,在對目標的探測、識別、跟蹤過程中,測量目標運動等參數,形成導引信號,傳輸給導彈制導回路,控制導彈飛向目標。

第一代紅外制導空空導彈的導引頭都是“點源”式探測器,也就是把探測目標作為一個點光源來處理。在天空的背景下,利用空間濾波等技術,就能夠把被攻擊目標的高溫輻射識別出來。但當時的導引頭沒有制冷技術,只能探測尾噴管輻射,所以飛行員只能尾追攻擊。相對于第一代導引頭,第二代紅外制導導彈雖然仍采用點源制導,但探測器采用了制冷技術,跟蹤能力顯著提高,使得飛行員能夠更靈活地從目標后面較大范圍實施攻擊。第三代紅外制導的導引頭則采用了更高靈敏度的制冷銻化銦探測器,而且從單元的“紅外點源”變成了多元,從而具備了一定程度的全向攻擊能力和抗干擾能力。第四代紅外制導型空空導彈向紅外成像制導發展,能夠直觀獲取目標外形或基本結構等信息,抗干擾能力強。同時導彈上的計算機就能夠通過探測器獲得目標信息進行自動判斷和攻擊。紅外成像制導技術的第一代是光機掃描成像。例如德國的IRIS-T導彈就采用了機械掃描的128X4的銻化紅外成像導引頭。第二代則是美國AIM-9X使用的128X128像素凝視紅外焦平面列陣成像制導,分辨率更高,可靠性更高,結構更緊湊,抗干擾能力更強,具有攻擊距離遠、多目標攻擊和全向跟蹤能力。

雷達制導

雷達制導是指空空導彈通過接收來自目標的無線電波來探測、截獲和跟蹤目標。與紅外制導對比,雷達制導具有能夠全天候使用的優勢。按照雷達體制的不同,雷達制導可以分為脈沖制導、連續波制導和脈沖多普勒制導。按照無線電波的來源分類,有主動雷達制導、半主動雷達制導、被動雷達制導。雷達制導的導引頭一般由天線罩、主通道天線、位標器、微波前端、接收機、信號處理機等系統組成。以發射中距主動雷達制導空空導彈為例,導彈在完成中段飛行后,導彈送給導引頭目標的角度、距離和速度指示信息,并指示導引頭主通道天線開機,將發射機輸出的微波能量向特定的空域輻射,然后高靈敏度接收機接收目標的微弱回波信號,并對其進行變頻濾波、放大和模數轉換后,形成反映目標信息的數字信號,送給信息處理機進行處理。信號處理機對信號處理后,獲得目標的角度、速度和距離信息。在完成對目標的截獲后,轉為對目標的跟蹤狀態,并連線測量目標的運動參數,輸出給導彈的飛行控制組件,實現導彈的末段制導最后擊中目標。

第一代雷達制導空空導彈,采用的是雷達駕束制導方式,需要載機雷達始終照射目標,雷達波束較窄,只有正負2度,導彈不容易進入波束,因此導致導引精度差,抗干擾能力弱。第二代雷達制導空空導彈則采用圓錐掃描體制的半主動雷達制導方式,攻擊離軸角度達到了正負20度,攻擊距離進一步加大。但缺點是導彈需要接受一系列雷達回波才能實現跟蹤,發射使用流程很復雜,飛行員不易熟練掌握。而第三代的雷達制導空空導彈則采用了單脈沖測角體制,只需一個回波脈沖就可探測目標角度信息,但仍然需要載機雷達持續照射目標。而第四代雷達制導空空導彈,則采用多普勒主動雷達導引頭,最后的末制導則要靠導彈的主動雷達導引頭,從而使導彈具備了發射后不管和多目標攻擊能力,載機不用始終照射目標,能對前方正負60度、80公里范圍內的空中目標實施攻擊

