IRIS-T空空導彈(infrared imaging system tail/thrust vector-controlled,紅外成像系統尾部推力矢量控制)是20世紀90年代以德國博登湖技術設備公司(BGT)為主,聯合歐洲其他國家及加拿大,在引進的美國“響尾蛇”AIM-9L上對其改進,研制出的新一代近距格斗空空導彈。
20世紀80年代初,德國引進生產美國的“響尾蛇”AIM-9L。此后,聯邦德國一直在對其進行改進,在對多種新型導彈進行考察之后,決定采用博登湖技術設備公司(BGT)提出的IRIS-T導彈方案。該項目以德國博登湖技術設備公司作為主承包商,負責整個系統46%的研制工作,除德國外,意大利、加拿大、挪威、瑞典也一直參與其中,1996年開始方案設計,1997年年底進入為期5年的研制階段。2003年1月德國政府正式撥款為德國空軍購買IRIS-T空空導彈,首批生產數量1250枚。2005年,希臘采購350枚,意大利450枚,比利時500枚,荷蘭500枚,澳大利亞50枚,12月5日,德國空軍開始接收第一批IRIS-T導彈。
IRIS-T采用模塊化設計,導彈從彈頭到彈尾可以分為5部分:制導和冷卻設備、主動激光近炸引信、戰斗部、固體火箭發動機和發動機噴口。導彈采用同軸三翼面布局,彈頭的制導艙段有面積很小的彈翼,主要調節氣動反安定面(氣動中心)。IRIS-T采用4x128銻化銦探測器陣列紅外成像導引頭以及希臘研制的雙層破片式高爆(HE)戰斗部,用主動激光加雷達脈沖近炸引信。
發展歷程
研制背景
AIM-132先進短程空對空導彈的起源可以追溯到1968年,當時霍克·西德利公司開始開發SRAAM“護尾犬”(Tail-dog)空空導彈,1974年由于沒有客戶項目終止。1980年,美國總結越南戰爭期間空空導彈的表現問題,與英、德、法簽署一份諒解備忘錄共同開發新型空空導彈。美國負責先進中程空空導彈AMRAAM項目,后來發展為AIM-120;英法德三國負責開發先進短距離空空導彈ASRAAM項目。英國和德國分別選中了BAE系統公司和BGT公司組成了BBG聯合公司負責這項計劃的組織實施,BAE和BGT為這項計劃的主承包商。
BGT是德國老牌空空導彈研制單位,其在該領域的技術積累甚至可以追溯到第二次世界大戰末期。該公司的實際規模并不大,其產品主要是空空導彈系統、尋的頭、終端制導組件、顯示系統和導航系統等,是一家典型的子系統企業。自20世紀60年代以來為幾乎所有北大西洋公約組織國家生產了35000余枚不同型號的“響尾蛇”空空導彈并提供了相應的技術支持服務,這些導彈裝備在歐洲和美國的大批戰斗機上,現在仍有30余個國家使用。
德國認為未來近距離空戰不可避免,不認同AIM-132先進短程空對空導彈項目對射程的追求,于1989年退出了ASRAAM項目。1990年兩德統一后,德國獲得了蘇制R-73導彈的技術信息。此前,雖然西方已經知道俄羅斯的R-73比歐洲各國服役的AIM-9L/M性能要好,但評估結果仍然讓德國空軍感到震撼——R-73的性能遠遠超過了西方當時最悲觀的估計,R-73在射程、機動性、導引頭的截獲與跟蹤能力等各方面都勝過“響尾蛇”和“魔術”。德國空軍在對米格戰斗機29和R-73評估后得出結論:空戰中如果中距攔截失效,近距格斗仍然不可避免,特別是雙方的戰斗機性能相差無幾時中距攔截的成功率必然會大打折扣。雖然第一次海灣戰爭以來,中距空空導彈的戰果已超過近距空空導彈,但這幾場戰爭都是不對稱戰爭,空戰缺乏代表性。德國空軍的評估報告是促使IRIS項目迅速上馬的主要原因。
研制歷程
