闲话美国AIM-120空空导弹 |
送交者: ZTer 2007年02月24日14:58:16 于 [军事天地] 发送悄悄话 |
发展历史 作为AIM-7麻雀空空导弹的后继者,AIM-120拥有极其优秀的作战性能,它是一款发射后不管的中距空空导弹。 早在1970年代,美国空军就决定开发一型真正作到发射后不管的中距空空导弹。当时使用的SARH(半主动雷达制导)的AIM-7麻雀导弹需要载机发射后雷达一直照射目标,直到导弹命中目标为止(早期的麻雀的确如此,后期加入中段指令制导,不要求如此严格了),这限制了战斗机的多目标交战能力,更重要的,这使载机无法有效机动,本身成为对方极好的目标。 例如在F-14雄猫对F-5虎式战斗机的模拟空战中,曾发生过F-14发射麻雀导弹后,由于需要一直照射目标,不得不进入视距内交战,最后被F-5虎式战斗机发射的响尾蛇导弹击落的战例。按照研究,认为为了应对下一代空中威胁,需要导弹有3~40英里(4.8~64公里)的射程。 1979年2月,休斯公司和雷神公司成为YAIM-120A导弹最后阶段的竞争者。1980年,北约内部签署了一个协议,决定美国和欧洲共同开发新一代空空导弹武器系统,协议中规定美国开发超视距的先进中距空空导弹(AMRAAM),欧洲人开发先进近距空空导弹(ASRAAM)。到了1981年12月,休斯公司成为AMRAAM导弹系统竞标中最后的获胜者。不过根据延续至今的1970年代麦克纳马拉制订的军品采购政策,休斯公司不得不外包一部分订单给雷神公司。再后来,休斯公司将导弹分部转卖雷神公司,因此现在AIM-120各型导弹都由雷神公司生产。 1984年2月,在F-16战斗机上首次发射了生产型AIM-120A导弹,但是迟至1987年9月,才进行了第一次成功的超音速发射。AIM-120项目被各种各样的技术和政治问题折磨,由于进度延期开发费用不断超标。到了1988年10月,第一枚(LRIP)低速初始生产的AIM-120A交付给佛罗里达州埃格林(Eglin)空军基地的33战术联队,但是迟至1991年9月,AIM-120A才具备初始作战能力(IOC)。 AIM-120A导弹使用固体火箭发动机推进,发动机置于WPU-6/B推进段。在发射前,载机的火控系统初始化WGU-16/B导引单元中的惯性自动驾驶仪,输入目标数据。自动驾驶仪可以通过数据链(单向)接收中段修正信息。其WCU-11/B控制段通过控制尾部的四片尾翼控制飞行状态。当目标进入主动导引头作用范围后,转交弹载主动导引头进行末端制导。AIM-120A的战斗部为23千克的WDU-33/B破片弹头,使用FZU-49/B近炸/触发引信。需要注意的是AIM-120A不是一种可再编程的导弹,对其进行升级,需要通过升级硬件来实现。 AIM-120A的有效射程高度依赖射击时的各种条件,具体的数据迄今仍然是机密。不过公开数据显示典型的最大射程在50公里到70公里之间,其最小发射距离为2公里(2200码),当然在最小射程上不需要中段指令修正,AIM-120是一型发射后不管导弹。AIM-120A的训练弹(captive-carry是什么意思)型号为CAIM-120A,其地面测试型号为DAIM-120A,JAIM-120A型号用于电子测试与评估。 尽管在1991年海湾战争前一些AIM-120A导弹已经服役,但是至少根据官方说法,冲突中没有AIM-120发射的记录。AIM-120A导弹的首次战果是1992年12月,在禁飞区巡逻中一架F-16C使用AIM-120A击落了一架伊拉克的MiG-25截击机。 AIM-120B,首次交付是在1994年后期,换装了一型新的WGU-41/B导引段,装备了可软件再编程的RPROM模块,一个新的数字处理器和其他电子器件方面的升级。CAIM-120B型号为训练型号,JAIM-120B为测试和评估型号。 AIM-120的P3I(预筹产品改进)计划产生了AIM-120C,其首次交付是在1996年,AIM-120C的主要新特征是削尖弹翼。这项特征被引入主要是为了放入F-22A的内置弹仓中,当然AIM-120C并不是F-22A的非卖品,它也可以被其他具备AIM-120挂载能力的飞机挂载。