AIM-9X導彈(全稱AIM-9X air-to-air 導彈),綽號響尾蛇(Sidewinder),是美國空/海軍2000年后采用的第4代近距空空導彈,用于取代第3代“響尾蛇”AIM-9L/M/S/R導彈。
AIM-9X的開發是在美國海軍和美國空軍的聯合計劃下開始的。1993年底,AIM-9X導彈研制計劃由美國國防部提出,1998年,AIM-9X導彈進入飛行試驗階段,1999年3月進行了分離控制試驗彈的發射。2003年AIM-9X裝備美國軍隊并達到初始作戰能力,2004年進入全速生產狀態。2006年7月,AIM-9X成功進行了第100次導彈試射。
AIM-9X導彈保留了第三代AIM-9M導彈的彈體、引信、戰斗部和火箭發動機重點改進了彈翼結構尺寸,采用了推力矢量技術,以滿足美國海軍和空軍的現役及未來戰斗機的使用需要。AIM-9X主要由美國海軍負責發展和生產管理,裝備美國海軍、海軍陸戰隊和美國空軍,裝備載機為F/A-18C/D/E、F-15戰斗機、F-16戰斗機和F-22戰斗機等。
發展歷程
研制背景
AIM-9X的開發是在美國海軍和美國空軍的聯合計劃下開始的。研制 AIM-9X的重點是通過提供下一代AIM-9空空導彈來取代AIM-9M導彈,以滿足飛機部隊和地面部隊的需求。
第一枚"響尾蛇"導彈編號為XAAM-N-7,于1953年9月11日成功完成打靶試驗,而正式的AIM-9響尾蛇導彈編號直至1962年才得以確定。發展初期,第一代AIM-9B導彈的制導系統沒有采用致冷措施,在性能方面受到很多限制,射程只有3.2公里,主要用于攻擊各型戰略轟炸機,不具備夜間和正面攻擊目標的能力,其傳統破片式彈頭的殺傷力也極為有限。美國海軍從50年代末開始著手發展第二代AIM-9C型和AIM-9D型導彈。重點改進了導彈的氣動外形,更換了固體火箭發動機,使射程增大到17.7公里,采用了殺傷力更強的連續桿式戰斗部。其中C型是"響尾蛇"系列中唯一的雷達精確制導導彈,D型導引頭則改用由氮致冷的pbs光敏元件。
70年代初,在對越南戰爭中AIM-9空空導彈作戰效果評估和分析的基礎上,美國海軍和空軍聯合發展了以AIM-9L和AIM-9M為代表的第三代“響尾蛇”導彈。AIM-9L導彈導引頭采用了氨致冷的銻化銦光敏元件,大幅度提高了探測靈敏度,具備了一定的全向探測、離軸截獲和跟蹤能力,同時火箭發動機和舵面都相應得到改進,提高了導彈的機動性能。接著,從1979年開始研制性能進一步提高的AIM-9M導彈,重點改進了抗紅外干擾能力,增強了背景分辨能力。該型導彈曾經在海灣戰爭中初露鋒芒,是美國在90年代主要生產的AIM-9空空導彈型號,并成為第四代“響尾蛇”導彈發展的基礎。
1985年,當美國首次發現米格-29戰斗機外掛R-73導彈時,并沒有立即著手研制大離軸角近距空空導彈,這主要是因為美國空軍過分強調了超視距戰術和超視距導彈的作用,而忽略了目視格斗時也需要高機動性的近距導彈。隨著R-73導彈不斷改進,其射程從30公里增加到40公里,離軸角也從45°擴大到60°,最新型R-73M導彈的離軸角甚至大于90,抗紅外干擾能力進-步增強。此時,美國空、海軍才逐漸意識到在今后空戰中的近距格斗能力漸處下風。
研制歷史
AIM-9X
第四代"響尾蛇"導彈的代號為AIM-9X,這種導彈的研制計劃由美國國防部在1993年底提出,當時有英國航空航天公司、美國的休斯飛機公司和雷聲公司三家參與競爭。1996年底,憑借技術指標、生產成本和后勤保障等方面的優勢,休斯公司在最后的評估中擊敗了雷聲公司,以總體性能較好和設計改動較小的方案獲得了價值1.69億美元的研制合同,AIM-9X導彈開始進入工程制造和發展階段。一年后,休斯公司出于空間業務發展的需要,將負責生產飛機和導彈的分公司出售,雷聲公司及時地抓住這一機會,通過與當時的麥道公司的較量,最終再度獲得"響尾蛇"導彈項目。