1995年,德國向外界宣布了IRIS-T導彈發展計劃。1996年7月,以德國為首的六個國家簽署諒解備忘錄(MOU),正式確認六國共同研制IRIS-T導彈,文件對各國研制費用的分攤和導彈產量等內容做了詳細規定,每個合作伙伴都可不受限制地獲得研制資料。項目由德國領導,意大利、瑞典、希臘、加拿大和挪威等國參與,德國占46%份額,負責總體設計和導引頭技術;意大利占19%,其中阿列尼亞負責飛控系統和近炸引信的研制,菲亞特汽車公司負責火箭發動機研制,利頓負責慣性器件;瑞典占18%,由薩伯負責部分系統、導引頭光學部分和成像數字處理部分的研制,同時完成與JAS-39戰斗機“鷹獅”戰斗機的整合;希臘占9%,負責電源、測試系統、戰斗部、訓練彈等部分;加拿大占4%,負責舵機等伺服系統研制:挪威占4%,負責部分火箭發動機的研制工作。德國的BGT公司是這個項目的主承包商,在“響尾蛇”導彈的基礎上進行衍生設計,發展IRIS-T空空導彈的其他先進性能。
1996年開始方案設計,1996年7月,由2架“鬼怪”II戰斗機在渤海上空進行了兩次早期驗證彈的試射,導彈直接命中了迎面接近的兩架粑機,導彈的戰斗部則由遙測裝置代替。兩次實驗中,導引頭都是在5公里以外鎖定目標,發射時的離軸角大于50度。結果表明新型導引頭具有十分優異的性能,可滿足未來空戰要求。1997年年底進入為期5年的原型彈研制階段。1998年春,比利時、丹麥、荷蘭和挪威4國空軍聯合在一架荷蘭F-16AM(MLU)戰斗機上對不同型號的頭盔瞄準具進行了目標截獲試驗。試驗時,飛行員在12000米高空以0.9馬赫速度做7G過載的機動,在這個過程中頭盔瞄準具輕而易舉地捕獲到目標,偏軸角高達90度。這種頭盔瞄準具是專為IRIS-T研制的,它的試驗成功對IRIS-T項目的順利進行具有重大意義。
IRIS-T導彈的地面發射試驗從2000年3月開始,空中發射試驗則在2000年10月17-23日進行。希臘空軍的F-16戰斗機進行了三次空中發射,這三次試驗導彈都沒有安裝導引頭,BGT公司稱,試驗目的是檢驗導彈與飛機在各種預定飛行條件下的分離特性,試驗取得成功,但數據保密。2002年4月,在撒丁島上空首次進行了帶有制導系統的發射試驗,一架經改進的“鬼怪”II戰斗機發射了IRIS-T,導彈發射后成功跟蹤靶機并將其擊落。生產型導彈綜合測試在瑞典的JAS-39戰斗機上進行,綜合測試不僅包括導彈,還包括發射和瞄準系統等,供測試的JAS39采用的是肯特龍(Kentron)頭盛顯示系統。2002年,因財政問題,IRIST項目出現延誤,盡管試驗還在進行,而且取得了成功。2003年1月29日,德國聯邦議院批準項目繼續進行,德國國家防御預算委員會同意為德國空軍裝備IRIS-T導彈。歐洲臺風戰斗機首次IRIS-T掛載試驗于2003年8月27日在西班牙吉塔夫進行,2枚導彈安裝在“臺風”的翼尖掛架上。
截至2003年11月18日,IRIS-T空空導彈完成了研制階段的性能演示實驗,并取得了優異成績:在所進行的7次試驗中,導彈全部直接命中了采用干擾措施保護的機動飛行靶機目標。除大量性能試驗和掛載試驗外,測試內容還包括戰斗部爆炸試驗以及鈍感彈藥試驗(部分試驗工作采用20毫米彈藥撞擊導彈戰斗部和發動機)。2004年4月,歐洲戰斗機公司宣布,在臺風戰斗機上進行了首次發射IRIS-T導彈的試驗,是IRIS-T發展的重要里程碑。BGT公司于2003年1月獲準進行首批生產準備和試生產,首批生產合同于2004年12月20日簽訂,合同總額約10億歐元,4000多枚導彈的生產交付延續到2011年。IRIS-T計劃于2004年中期進入德國和意大利空軍服役,后又被推遲到2005年底。
裝備歷程
