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楼主: 万磁王

盘点全球新一代红外制导近距空空导弹

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:49:41 | 显示全部楼层
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  “武器家族谅解备忘录”的失败使北约国家错失在近距空空导弹方面赶上苏联R-73导弹的良机。英国国防官员在1991年警告说,推迟“响尾蛇”后继弹的研制意味着英国战斗机不得不继续使用劣于R-73的导弹。五年后,时任美国空军参谋长罗纳德·福格勒曼表示AIM-9M只是全球排名第四的近距空空导弹。AIM-9M是最后一种“经典响尾蛇”,于1982年开始服役,配备了双色导引头,探测距离高于AIM-9L。在R-73的压力之下,AIM-9M在整个80年代和90年代初都在持续改进,重点在于提高抗红外干扰的能力。
  随后北约国家开始各自为战研制新一代红外成像空空导弹,美国启动了AIM-9X项目,英国继续研制ASRAAM,德国则挑起了IRIS-T项目的大梁。
  这三种导弹在设计上各具特色,反映出各自国家在需求、性能和成本方面的不同考虑,但三种导弹都是为力压R-73而生。三种导弹采用了不同的气动布局,英国的ASRAAM取消了弹翼,完全依靠弹体升力和十字形尾舵飞行。美国的AIM-9X沿用“响尾蛇”经典的十字形鸭翼和尾部弹翼,但尺寸大大缩小,鸭翼改为固定不动,全动尾翼也取消了陀螺舵。德国设计的IRIS-T在弹体前部布置有四片小扰流片,然后是四片长弦中部弹翼和十字形控制尾翼。此外,AIM-9X和IRIS-T都具备ASRAAM上不存在的推力矢量控制。
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ASRAAM的弹体直径明显粗于AIM-9X,最下方是以色列“怪蛇”-5

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:49:59 | 显示全部楼层
  三种导弹不同的气动布局和配置显示出不同的设计思想。英国ASRAAM的设计思想就是先敌攻击,避免陷入杀敌一千自损八百的狗斗。因此ASRAAM的低阻弹体、敏感的导引头和大推力火箭发动机使其能够拦截远超传统“视距内”距离的空中目标。
  ASRAAM的弹体直径大于AIM-9X和IRIS-T,能够安装直径更大的固体推进剂发动机,也就是说推力更大。这样设计的缺点是在极近距离发射中会牺牲一些机动性,因为导弹在脱离滑轨后的高加速过程中仅有尾翼进行操纵。当英国向美国推销ASRAAM时,曾考虑将发动机初始推力降低5%左右,以提高极近距离发射时的机动性能。ASRAAM的最大速度据说在4马赫左右,动能射程远超过30公里。
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AIM-132的气动布局简洁到令人发指
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和AIM-9X一样,AIM-132也使用了无烟发动机

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:50:13 | 显示全部楼层
  ASRAAM直径约170毫米,AIM-9X和IRIS-T则坚持“经典响尾蛇”的126毫米弹体直径。对于AIM-9X来说这意味着能通过利用AIM-9M的许多现成部件来降低成本,如后者的Mk36固体推进剂发动机和WDU-17/B战斗部。AIM-9X通过全动尾翼和推力矢量来大幅提高机动性。美国海军和美国空军双双在2003年宣布AIM-9X形成初始作战能力(IOC)。基本型AIM-9X是一种锁定后再发射的近距导弹,无法内置于F-35的弹舱,其Mk36发动机也限制了导弹的射程。AIM-9X  Block II在2015年形成初始作战能力,通过增加数据链实现了发射后锁定功能。该弹还通过改进弹道来提高射程,很可能是高抛弹道。研制中的AIM-9X  Block II+将会更新一些元件,更雄心勃勃的AIM-9X Block III的核心改进是进一步增加射程,这需要增大弹体来容纳更大的发动机。
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F-35大离轴角发射AIM-9X