1996年確定了研制方案。1998年,AIM-9X導彈進入飛行試驗階段,1999年3月進行了分離控制試驗彈的發射。同年,AIM-9X完成了首次發射試驗。2000年6月完成了多數工程研制樣彈的試驗,同年3月展開了生產型試驗彈的試驗。1999年至2000年間,美國海軍的F/A-18和美國空軍的F-15戰斗機飛機進行了13次分離與控制測試發射和12次制導發射。截至2001年,AIM-9X導彈取得了19次發射18次命中,14次直接命中QF-4靶機的成績。2003年AIM-9X裝備美國軍隊并達到初始作戰能力,2004年進入全速生產狀態。2006年7月,AIM-9X成功進行了第100次導彈試射。2008年9月,美國空軍完成了AIM-9XBlock II導彈的首次攜載飛行試驗。2009年11月和12月,完成了第2次和第3次發射試驗。2011年3至4月,海軍完成了5次實彈發射試驗和9次掛飛試驗。
AIM-9X Block Ⅱ
2008年9月18日,美國空軍一架F-15C戰機完成了對雷錫恩公司AIM-9XBlock II導彈的首次攜載飛行試驗。此次試驗環境中的風力-壓力、振動和高度條件與實戰使用的相同。試驗驗證了AIM-9XBlockII的硬件和軟件能夠在與真實作戰條件相似的環境下工作,還驗證了該導彈能夠成功集成在F-15C戰機上。
2009年11月20日,美國AIM-9XBlock II導彈在美國埃格林空軍基地試驗場完成了第2次發射試驗。12月21日,由澳大利亞空軍的F45C完成了第3次發射試驗,兩次試驗均獲得成功。第3次發射試驗的載機為F45C戰斗機,導彈最后成功命中了殺傷范圍內的一架BQM-74靶機,達到了試驗預期目的。與AIM-9X相比,AIM-9X Block II導彈對戰斗機的速度、機動性的限制更小,同時增大了離軸發射角,從而使載機的生存能力有較大的提高。
2011年1月,美國海軍完成了裝有OFS9.2軟件的AIM-9X Block II導彈的作戰使用試驗2011年3~4月,美國海軍完成了帶有OFS9.3軟件的AIM-9X Block II導彈的作戰評估。它由5次實彈發射試驗(包括4次研制試驗彈發射)及由F-15戰斗機和F/A-18戰斗機完成的9次掛飛試驗組成。最初結果表明,5次實彈發射試驗中有4次直接命中,所有掛飛任務都完成了預期目標。由于安裝DSU-41/B有源光學目標探測引信/數據鏈組件,科研經費減少,軟件花費以及進度表延遲等原因,使導彈單枚成本增加,因此,負責采辦、技術和后勤的國防部副部長決定為AIM-9XBlockII項目"再設基線",把它歸入一個新項目并進入里程碑C前期決定中。
2011年6月24日,AIM-9X Block II導彈獲批2011年6月,作戰試驗與評估辦公室主任批準了AIM-9XBlock II導彈里程碑C試驗與鑒定總計劃(TEMP),該計劃包括4次綜合試驗,17次實彈發射試驗和61次掛飛任務。
2011年8月31日和9月1日,美國海軍成功進行了兩次AIM-9XBlockII實彈發射試驗,試驗在加利福尼亞州中國湖的海軍空戰中心武器分部由空中試驗和評估31中隊完成。在兩次試驗中,都由一架F/A-18D戰斗機發射一枚遙測彈攻擊一個BQM-74縮比目標,試驗測試了加裝新數據鏈后的AIM-9XBlockII導彈發射后鎖定能力,遠程高拋彈道發射能力和改進的全天候DSU-41激光引信能力以及對付小目標的能力。第一次試驗測試了導彈超視距發射對付加利福尼亞沙漠上低空小目標的能力。第二次試驗驗證了導彈的全天候能力,當時測試飛行員飛行在遠離加利福尼亞州海岸的304.8m高的海上云層下,向飛在云層上的目標發射導彈。這次試驗采用了新型高精度遙測系統,能把末段目標交會情況精確地記錄下來。