2003年1月德國政府正式撥款為德國空軍購買IRIS-T空空導彈,首批生產數量1250枚,總金額5.5億歐元,導彈單價約30萬歐元。2003年10月27日,西班牙政府同意撥款為西班牙空軍購買700枚生產型IRIS-T,主要裝備本國的“臺風”和F/A-18“大黃蜂”戰斗機。西班牙原來想采購ASRAAM,但在權衡再三后還是決定采購IRIS-T。希臘計劃裝備350枚導彈。2004年12月20日,德國國防技術及產品聯邦辦公室(BWB)正式和迪爾-BGT簽訂IRIS-T的生產合同,六國確認的4000枚定單預計從2005年開始生產持續到2011年,合同總價值約10億歐元。
2005年12月5日,德國空軍開始接收第一批IRIS-T導彈,首先裝備部署在羅斯托克附近的拉艾吉空軍基地第73飛行大隊,其也是首個換裝“臺風”戰斗機的中隊。該中隊負責為空軍試驗評估生產型IRIS-T導彈。隨后進行的是狂風戰斗機改進項目測試,這些測試結果將用在整合其它飛行平臺上。IRIS-T導彈裝備德國、意大利和西班牙空軍的所有臺風戰斗機;瑞典也為該國的JAS-39戰斗機裝備這種導彈,其國內編號為Rb-98。可攜帶IRIS-T的其它飛機為“狂風”、F-16戰斗機和F/A-18,F-4幽靈II戰斗機,“鬼怪”II和AMX攻擊機升級后也可掛載。在美國生產的F-16戰斗機上進行的接口與軟件改進工作得到了洛-馬公司的幫助。
2005年,德國空軍與BGT公司簽訂了導彈批量生產合同,初定采購1250枚,而其他的參與國和客戶也對該型導彈的性能非常滿意,紛紛加入到大量采購行列。其中,希臘采購了350枚,意大利450枚,比利時500枚,荷蘭500枚,澳大利亞50枚,瑞典、挪威和南非的采購數量不詳。2007年根據防空作戰的需求,迪爾BGT防御公司與德國聯邦國防軍設備、信息技術和利用辦公室簽訂合同,在IRIS-T空空導彈的基礎上,開發新的IRIS-T SL導彈,配備新的發射器,為德軍提供戰術防空裝備,分別是IRIS-T SLS(短程)和IRIS-T SLM(中程)。
2019 年11月,德國迪爾防務公司簽訂合同將IRIS-T SLS系統整合到挪威陸軍新型陸基近程機動防空系 統架構中,并提供數量不詳的IRIS-T導彈。2022年6月,迪爾防務公司與烏克蘭簽訂了首套IRIS-T SLM防空系統的購買合同,隨后增購了3套。
基本設計
結構布局
IRIS-T采用模塊化設計,導彈從彈頭到彈尾可以分為5部分:制導和冷卻設備、主動激光近炸引信、戰斗部、固體火箭發動機和發動機噴口。導彈采用同軸三翼面布局,彈頭的制導艙段有面積很小的彈翼,主要調節氣動反安定面(氣動中心)。制冷劑裝在導彈發射架內,通過“臍帶”向制導艙段提供制冷劑為導引頭降溫。主翼采用長弦短翼展結構,展弦比很小,類似邊條翼,與法國“米卡”中距空空導彈的彈翼十分相似,只是IRIS-T的主彈翼位置偏后,而且沒有“米卡”長。尾部結構與眾不同,噴口由控制尾翼、電動制動器和推力向量控制燃氣舵組成。梯形尾翼安裝在燃氣舵制動器突出的整流罩上,可獨立為導彈提供機動性,也可和矢量控制燃氣舵共同作用使導彈獲得更高的機動性。由于IRIS-T跟“響尾蛇”的直徑差不多,因此尾部燃氣舵制動器突出彈體外,整流罩為方形,四個整流罩之間有凹槽。
BGT采用多翼面布局,一是利用這些翼面作為主升力面,在整個飛行過程中可對導彈進行更加有效的控制,極大地提高了轉彎速率;二是在導彈飛行末段,當發動機燃料燃燒完畢,不能再利用推力向量控制來進行機動時,可利用彈翼為飛機提供機動性。由于導彈采用氣動控制舵面和推力矢量控制相結合的方式,因此導彈的機動過載達到60G。
導引頭與戰斗部
