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武器纵横:欧洲流星中程先进空空导弹(组图)
ʱ䣺2019-06-16

  在先进中程空空导弹方面,目前美国的AIM-120空空导弹在国际市场占有率最高。国际预测公司的导弹分析家拉利·迪克森认为,空空导弹在未来10年将为世界军火贸易带来138亿美元的市场,而占据空空导弹市场主导地位的国家与地区将是美国及欧盟。但长期以来,欧洲高端空空导弹的市场都被美国导弹占据,为了改变这种局面,欧洲导弹工业界决定自力更生。

  欧洲研制超视距空空导弹的计划可以追溯到1978年,当时瑞典和英国联合研制了半主动雷达制导的“天空闪光”空空导弹,国内编号Rb71,并且顺利装备瑞典空军的JAS 37战斗机。进入80年代后,主动雷达制导成为趋势,瑞典空军和BAe签订合同,要求后者研制主动雷达型的“天空闪光”空空导弹(Rb71 A)。BAe在经过论证后发现当时欧洲各国对主动雷达制导空空导弹的需求比较强烈,因此决定除研制满足瑞典空军需求的Rb71A外,还在这型导弹基础上采用冲压发动机、数据链等先进技术,研制性能更好的超视距空空导弹,以在未来的国际市场上有所作为。但在1989年“鹰狮”战斗机的原型机坠毁后,瑞典国防部取消了新导弹的发展合同,转而专心发展“鹰狮”战斗机。当时导弹项目的子承包商萨伯动力和BAe经过接触后认为,鉴于当时欧洲战斗机项目(包括“台风”和“阵风”)的展开,如果公司自筹资金继续该型导弹的研发,将来还是有市场前景的,因此两家公司决定继续研制新型中程空空导弹,并在1992年范堡罗航展时向公众透露了该弹的研制,随即吸引了德国、法国、意大利和西班牙等国的参与,6国共同努力,成立了“流星”导弹集团。这个集团包括英法合资的马特拉公司及其合作伙伴阿莱尼亚-马克尼公司、西班牙航空公司、德国导弹公司、萨伯动力等。德国、西班牙和意大利希望“流星”能够装备“台风”战斗机,香港奇人中特开奖结果,法国则希望该弹能够装备“阵风”战斗机,瑞典则希望流星能够成为“鹰狮”的标准配置,为其出口增加砝码。1999年美国波音公司也被该项目吸引而参与研制,主要负责冲压发动机的研制。

  2002年12月18日,所有参加国都为耗费12亿英镑的欧洲“流星”完成了法律手续,“流星”的研制也促使了欧洲最大的导弹公司——MBDA的诞生,从而打破了雷声公司30年独霸中程空空导弹(AIM-7M“麻雀”和AIM-120“阿姆拉姆”)市场的局面,使欧洲战斗机出口不再受美国AIM-120供应的限制。BAe公司的发言人称“流星”的出现使空空导弹市场首次产生了一次革命性的全球性竞争,极大地鼓舞了欧洲军工企业。

  目前欧美各国空军装备的先进空空导弹主要是美国的AIM-120中程空空导弹。该弹于1991年投入使用,最大射程为70千米。在1990年的导弹定型试验中,一架F-15战斗机在几秒钟内连续发射了4枚AlM-120,全部命中强电磁干扰下的靶机,成为美国空军最为看重的空战武器。由于英国带头表示放弃引进AIM一120,加上“流星”集欧洲一流科技于一身,在性能上已经超出早期型号的AIM-120,为了保持自己的优势,美国空军立即要求雷声公司对AlM-120的雷达导引头、战斗部和推进系统等进行改进。为了加强格斗性能,美国空军正试图将大离轴发射能力引入AIM一120,其导引头现有软件使导弹的交战包络限制为25。的离轴角,软件进行升级后导弹的离轴攻击角将可以达到70度。

  “流星”是以吸气式发动机为动力的新一代空空导弹。该弹采用了主动寻的雷达导引头及双向数据链技术,发动机燃气流量调节比大于10,具有相当宽的飞行包线。通过对该弹的各项性能的分析,可以确定“流星”导弹的整体作战性能将超过世界各国现役的各型中程空空导弹。