2012年1月9日,美國作戰試驗與評估辦公室(DOT&E)在2011財年年度報告中宣布,雷錫恩公司新型AIM-9X Block II導彈在2012年4月開始其作戰評估試驗準備審查(OTTR)之前,需要進行實彈發射試驗,以及完成更進一步的5次實彈飛行試驗。報告中介紹,最近掛飛試驗暴露出導彈的可靠性在下降,這是由于9.303版軟件存在通信方面的問題以及與載機兼容性不足引起的。這些不足將通過OFS9.308版軟件進行改進,并且制造廠商計劃在作戰試驗裝備審查之前研制更完善的系統。
性能特點
AIM-9X"響尾蛇"導彈研制計劃由美國空軍和海軍共同實施,設計目標是在性能上必須超過俄羅斯的R-73導彈"射手"和以色列的"怪蛇"-4等大離軸角發射的全向攻擊導彈,在未來近距空戰中占據優勢,并奪回世界軍火市場的潛在用戶。
基本設計
AIM-9X導彈長3m,直徑12.7cm,翼展44.4cm,翼展35.3cm,重約85kg。它可以攜帶9.36公斤的環形爆炸破片戰斗部,射程超過十英里。
氣動布局
總體結構改進新一代"響尾蛇"導彈在總體結構和氣動布局上保留了第三代AIM-9M導彈的彈體、引信、戰斗部和火箭發動機,重點改進了彈翼結構尺寸,采用了推力矢量技術,以滿足美國海軍和空軍的現役及未來戰斗機的使用需要。AIM-9X導彈仍然采用圓柱形彈體,但頭部略有改變,以減小氣動阻力,加上改進的Mk36Mod71型火箭發動機,導彈射程明顯增加。為了獲得較高的轉彎速度,保留了常規鴨式氣動布局,但用三角形舵面替代了原來的雙三角形舵面,與彈翼呈"X-X"交叉狀排列。同時還考慮到戰斗機的掛載特點,相應減小了控制舵面的結構尺寸,削去了彈翼的翼尖,使翼展為406毫米,以滿足F-22戰斗機F-22的內掛要求。此外,AIM-9X導彈保留了殺傷半徑為10米的環形破片式戰斗部和能精確控制爆炸點的主動激光近炸引信。
導彈技術
與AIM-9M導彈相比,AIM-9X導彈在動力性能上最重要改進是采用了推力矢量控制,技術。這一技術的優點在于,無論導彈在高空還是低空飛行時,只要處于推進階段就能有效地控制導彈的飛行狀態,從而獲得很高的機動性,有助于減小舵面尺寸和減小氣動阻力。AIM-9X導彈的推力矢量控制裝置由4個噴氣導流片組成,導流片與舵面之間采用機械耦合,通過改變發動機的噴氣流偏轉方向,實現對導彈飛行方向的控制。采用推力矢量后,"響尾蛇"導彈的轉彎速率達60~100度/秒,不僅提高了導彈的敏捷性,獲得全向格斗所需的大機動過載,還使導彈能在低速狀態進行大迎角飛行,最大迎角達50度,從而能有效地攻擊高機動性的飛機。
另據報道,美海軍正在發展兩種新式推力矢量數字技術,可使此類導彈具有更大的機動性。其中一種方案是采用兩個可轉動噴管和四個舵面來改進三軸控制,另一種是稱為"綜合全矢量錐"的噴管,能夠大幅度降低單噴管發動機的造價,并已經成功地在AIM-9X導彈的火箭發動機上進行了試驗。
制導系統
強探測能力,新一代AIM-9X導彈采用了全新設計的制導系統,新系統主要有以下三個特征。
一是采用了高性能的確鎘汞凝視焦平面陣列。這種結構緊湊的128×128元陣列導引頭具有很高的靈敏度,與以往各型號探測目標時形成一個熱點不同,它可以有效地探測出目標和背景之間的微小溫差,形成有關目標的熱像,通過對熱像的處理可以獲得精確的制導信息,具有很強的目標截獲能力。因此,AIM-9X導彈不僅可以探測發動機噴口氣流的紅外輻射,而且也可探測飛機蒙皮的紅外輻射,真正具備了全向攻擊能力。導引頭工作在3~5微米波段的范圍內,大于通常情況下云霧或煙塵的顆粒尺寸,具有很好的穿透性,因此探測距離更遠。同時,這種導引頭還能具有一種區別諸如曳光彈等多目標對抗措施的能力,抗干擾能力非常強。光學部件安裝在一個滾動/擺動的萬向集團框架上,增大了導引頭的框架角,使其跟蹤目標時的離軸角擴大,從而提高了導引頭的后視能力。