AIM-120C的导引部分升级到WGU-44/B。P3I第二阶段的第一种导弹是AIM-120C4型,其首次交付是在1999年,它改进为WDU-41/B弹头,加强了破片式弹头的破坏能力,但是重量由50磅降低到45磅。AIM-120C5在C4型导弹的基础上,采用新的WPU-16/B推进段,加长了发动机。由于控制段采用了更好的电子设备,其新的WCU-28/B控制段长度有所减少,同时对反电子对抗进行了升级。AIM-120C5的首次交付是在2000年7月。随后制造的是AIM-120C6导弹,它的主要特征是升级了TDD(目标探测设备)。P3I的第三阶段是AIM-120C7,它从1998年开始开发,整合了升级的抗干扰等电子对抗设施,升级的导引头和更长的射程。最后一项远射程的特征对与美国海军来说是急需的,因为随着F-14D的退役,AIM-54不死鸟远程导弹也随之退役,急需新的远程导弹替换。AIM-120C7在2003年8月和9月进行了对实际机动目标的试射,并于2004年具备了初始作战能力。 AIM-120D导弹是P3I第4阶段的产物,原来被称为AIM-120C8导弹,基于AIM-120C导弹进行开发,增加了双向数据链和更精确的制导设备,扩展了不可逃逸区的大小,增强了大离轴发射角(HOBS)发射能力,很令人吃惊的是,雷神公司宣称对比上一个型号增加了50%的射程。AIM-120D是美国空军和美国海军的联合项目,目前正处于测试阶段,最近的消息是2006年4月14日,美国加州爱德华兹空军基地的一架“猛禽”飞机首次在武器舱中携带一枚AIM-120D导弹进行试飞,以测试噪声和振动对导弹的影响。
AIM-120的使用国家和地区如下: 德国空军的F-4F,EF-2000 并不是所有的采购者都购买了使用中段指令修正的AIM-120导弹,如皇家空军(RAF)为狂风采购的AIM-120A导弹就没有中段指令修正,仅仅是为了节省经费,结果很讽刺的发现不带中段指令修正的AIM-120A导弹的攻击效果大为下降,测试显示不如皇家空军原有的半主动雷达制导的天空闪光(SkyFlash)中距空空导弹。 迄今为止,AIM-120各个型号的导弹已经制造了超过12000枚,其中包括相当大的外国军事订购份额,AIM-120可以被所有的现役美国战斗机挂载,F-16战斗机采用LAU-129A/A挂架,F-15战斗机采用LAU-128A/A,F-18C/D战斗机采用LAU-127A/A挂架。 性能相关分析 1.发射后不管 说到发射后不管(Fire&Forgotten),很多人都对此存在一些误解。如常见的认为发射后载机就可以立刻脱离。或许是这个名词容易让人迷惑吧,其实与AIM-9之类的近距红外制导导弹不同,多数情况下,AIM-120导弹是无法真正作到发射后不管的。 AMRAAM典型的作战过程是这样的: 在发射前:战斗机雷达探测到并开始跟踪目标,达成发射条件后,向飞行员提供发射时机的提示。目标的相关数据由战斗机火控系统装订到导弹,随后由飞行员发射导弹。发射时导弹飞向的是战斗机火控系统预测的前置点。 发射后中段:多数情况下,战斗机雷达继续跟踪目标,并通过数据链(AIM-120D型弹之前都是战斗机上传到导弹的单向数据链)将目标方位和速度发送给导弹。导弹以此修正弹道以得到更高的精度。 发射后末段:最后,当导弹进入弹载主动雷达作用范围时,主动雷达开机,搜索预定的目标,跟踪锁定目标,进一步导引到引信作用范围内。此后引信探测到目标,引爆弹头。 当进入飞行末段,弹载主动雷达开机后载机可以及时脱离。相对于后期使用中段指令修正的半主动雷达制导空空导弹,主动雷达制导空空导弹的优势就是可以更早(AIM-120A的弹载雷达探测范围为20公里以上,考虑到导弹在飞行末段速度一般不到700米/秒,可以有将近半分钟的时间优势)脱离。 当然以上是典型情况,如果是近战情况下,发射距离就在弹载雷达的跟踪锁定范围内,则载机可以直接脱离。这种情况并不少见,因为近距红外导弹尽管标称射程不小,但实际有效射程基本在5公里以内,美军的AIM-9X导弹尽管有效射程有不小的提高,但是5公里外仍然基本实用AIM-120导弹;此外,即使是中远距发射,也可以不使用中段指令修正,发射后载机直接脱离。