復合制導

因為所謂空空導彈“發射后不管”,實際上是不可能的。原因是因為雷達導引頭作用距離較小,不能滿足超視距空戰的要求。空空導彈必須借助于慣導或者指令慣導導引完成中段飛行,最后末段則采用單模或雙模導引頭尋的制導方式。根據目標的運動情況,通常分為兩種典型的復合制導模式:慣性制導+末制導和指令慣性制導+末制導。如果目標機動能力弱,則采用慣性制導+末制導,如果目標機動能力強,則采用指令慣性制導+末制導,需要載機不斷導彈提供目標修正信息,控制修正導彈的運動軌跡。而導彈的末制導也存在各種復合制導模式:包括半主動雷達+被動紅外復合制導、被動雷達+被動紅外復合制導和主動雷達+被動雷達+被動紅外三模復合制導。

為了在強電磁干擾環境下探測隱身戰機等多重目標,未來的空空導彈將放棄紅外制導或者雷達制導的單一制導模式,而是在導引頭上實現多模制導,包括紅外探測制導和主動雷達制導組合在一起,或者是主動雷達和被動雷達組合在一起,也有可能是不同波段的主動雷達組合在一起。未來的多模式空空導彈導引頭,有可能是把紅外焦平面陣探測器裝在導彈頭部,而把主動雷達制導轉變為導彈頭部外側的圓柱形共形天線。這種方式能夠最大程度發揮兩種探測模式的優勢。

飛行控制系統

空空導彈的制導系統接收并處理來自目標、載機火控系統和其他來源的目標信息,跟蹤目標并產生制導指令,信號將發送給導彈的飛行控制系統。飛行控制系統通過對彈體的俯仰運動、偏航運動以及橫滾運動的控制,使導彈在整個飛行過程中具有穩定的飛行姿態和快速響應能力,控制導彈飛向目標。飛行控制系統包括飛控組件和舵機。舵機是控制導彈舵面偏轉的伺服機構,是導彈自動駕駛儀的執行元件。傳統導彈的機動一般通過舵面偏轉產生氣動力矩來實現,而最新的第四代近距格斗導彈采用了推力矢量控制技術,通過改變推力方向來產生控制力矩。

引戰系統

引戰系統由引信、安全和解除保險裝置以及戰斗部三部分組成。引戰系統的功能是導彈飛行至目標附近后,對目標進行探測識別并按照預定要求引爆戰斗部殺傷目標。空空導彈一般都裝有近炸引信,在導彈脫靶量允許范圍內引爆戰斗部。空空導彈毀傷目標是由戰斗部來完成的,其威力大小決定了毀傷效果。一些空空導彈出現引信早炸、拒炸、不適時起爆,導致未毀傷目標的故障,其原因主要是對引戰系統的復雜性認識和重視不夠。

引信

空空導彈沒有準確可靠的引信,那么就變成了一個空中炮彈,除非直接命中目標,否則無法實現殺傷。空空導彈最早使用的是引信為無線電近炸引信,包括連續多普勒引信和脈沖多普勒引信。很快紅外制導近距空空導彈就開始大規模采用紅外近炸引信,因為相比無線電近炸引信,紅外引信的抗干擾能力更強。同時微波無線電引信也同時存在,和紅外近炸引信同時存在交替使用。

第三代空空導彈的引信設計主要表現在使用先進的目標探測裝置、信號處理邏輯判斷技術,避免引信的早炸,提高引戰配合效能。20世紀60-70年代,激光引信技術出現,并被美國首先應用于AIM-9L近距空空導彈上。激光引信既有無線電引信全向探測目標的優點,又有保存了光學引信抗電磁干擾能力較強、探測精確度高的特點。但是激光引信的問題是容易受到煙塵或雨、雪、云、霧等氣象環境的干擾。

由于無線電引信可以全方位探測目標,不受氣象條件影響,所以仍然在空空導彈上得到應用。為了克服以往各種以往引信的缺點,毫米波無線電引信受到關注。因為毫米波探測精度高、抗干擾能力強,超低空工作能力強,不受外界天氣和氣候影響。除了技術以外,第四代空空導彈的引信從設計思想上,已經開始利用傳感器和微電子技術,全面取代舊有的機械引信安全系統,從而實現空空導彈精確炸點控制和定向起爆的功能,確保擊中空中目標。