二是更新了將探測到的目標信息轉換成制導指令信號的電子部件。AIM-9X導彈的制導電子裝置包括一個C-80數字式跟蹤器和一組慣性組件,前者利用導引頭探測精確的目標圖像,可以選擇目標上的易損點,具有很高的抗干擾能力和極佳的雜波抑制能力。由于具備原位測試和重新編程的功能,所以AIM-9X導彈成為一種數字式導彈。與AIM-9M導彈不同的是,AIM-9X導彈增加了電子線路來聯接制導系統的電子器件與其它部件,但由于彈體缺乏內部空間,這些線路不得不緊貼彈體下表面安裝,屏蔽線路的蓋板一直橫跨導彈的大部分長度,以便減小阻力和保護線路。
三是改進了包括致冷裝置、觸發引信和兩個熱電池的中間段。AIM-9X導彈的導引頭由于采用了沒有時間限制的機械斯特林致冷裝置,可連續工作很長時間,大大減少了維護工作量,也消除了致冷系統的污染問題,使30多年來美國海軍和空軍在發射架問題上各自為政的局面徹底改變。因此,從技術上來說,AIM-9X導彈在復雜環境條件下的性能優于目前裝有普通雙波段紅外導引頭的俄羅斯R-73導彈近程空空導彈。1999年7月14日和9月1日,F/A-18戰斗機和F-15戰斗機分別在中國湖和白沙粑場完成首次制導發射試驗,均擊中QF-4靶機,成為AIM-9X導彈發展的一個里程碑。
攻擊方式
AIM-9X導彈主要通過三種模式截獲和攻擊具有紅外輻射特征的目標。一旦紅外輻射源進入導引頭的視野,電子裝置將產生特定的音頻信號,這時飛行員通過耳機就可以聽到導彈已經截獲目標的提示。第一種是直接瞄準引導模式。飛行員通過操縱飛機機動飛行,使雷達瞄準線直接鎖住敵機,向目標。此時導引頭的紅外探測能量被轉換成能夠滿足制導需要的電子信號,并一直跟蹤目標直到受到尋的器萬向集團支架的限制。
第二種是"響尾蛇"擴展截獲模式(SEAM)。當飛行員用機載火控雷達搜索目標時,AIM-9X導彈的導引頭隨動于雷達瞄準線,一旦截獲目標,導彈內的導引頭聯鎖裝置被打開,導彈開始持續地跟蹤目標。
第三種是頭盔瞄準具引導模式。由于AIM-9X導彈的近距截擊包線明顯大于目前現役的任何一種空空導彈,飛行員可以通過移動頭盔來引導其導引頭瞄準大離軸角目標,而這一戰術的關鍵是與AIM-9X導彈同步研制的聯合頭盔指示系統(JHMCS),它能夠明顯增強戰斗機的空戰能力。
作為由波音公司、洛克希德·馬丁公司、美國空軍和美國海軍聯合發展的一項計劃,JHMCS是美國研制的第一種用于戰斗機的生產型頭盔指示系統,將主要安裝在F-15戰斗機、F-16戰斗機、F/A-18和F/A-22等各種戰斗機上,正在研制中的F-35聯合攻擊機也考慮采用這種系統。JHMCS上裝有磁性頭部跟蹤系統,通過一個單目小型陰極射線管把字符直接投影在飛行員的護目鏡上,顯示的字符與平顯上的相同。因此,飛行員能從JHMCS上看到各種數據,如空速、高度、航向和目標距離等,避免在目視空戰中低頭看座艙內部各種顯示器的過程,從而在瞬息萬變的格斗中爭取到寶貴的時間和空間,大大增強了近距空戰效能。在目標偏離飛機軸線角度很大的情況下,JHMCS的最大特點是允許飛行員使用AIM-9X導彈瞄準敵機,并可證實導彈已經鎖定了目標。這樣,飛行員無需通過機動動作進入有利位置,只需將頭部轉向AIM-9X導彈自然地指目標,AIM-9X導彈的導引頭將被自動引導到飛行員注視的方向。一旦導彈鎖定目標,飛行員只需按壓控制桿上的開關,這種發射后不管的導彈將自動地攻擊目標,這有利于提高載機的生存能力。
1998年10月22日,美國空軍首先在F-15戰斗機上驗證了JHMCS,一個月后美國海軍也第一次在F/A-18戰斗機上完成了JHMCS的試飛,主要測試了安裝適用性、大過載機動下顯示目標的穩定性和持續跟蹤目標的精確性。2000年3月31日,F/A-18戰斗機在有紅外干擾的格斗場景中首次使用JHMCS發射AIM-9X并擊中QF-4靶機。JHMCS的飛行試驗總共持續了一年半,其結果令美國空軍和海軍非常滿意。據稱,該裝置在作戰試驗期間已顯示出超過預計的實用性,捕獲目標只需3~5秒,而采用平視顯示器一般需要30~40秒。如果戰斗機上裝備AIM-9X導彈,飛行員可以充分利用JHMCS來增強戰斗機的格斗性能,在視距內空中格斗中具有"先敵發現、先敵射擊"的能力,拓寬了近距空空導彈的作戰范圍,在空戰中具有更大的靈活性。美國海軍和美國空軍已在2004年1月29日正式批準波音公司開始JHMCS的批生產,預計訂貨量超過1500套。