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:50:35 | 显示全部楼层
  AIM-9X和ASRAAM都采用128x128像素凝视焦平面阵列导引头,而德国IRIS-T采用的是4x128线阵扫描引导头。这种导引头是博登湖机械技术公司(BGT)在武器家族谅解备忘录中为ASRAAM研制的,项目被取消后,英国为ASRAAM选用了另一种引导头。同时德国纠集起加拿大、希腊、意大利、挪威和瑞典另起炉灶,合作研制另一种红外成像空空导弹,项目缩写就是IRIS-T(红外成像系统-尾部推力矢量控制)。该弹沿用了“响尾蛇”的弹体直径,但气动布局截然不同,最明显就是弹体中部的长弦弹翼,与十字形全动尾翼和推力矢量控制装置结合来大幅提高机动性。IRIS-T在2005年进入德国空军服役,和AIM-9X一样,该弹在设计上注重机动性而不是射程。
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IRIS-T的4x128线阵扫描引导头
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IRIS-T的高升力气动布局

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:51:00 | 显示全部楼层
法国混血儿
  欧洲的另一种红外成像导弹是“米卡”IR。法国没有为“魔术”2空空导弹研制后继弹,而是选择研制一种通用弹体,通过搭配主动雷达引导头或者红外成像引导头来满足中距和近距空战的需求,这有助于降低研制和后勤费用。相反也可以说种混合式导弹既没有传统近距格斗弹的机动性也没有传统中距拦射弹的射程。“米卡”IR在2003年服役。
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其实“米卡”导弹的这种模块化概念早在俄罗斯R-27上就已经实现
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“米卡”的燃气舵
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同时挂载“米卡”IR、“米卡”EM和“流星”空空导弹的法国“阵风”M
  法国目前正在研制“米卡”NG(NG代表下一代)。该项目由法国MBDA公司领导,迄今为止法国国防部尚未公布任何细节。不过鉴于导引头技术的进步,“米卡”NG很可能会采用主动雷达/红外成像双模引导头。

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:51:41 | 显示全部楼层
吃老本的俄罗斯
  到目前为止,R-73(AA-11“射手”)仍然是俄罗斯空军的标准近距空空导弹,其后继弹研制也一直处于扑朔迷离的状态。这种导弹在苏联时代随米格-29和苏-27战斗机一起研制,成为这两种战斗机的标准武器。
  在20世纪70年代末,“闪电”和“信号旗”导弹设计局之间展开竞争,为苏联新一代战斗机研制近距空空导弹。“闪电”设计局的方案成为首选,该设计在技术上也更具挑战性,结合了空气动力学翼面和推力矢量控制来满足苏联空军所要求的机动性。
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R-73的燃气舵
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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:52:10 | 显示全部楼层
  R-73是“闪电”设计局设计的最后一种空空导弹。1982年4月在闪电设计局承担了“暴风雪”航天飞机的研制任务后,局里300名导弹专家来到信号旗设计局继续研制R-73。这种导弹在1982年投入生产,并于1983年末投入使用,迄今为止总产量可能已经超过5万枚。
  由于后继乏弹,R-73改进仍是俄罗斯空军目前的重点。其实早在20世纪80年代,苏联就开始考虑为空军MFI第五代战斗机研制新一代近距空空导弹了,新导弹编号“信号旗”K-30(产品300),具有全新的红外成像红外导引头以及目标识别和瞄准点选择功能,锁定距离是R-73的两倍以上。此外该弹还将配备推力更大的双脉冲固体推进剂发动机和推力矢量控制喷管。但这个导弹项目最后胎死腹中。
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“信号旗”K-30空空导弹模型
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新颖的燃气舵设计

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:52:28 | 显示全部楼层
  苏联的解体和随之而来的经济动荡无疑影响了R-73的后续改进。由于乌克兰在苏联空空导弹的研制和生产体系中发挥了核心作用,生产了大部分红外引导头,所以乌克兰与俄罗斯关系的破裂对R-73的改进造成严重影响。
  按照原计划,“信号旗”的K-30将在20世纪90年代末开始服役,但1997年“信号旗”设计局却在当年的莫斯科航展上展出了所谓的K-74M模型。K-74M(产品750)是R-73的进一步改进型,用“脉冲”-90双波段红外导引头取代了之前的“灯塔”导引头。“脉冲”-90(IS-90)导引头更加灵敏(最大探测距离15-20公里),离轴锁定角度增加到+/-60°(R-73是+/-45°)。K-74M还引入了数字信号处理,不过在外观上除了导引头尺寸的细微变化之外基本与R-73相同。新的“脉冲”引导头与以前的“灯塔”一样都是由乌克兰基辅的阿森纳公司研制的。
  K-74M项目随后从公众视野中消失了超过十年,在2009年再次以RVV-MD(近距空空导弹)出口型的面目出现。
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RVV-MD/K-74M模型