第五代空空導彈的引信,將向軟件化和模塊化方向發展。軟件化是指以數字化為基礎,將引信系統的基帶信號變為可編程的數字信息,從而實現引信技術向自適應、可編程、靈巧化、智能化和虛擬現實發展。而模塊化則是將空空導彈引信結構和功能由若干模塊組合而成。例如實現主動無線電引信和被動紅外引信的組合。無線電引信和被動紅外引信技術的發展方向是實現成像探測,包括紅外成像和毫米波成像,也就是引信實現對目標要害部位的精確選擇,從而達到最佳殺傷效果。引信成像探測是實現引信智能化的關鍵技術,最終是通過模塊化,實現制導引信一體化。

戰斗部

破片戰斗部是空空導彈戰斗部的主要形式,早期第一代的導彈多采用自然破片戰斗部,其結構比較簡單,大多數為圓柱形,主要由炸藥裝藥和整體式金屬殼體組成。第二代空空導彈出現了半預制破片戰斗部、預制破片戰斗部和連續桿戰斗部。半預制破片戰斗部也就是在圓柱形的金屬戰斗部殼體上,使用刻槽式、聚能襯套式和疊環式等方式,有效控制金屬戰斗部爆炸后的破片形狀和尺寸。而預制破片戰斗部,就是把預先制造好的破片,按照需要的破片數量和散布要求,用樹脂將其粘接起來,其外形有圓柱形、半圓柱形、球形等。連續桿戰斗部則是把大長徑比的高強度金屬條縱向緊密排列在炸藥外側,爆炸時產生一個連續環形殺傷裝置,其威力一般大于破片戰斗部,其缺陷是速度慢,而且殺傷環斷裂后威力將急劇下降。新的離散桿式戰斗部則是用獨立的、大長徑比的預制桿件作為戰斗部,具有連續桿戰斗部威力強的優點,同時還有破片戰斗部的高速度和殺傷半徑大的優點。第四代導彈中的美國AIM-120C5和俄羅斯的AA-12中距空空導彈,據推測就使用了定向能戰斗部。這實際也是一種破片戰斗部,但不是類似傳統破片戰斗部和桿式戰斗部的飛散和環形,而是控制破片的方向針對目標飛機。一般認為現在最可能實現的是偏心起爆定向戰斗部,其難度在于系統復雜,對引信的技術要求更高。

推進系統

推進系統為導彈飛行提供動力,實現打擊目標所需的速度和射程,基本采用固體火箭發動機。固體火箭發動機又可以分為單級推力發動機和雙級推力發動機。遠程空空導彈需要實現高速度和遠射程,則使用了多脈沖固體火箭發動機和沖壓發動機。固體火箭發動機的主要優點是結構簡單、可靠性高、使用方便,缺點是比沖低、性能受貯存溫度影響較大以及可控性較差。

空空導彈使用的固體火箭發動機,主要由進劑裝藥、殼體、噴管以及點火裝置四個部件組成。早期固體火箭發動機主要的換代技術在于推進劑。第一代空空導彈使用的是由硝化纖維和硝化甘油組成的雙基推進劑。例如美國AIM-9B使用的就是一種被壓制成八角形藥柱的雙基推進劑,結構復雜而且能量低。另外從50年代末開始,空空導彈就開始應用“單室雙推力”火箭發動機的設計。這種設計兼顧了空空導彈的助推段和巡航段兩種情況,發動機的效率更高。