延伸型號
AIM-9X Block Ⅱ
AIM-9X Block Ⅱ較AIM-9X增加了從飛機到導彈的數據鏈,提高了導彈發射后鎖定的能力,具備了第三方制導能力。裝備了新型的彈載計算機,使導彈具備從混雜環境中捕捉目標的能力。重新設計了導彈引信,利用DSU-41/B引信代替了DSU-37/B引信,降低了導彈的誤炸概率。采用了OFS9.2軟件代替OFS8.212軟件,提高了導彈的抗干擾能力,升級版OFS9.3軟件能更有效的提高導彈性能。
AIM-9X Block?Ⅲ
AIM-9XBlock Ⅲ導彈是由美國海軍獨立改進的最新型號,目的是加強導彈與飛機的集成,特別是與F-35戰斗機的集成,以有效打擊敵方的隱身飛機。AIM-9XBlock Ⅲ目前處于初始研發合同階段,預計2013~2015財年確定初始系統設計,進入里程碑,2016財年進入工程和制造研發階段。AIM-9X Block Ⅲ采用了與AIM-9X Block II相同的導引頭、激光引信/數據鏈,其主要改進包括:結構上,彈體直徑將從127mm增加到152mm,以容納更大的火箭發動機和戰斗部:改良了鈍感彈藥性能,降低戰斗部意外爆炸的概率,提高了使用安全性:有效射程比現有的AIM-9XBlock II提高60%,達到30km左右,最大射程約50km,以適應F-35戰斗機的需求。
性能參數
參考資料:
服役信息
AIM-9X響尾蛇導彈已在全球超過24個國家服役。
2014年,美國國務院批準一項可能的對外軍售的決定,向澳大利亞出售AIM-9X-2AIM-9空空導彈、相關設備和零部件以及培訓后勤支持,費用估計為5.34億美元。
2015年8月17日,AIM-9X Block II導彈達到大批量生產的里程碑,年生產率為600~800枚。2015財年的生產資金為2.11億美元,美國軍隊計劃購買導彈470枚(空軍303枚、海軍167枚)。2016財年的生產資金為3.1億美元,美軍計劃購買導彈733枚(空軍506枚、海軍227枚)。
2015年,在一份價值4700萬美元的協議中,美國政府同意向印度尼西亞銷售AIM-9X-2導彈及其部件。根據5月5日美國防務安全合作局的一份聲明,印尼已經申請購買30枚AIM-9X-2"響尾蛇"第2批次的全彈、20枚AIM-9X-2空中系留訓練彈、2套第2批次的戰術導彈制導組件、4套制導組件和2枚無戰斗部的空中訓練彈。
2019年5月5日,美國國防部稱,國務院已經批準美國向巴林和阿拉伯聯合酋長國出售合計大約60億美元的軍火,其中涉及32枚AIM-9X型導彈。
2023年12月15日,美國國防部表示,美國國務院已經批準向日本出售44枚AIM-9X Block II“響尾蛇”導彈及相關設備。
導彈評價
作為"響尾蛇"家族的新成員,AIM-9X導彈保留了體積小、重量輕、成本低和可靠性高的特點,同時大大提高了離軸發射能力和敏捷性能,使其作戰效能躍上了新的臺階。特別是由于具備了"發射后不管"這一突出特點,美國海軍和空軍對其寄予厚望。
參考資料 >
AIM-9 Sidewinder.MILITRAY.2023-12-17
AIM-9X Sidewinder Air-to-Air Missile, USA.Air Force .2023-12-17
Forbidden.人民網.2023-12-17
美國將向海灣國家出售60億美元的軍火 遏制伊朗.新華網.2023-12-17
美國務院批準向日本出售44枚“響尾蛇”導彈.環球網.2023-12-17