  导弹采用固体火箭冲压发动机和弹载脉;中多普勒雷达,具有全天候攻击能力,在相当广的空域内具有同日寸对付多个目标的能力,即使目标做8~9G的机动过载,“流星”依然能够跟踪到目标并将其摧毁。该弹的主要载机为“阵风”、“台风”、“鹰狮”等战斗机,攻击目标包括战斗机、轰炸机、预警机等在内的空中目标。

  导弹全长为3.65米,弹径180毫米,发射重量为185千克,动力装置为可变流量的固体火箭冲压发动机,采用双下侧二元进气道,弹体中部有两片弹翼。弹体主要由导引头天线罩、电子系统舱、战斗部舱以及整体式固体火箭发动机舱4部分组成。数据链接收机安装在两个进气道之间,数据链天线则安装在弹体的尾部。导弹采用正常的气动布局,静稳定尾翼控制,进气道间隔为90。径向角,呈面对称配置。4片全动式梯形尾舵、2片固定弹翼,与二元进气道一起呈轴对称配置。2003年设计小组更改了设计方案,将原先设置在弹体中部的2片弹翼取消,同时减小了弹体尾部的4片尾舵的面积,这样整枚导弹看上去更加简练,其飞行速度也将有所提高。

  与AIM一120等轴对称导弹不同,“流星”导弹的最大升力面的法向升力大于其他方向的法向升力,因此其气动布局构成升力弹体,只有采用倾斜转弯(BTT)机动控制模式才能避免大的侧滑角给进气道性能带来的不利影响并获取较大的横向过载能力。

  早在上个世纪90年代中期,英国最早提出“未来中距空空导弹”(FMRAAM)概念的时候,美国雷声公司和由德国、法国组成的联盟分别提出了各自的竞标方案,双方均采用了正常式气动布局、双下侧二元进气道,差异表现在弹翼的设计上,雷声公司的方案没有弹翼,主要靠弹体产生升力,而德法联盟的方案则采用4片弹翼,呈对称分布,最后的设计则采用了2片弹翼。

  大多数尾翼控制的导弹都同时装有弹翼以提高气动效率、滚动稳定性和机动能力,但对于中远程空空导弹来说,在主要作战高度具有最小的平飞阻力是至关重要的,较小的平飞阻力意味着较大的航程,在巡航段导弹所需的平飞攻角较小,所以无弹翼的导弹对增加导弹的射程较为有利,所以,雷声公司的方案较注重的是以较小的重量实现较大的射程。

  参与“流星”导弹导引头竞标的公司有汤姆逊-CSF公司研制的主动“天空闪光”导引头、达索公司的“米卡”空空导弹导引头以及阿莱尼亚一马可尼公司的捷变频率导引头,最后阿莱尼亚·马可尼公司的方案中标。目前可以确定该弹采用了Ku波段的主动寻的雷达导引头,发射机采用了具有高频率捷变能力的行波管放大器,平均功率高达400瓦,估计其导引头对5平方米雷达反射面积目标的探测距离超过20千米。由于导弹气动布局构成升力弹体,所以导弹的大部分飞行弹道都将采用倾斜转弯控制技术,在交会前的很短一段时间内,导弹将机动模式转为侧滑转弯(STT)控制飞行模式,以增加系统的敏捷性。

  “流星”导弹的制导与控制系统包括:数据链组件、飞行控制组件、舵机组件。数据链组件具有双向功能,上行链路用于导弹制导所需的目标数据的更新,下行链路则用于发送导弹的工作状态和运动状态信息,用于目标杀伤概率的评估。

  “流星”采用的动力系统是变量的火箭固体;中压发动机。冲压喷气发动机的优点之一是设计简单,仅有进气道、燃烧室、燃料喷嘴和燃料贮箱几个主要部分,不需要活动部件。由于冲压喷气发动机在开始工作前需加速到约2马赫,因此需要与固体助推器一起使用。助推器目前一般采用整体式无喷管方案。冲压喷气发动机的另外一个优点是燃烧时使用的是大气中的氧而不是自带的氧化剂。