20世紀50年代后,以端羧基聚丁二烯(CTPB)為代表的各種復合推進劑研制成功,比沖和力學性能有顯著改善,更適合空空導彈在載機上的惡劣環境。后來在推進劑中加入大量鋁粉,進一步提高比沖。端羥基聚丁二烯(HTPB)復合推進劑在20世紀70年代研制成功后,成為第三代空空導彈的選擇。但這種推進劑存在的問題,就是發射后大量鋁粉燃燒尾煙特征大,容易導致發射載機暴露。因此美國又開始減少鋁粉含量,少煙的空空導彈火箭發動機推進劑誕生,并成功應用于美國主要的空空導彈中。

第四代空空導彈的發動機一個特點就是提高了安全性,例如美國AIM-120空空導彈為了提高在火災中的安全性,在彈體內安裝了1.12米長的爆炸條,能夠在火災發生后30秒內爆炸切割導彈燃燒室造成泄壓,避免發生爆炸。另一個特點是在近距空空導彈上使用了推力矢量發動機,主要使用噴流偏轉的方式,改變發動機的噴流方向。目前第四代主要采用燃氣舵或者擾流片方式。美國的AIM-9X使用的是燃氣舵方式,而俄羅斯的AA-11使用的是擾流片方式。

為了滿足多任務、遠射程和輕量化的要求,第五代空空導彈發動機要求具有靈活的能量管理能力并提高發動機的比沖。雙脈沖固體火箭發動機,就是一種具備能量管理的新型火箭發動機,就是通過特殊的隔離裝置將燃燒室或者藥柱分成幾部分,每段配有獨立的點火裝置,提供不同的推力,滿足導彈在不同攻擊條件下對推力的不同要求。整體式沖壓發動機則是第五代空空導彈的優選動力裝置,其比沖可以達到1400秒,遠大于固體火箭發動機的800秒,能有效打擊高性能空中目標,同時具有對地和對空的多任務能力,能兼顧近距格斗和中遠距離攔射。

數據鏈

數據鏈是一種按照統一的數據格式和通信協議,以無線信道為主對信息進行實時、準確、自動、保密傳輸的數據通信系統。數據鏈主要用于空空導彈的中制導,它接收載機發送的目標位置、速度和類型信息及載機信息,發送給飛行控制系統,形成中段制導控制指令,實時修正導彈航向,控制導彈飛向目標。數據鏈有單向和雙向兩種,單向數據鏈只接收不回傳,雙向數據鏈不僅接收載機發送的信息,也回傳導彈的位置和狀態信息給載機。隨著導彈發射距離越來越遠,AIM-120D、“流星”等新型空空導彈一般采用雙向數據鏈。在近距格斗導彈中, 數據鏈能大幅提高導彈的攻擊距離,還能實現大離軸角發射。而對于中遠程空空導彈,載機通過數據鏈實時向導彈傳遞目標信息,使導彈能及時修正自身彈道,還能通過數據鏈實現“靜默攻擊”“他機制導”以及適應網絡中心戰的要求。空空導彈數據鏈的選擇應該滿足全天候、全空域和抗干擾的要求。

能源系統

能源系統用于導彈系統工作時所需的各種能源,包括電源、氣源和液壓源等。電源有化學熱電池、渦輪發電機等種類,主要用于給導引頭、彈載計算機、電動能機、陀螺和加速度計等供電。氣源有高壓潔凈氮氣或其他介質的高壓潔凈氣源和燃氣,主要用于氣動舵機、導引頭氣動角跟蹤系統的驅動以及紅外探測器的制冷等。液壓源主要用于液壓舵機的驅動。能源系統是空空導彈工作的基礎,需要具備智能化程度高、體積重量小、速度快、機動能力強、能在惡劣環境下工作等特點。在20 世紀80年代前研制的導彈,多采用電源、氣源和液壓源組合的復合式能源,80年代后期由于熱電池技術、永磁電機技術和大功率電子器件技術的飛速發展,基本都采用單一的熱電池作為能源。

實戰使用

主要國家

美國

蘇聯/俄羅斯

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參考資料 >

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殲-16再度合體!殲-10C同時攜PL-10、PL-12、PL-15導彈亮相.人民資訊.2025-08-27

ASRAAM.MBDA公司網站.2023-03-19

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