IRIS-T采用4x128銻化銦探測器陣列紅外成像導引頭,該導引頭由迪爾-BGT防務公司研制,最初采用的是多元64x1交錯排列銻化銦探測器陣列。紅外探測器工作波段在3-5微米間,導引頭采用機械掃描紅外陣列成像,具有正負90度視場。IRIS-T采用傳統的機械掃描式陣列。IRIS-T的導引頭具有全向能力和遠距離捕獲目標能力,捕獲距離跟導彈的動力射程相匹配。由于采用了大量具有毫弧度分辨率的探測元件,以及大規模并行和壓縮處理技術,因此其能清楚地區分出目標、背景紅外線輻射源和目標可能發射的任何曳光彈,具有極高的獨立判斷和抗干擾能力。再配合瑞典薩伯公司研制的新型彈上計算機,可達到驚人的跟蹤率和智能圖像處理效果。
IRIS-T導彈采用希臘研制的雙層破片式高爆(HE)戰斗部,戰斗部重量11.4公斤(也有資料說是14.6公斤),采用主動激光加雷達脈沖近炸引信。由于導引頭引導精度高,導彈也可以采取直接碰撞擊毀方式。
發動機
挪威羅弗斯公司和意大利菲亞特汽車公司航空電子公司聯合為IRIS-T導彈研制的固體火箭發動機非常特別。它是一種變速發動機,可為導彈提供助推、滑行和巡航三種模式的動力,助推模式可為導彈在初始段提供必要的離軌動力,但速度不是太快,一方面,它可避免過快速度引起導引頭整流罩的氣動加熱從而影響導引頭敏感性(導彈及早探測到目標在發射前鎖定狀況下十分重要,直接影響導彈的快速反應能力);另一方面可確保導彈離開飛機后仍具有非常小的轉彎半徑,甚至是180度的反向機動。發動機尾噴口內有四片燃氣舵,燃氣舵偏轉產生力矩,因此導彈可以指向任何方向,推力向量技術使IRIS-T轉彎時不會有任何升力損失。IRIS-T的尾噴口的控制系統原來由加拿大聯合信號公司研制。加拿大退出項目后則由羅弗斯公司接替。
作戰模式
IRIS-T具備導彈性能優異的導引頭及組合式控制系統,導彈采用標準數字式接口,尺寸及重量數據與“響尾蛇”類似,方便供西方現役各型作戰飛機使用。IRIS-T的設計攻擊距離為12公里,導引頭目標截獲距離是AIM-9L的5倍,當導彈離開掛架后便可立即自行尋找并攻擊目標,發射后無需載機導引。導彈的目標鎖定模式有發射前鎖定(LOBL)和發射后鎖定(LOAL)兩種,如果采用后者則只需向導彈輸入目標大致方位信息或頭盔瞄準具對準目標位置即可發射,導彈本身可自動搜索目標,機載雷達也可給導彈提供跟蹤數據。LOAL使IRIS-T具有更快的反應時間,發射限制條件也更少,使戰斗機在情況瞬息萬變的近距格斗戰場上占據明顯優勢。
基本參數
參考資料
衍生型號
IRIS-T SL
該導彈將用作德國陸軍“中程增程防空系統”(MEADS)的第二種導彈。MEADS由美德意三國聯合研制,主用導彈為PAC-3“愛國者”,德國發展陸基IRIS-T的目的是減輕采購預算負擔。IRIS-T SL將采用大的固體火箭發動機、集成的數據鏈路和GPS系統,頭部改為圓錐形,以降低飛行阻力。該導彈由裝在全地形車上的4聯裝發射器發射。
IRIS-T SLS
IRIS-T SLS近程地對空導彈系統,采用未做改動的IRIS-T空空導彈,從烏尼莫克5000發射車上垂直發射,能夠提供360°全覆蓋。該防空系統的機動和全地形作戰能力,以及“插電即作戰”的特點,適合野戰防空和對雷達系統、飛機場等重點目標的近距離防護。在導彈發射之前,由地面系統確認目標,之后紅外導引頭通過地面指揮站的戰斗操作系統鎖定目標。
IRIS-T SLM
IRIS-T SLM配備了全球定位系統(GPS)/慣性導航系統(INS)技術用于自主導航,同時還采用集成了推力向量控制系統的先進火箭發動機,發動機直徑從12.5厘米增加到15厘米,此外還增加了可提高射程的氣動頭罩和射頻(RF)數據鏈路,導彈采用預制破片戰斗部,射程達到40千米。導彈發射之后通過GPS和數據鏈路進行中期制導,在飛行期間的對目標數據更新,引導導彈至目標附近可攔截范圍后紅外導引頭捕獲目標,因此對主動和被動干擾都具有較強的抗性。