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:52:43 | 显示全部楼层
  K-74M型导弹在2012年10月完成国家测试,正式进入俄罗斯空军服役,被命名为R-74M(K表示处于研制阶段的导弹,正式服役后则变为R)。这种导弹有两个型号:采用无线电近炸引信的R-74MK(产品750K)和采用激光引信的R-74ML(产品750L),后者被作为RVV-MDL进行出口。
  2013年6月7日,莫斯科Duks公司获得俄罗斯国防部的订单,随后在2015年11月前生产出153枚R-74MK和ML导弹中的首批。2013年8月,Duks与乌克兰阿森纳公司签订了“脉冲”-90引导头的购买合同,但由于俄乌关系破裂,目前R-74M的生产因缺乏乌克兰零部件处于停滞状态。
  俄罗斯与乌克兰之间的冲突已导致两国终止军事合作,阿森纳公司无法继续向俄罗斯交付“灯塔”和“脉冲”红外引导头。虽然俄罗斯一直在努力,但还是拿不出替代产品,AOMZ公司的“迦太基”引导头尚无法投产。2014年4月,位于克什特姆的俄罗斯Radiozavod工厂尝试为R-74M导弹制造首批“脉冲”-90导引头(21世纪初,乌克兰人把导弹图纸交给了俄罗斯),当时预计能在2014年10月前能生产出12个测试引导头。
  但有报道称,由于Radiozavod一直未能交付“脉冲”引导头,Duks公司至少在2016年10月前没有交付出一枚R-74M导弹。据报道到2015年时,Radiozavod工厂仅掌握了老式“灯塔”引导头的制造工艺。
  为了配套PAK  FA第五代战斗机,俄罗斯空军需要一种能塞入该机侧弹舱的近距导弹。苏-57(T-50)战斗机在两侧边条下方安装有两个小型保形侧弹舱,每个可容纳一枚近距导弹。
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T-50的侧弹舱专利图。发射时滑轨完全伸出,让导弹引导头伸出在边条之外,从而获得较大扫描角度
  K-74M2(产品760)是为苏-57量身打造的弹舱内置近距弹,R-73和R-74M在在该机上只能被挂于翼下挂架。为了满足弹舱的紧凑内部尺寸,K-74M2导弹的横截面尺寸被缩小为320x320毫米。此外K-74M2还将安装由俄罗斯亚佐夫AOMZ公司研制的新型“迦太基”-760导引头和由卡尔图科夫火星公司改进的516-1M型火箭发动机,具有更高的比冲量和更长燃烧时间。
  K-74M2的惯导飞行控制系统具有中程校正无线电数据链,因此该弹可以实现发射后锁定(LOAL),在飞行中段依靠惯导飞向目标,然后由红外引导头实施锁定。据俄媒报道,K-74M2的性能相当于MBDA的ASRAAM和雷神AIM-9X“响尾蛇”。根据现有资料判断,K-74M2导弹目前正在进行飞行测试,有报道称“迦太基”-760引导头仍在制造中,现有测试弹可能安装的仍是“脉冲”引导头。K-74M2导弹的照片从未公开过。
  即便“迦太基”-760也不是红外成像引导头,这将使苏-57在未来面对装备红外成像空空导弹的对手时处于下风。缺乏红外成像技术也将影响俄罗斯近距空空导弹的出口,当然K-74M2也可能是下一代红外成像空空导弹服役前的一个过渡项目。

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 楼主| 发表于 2018-8-1 09:53:14 | 显示全部楼层
独特的“怪蛇”
  在空气动力学方面,来自以色列拉斐尔公司的“怪蛇”-4/5系列空空导弹与“射手”的气动布局最接近,都有四个固定弹翼和安装在导弹前端的四个控制翼面。不过以色列“怪蛇”没有推力矢量控制,而是依靠更大的控制翼面以及两个额外的滚转控制面来提高机动性。“怪蛇”的尾翼边条一直向前延伸到弹体中部,在发动机燃料耗尽后可以起到加强弹体的作用。复杂的固定和全动弹翼增加了导弹的气动阻力,虽然“怪蛇”安装了大推力发动机,但其飞行速度仍然相对较低。
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挂载“怪蛇”-4空空导弹的巴西F-5EM战斗机

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