  当然“流星”并不是第一种采用冲压式发动机的空空导弹。早在几年前,美国海军曾经实施过一项先进空空导弹(AAAM)计划,准备用其替换AIM-54“不死乌”空空导弹。这项计划要求在导弹的射程和末段运动特性方面都要有所提高,这就需要采用一种混合型动力装置。当时通用动力公司和威斯汀豪斯公司提出了一种固体发动机方案,采用一台助推器和一台双脉冲主发动机,但需解决分离和点火方面的问题。休斯和雷声公司提出了一种整体式火箭冲压喷气发动机方案,但是这种方案只有一个进气道,与两进气道或四进气道设计方案相比,末段机动性要差。最后美国海军虽然取消了这项导弹计划,但它仍然需要一种替换“不死鸟”的导弹。休斯公司用冲压喷气发动机改型的AlM-120先进中程空空导弹正好可以满足其需要。

  冲压发动机可以保证“流星”导弹的最大射程超过120千米,最大飞行速度达到4马赫。根据导弹具有尖拱型头锥导弹的气动特性和导弹的弹径以及装载推进剂的总化学能分析,120千米、4马赫这些数据所推算的导弹飞行高度不会超过12千米,就是说,如果飞行高度超过12千米,导弹的最大飞行距离可能不止120千米。不过MBDA表示,导弹的最佳拦截距离是距离目标20~80千米处,如果在20千米内拦截目标,此时目标已经处于视距内,用“流星”就不划算了;如果80千米外拦截,就有可能造成目标因为机动其距离超过导弹的射程而造成导弹脱靶。

  变流量固体火箭冲压发动机主要由燃气发生器、喉部机械调节装置、冲压补燃室、整体式少烟推进剂的无喷嘴助推器以及进气道等组成。燃气发生器和冲压补燃室是钢质结构,喉部的机械调节阀采用了由钼合金制成的滑环盘,可在燃烧时间内保持调节功能并且具有较低的气体沉淀率。同时,它通过采取附面层吸收的办法提高了进气道的稳定性,并可在适当的攻角下达到较高的效率。“流星”导弹发动机采用含硼高能贫氧推进剂,燃气压强指数0.4~0.5,据称,该型发动机能够在相当大的空域、相当宽的速度范围内和一定范围的攻角内保持绝对稳定的燃烧性能,不存在发动机熄火的危险。

  “流星”空空导弹具有AIM一120的全部作战使用模式,发射时对载机的飞行状态没有任何限制,发射按钮启动前导弹一直处于惰性状态,按下发射按钮后,导引头开始加电并完成快速对准,然后导弹被弹射出去。机弹分离期间,导弹将利用尾舵进行稳定控制,然后启动整体式无尾喷管助推器,助推器工作数秒钟,使导弹到达冲压发动机的转级速度。导弹的作战使用过程,从动力的角度看,可分为机弹分离段、助推段、巡航段和惯性飞行段;从制导的角度看,可以分为初制导段、中制导段和末制导段;从机动模式讲,可以分为无控段、BTT控制段和STT控制段。

  “流星”空空导弹采用了双向数据链系统,导弹与载机分离后,导弹朝着预定的目标飞行,在中制导段导弹可以从载机或者第三方(友机或者预警机)的数据链获取目标信息,同时有关导弹的战术信息功能也能被控制方接收到,这是“流星”空空导弹从单一火力平台向火力-信息双重平台过渡的重要标志。当目标与导弹的距离接近主动雷达导引头探测距离时,主动雷达导引头开机并搜索目标,直至锁定目标,完成中、末制导的交接。导弹在末制导作用下飞向目标,当导弹接近目标时,导弹的机动模式由BTT控制转为STT控制,多普勒雷达开始工作,睬测到目标后进行自适应延时,在适当的位置引爆战斗部,达到对目标有效的毁伤。

  “流星”是一种基于多种平台作战的空空导弹,或者是一种基于战场信息共享网络作战的空空导弹,这是其他所有现役空空导弹所不具有的。当然面对欧洲的挑战,美国是不会善罢甘休的,对AIM一120导弹的改进早就已经开始,这必将引发新一轮的空空导弹研制高潮,谁拿最后胜出我们将拭目以待。



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