IRIS-T SLX
2022年4月,迪爾防務公司與亨索爾特公司聯合研制IRIS-T SLX遠程防空系統,可攔截80km以內,高度達30km的空中目標。計劃在IRIS-T SL導彈紅外成像導引頭上添加射頻探測器成為雙模導引頭,換裝直徑更大的火箭發動機和新型戰斗部。通過更改軟件,新遠程攔截彈可以配裝到現有的中程發射系統組成一個火力單元。
IRIS-T HYDEF
2022年,迪爾防務公司計劃研制可防御高超聲速威脅的IRIS-T HYDEF兩級導彈,通過多個改進型號來實現IRIS-T導彈的分層防空概念。
IRIS-T FCAAM
2022年6月,歐洲國際防務展和德國柏林國際航空航天展覽會上,迪爾防務公司又展示了其FCAAM導彈概念模型。旨在發展下一代AIM-2000 IRIS-T導彈,即IRIS-T FCAAM。雖沒有原型樣彈,但已進行了大量計算機仿真,以驗證末端交戰階段導彈的機動性。
FCAAM導彈具有360°全向攻擊能力,可在亞音速和超聲速的低可探測平臺上使用,適用于基于網絡的“空戰云”和多蜂群作戰。導彈采用矩形隱身外形設計,獨特的適合掛載內埋武器艙的舵翼面配置;基于人工智能優化算法的多光譜紅外導引頭,能夠自主識別目標并選擇最佳瞄準點;可能采用多脈沖火箭發動機,射程達37km,為了保護導引頭,導彈速度保持在馬赫4以下;多脈沖發動機、智能推力向量系統和高效的氣動控制面,使導彈具有更好的機動性;安裝雙向數據鏈,發射后能與載機和其他智能武器進行通信,獲得分布式傳感器云提供的最佳數據,具有超視距空空導彈的攔截能力;安裝可編程戰斗部,可根據目標類型自主選擇最佳起爆模式。
IRIS-T BlockⅡ
德國迪爾防務公司計劃2024年部署IRIS-T BlockⅡ型導彈,改進導引頭、制導系統和引信系統,以提高抗干擾能力和打擊低可探測性目標的有效性。
IDAS
該導彈是德國開展的重要海軍項目。2008年6月16日,一艘德國U-33潛艇在水下位置成功試射了一枚反飛機光纖制導導彈潛射交互式防御和攻擊系統(IDAS)導彈。IDAS將用以打擊空中威脅、水面艦艇、反潛飛機或直升機以及其他近岸巡邏艇等目標。
實戰經歷
2022年2月24日2022俄烏沖突爆發后,大量德國武器開始流入烏克蘭。烏克蘭駐德國大使梅利尼克在接受烏克蘭媒體采訪時透露,與IRIS-T SLM防空系統制造商的合同價值1.78億歐元,相關款項將由德國政府支付,烏克蘭得到10套IRIS-T SLM防空系統。2023年8月,烏克蘭總統弗拉基米爾·澤連斯基在講話中表示,烏克蘭已從德國接收了兩套IRIS-T防空系統。
據烏克蘭媒體報道,10枚來襲的俄羅斯聯邦武裝力量導彈中的9枚被IRIS-T SLM防空系統攔截。在面對俄羅斯大規模無人機轟炸下,短短兩天內,包括IRIS-T防空系統在內的烏克蘭防空力量在兩個小時里攔截了19個俄軍無人機,并將之部分毀傷,展現出了良好的作戰效能。
參考資料 >
德國IRIS-T中短程空對空導彈淺析.微信公眾平臺.2024-07-25
觀察|德國將提供先進防空導彈,烏克蘭能重獲部分制空權?.澎湃新聞.2024-07-25
觀察|德國將提供先進防空導彈,烏克蘭能重獲部分制空權?.百家號.2024-07-30
澤連斯基:烏克蘭從德國獲得兩套IRIS-T防空系統.百家號.2024-07-30
俄烏沖突背景下的IRIS-T地對空導彈系統解析.微信公眾號.2024-07-30