不过这样一方面导弹惯导系统积累误差,另一方面敌机可能进行了机动,很有可能导弹进入末端时,主动雷达开机时敌机已经在主动雷达搜索范围外的情况,因此中距空战多数情况下还是采用中段指令修正。实际上,射击过程中是由火控计算机根据双方距离和态势,自动确定制导模式的。 2.射程 根据外界说法,AIM-120A不使用数据链进行指令修正时,最大射程仅在30~40公里之间。。在1999年科索沃战争中,有发射后载机立刻脱离的记录,但是射程似乎都在20公里以内(荷兰人的F-16MLU发射AIM-120时距离在18公里以内,是Fire&Forgotten最远的记录)。根据皇家空军对不带数据链的AIM-120A和狂风上原来装备的天空闪光半主动雷达制导中距空空导弹的对比,如果没有数据链,AIM-120A的效果并不出色,不知道升级了WGU和WCU的新型号会有什么样的表现。 有趣的是,无论是FAS还是USAF,对外正式公布的射程都是“20+ miles (17.38+ nautical miles)”,这不过是32公里多的射程,而且截止目前,AIM-120各型导弹实战取得战绩的最大射程,恰好是30公里出头,不知道是不是巧合。这个30公里射程,是在1999年的科索沃战争中产生的,美军第48战术战机联队的第493中队F-15C战斗机飞行员Jeff ·Hwang取得的,击落目标为南联盟的Mig-29战斗机。本来他的僚机在距目标约36公里处发射了一枚导弹并宣称取得战绩,但是事后认为没有命中目标。 尽管AIM-120导弹从A型开始,一直到C5才加长了发动机,但是从B开始,各型号都进行了软件升级,通过优化飞行弹道增加有效射程。根据目前公开数据,已知的A型标称射程可达70公里以上,而C5超过105公里,不过按常理推测,这应该是最大动力射程。 单向数据链由于无法获知导弹位置,无法消除随时间增加而增加的导航误差,因此实际有效射程是收到一定限制的。而AIM-120终于采用了双向数据链。此外,AIM-120D专门提到了Longer Battery Life,这些特点显示AIM-120D导弹射程对比原有型号,肯定有相当大的提高,以致需要这样的特征来支持远射程。雷神宣称的提高50%,即使掺水也不会有多少。按50%的增程计算,即使不计算C7型号对C5型号射程的提高,AIM-120D导弹的最大动力射程也肯定要大于150公里,有效射程达到100~120公里没有什么问题。这对欧洲人步履蹒跚的Meteor和R-77M来说,并不是什么好消息。唯一令人欣慰的是,猛禽战机上整合好AIM-120D要到2013年。 3.第三方制导 这是最新型号AIM-120D导弹最引人注目的特征。瑞典人的JAS39战斗机宣称有这样的能力,但是实质不过是两架战斗机同向同速相对位置不变情况下的能力,基本没有实用价值。AIM-120D导弹则不同,它是通过双向数据链和GPS/IMU来实现这种能力的。尽管还需要战斗机等相关设施的配合,但是AIM-120D的出现已经为可用于实战的第三方制导能力提供了坚实的基础。 4.AIM-120导弹具体数据 AIM-120A/B 长度 翼展 尾翼翼展 直径 重量 速度 射程 推进装置 战斗部 后继者 AIM-120导弹的P3I Phase 4产生的就是AIM-120D。不过AIM-120导弹的后继者却清晰起来。早在1990年,空军研究实验室(AFRL)就开始预研革命性的下一代空空导弹的飞行控制技术。1997年,在空中优势导弹项目下(ASMT),空军授予麦道公司5年2200万美元的合同,设计开发并验证高级的飞行控制系统,先进的飞控将允许导弹在视距内(WVR)和视距外(BVR)都有极好的性能,这也是AADRM(Advanced Airebreating Dual Range Missile)项目的由来。 到了2003年左右,有消息传出开发JDRADM(Joint Dual Role Air Dominance Missile)的消息,按照规划将于2008年左右开始开发,2018年左右服役。JDRADM将用于执行空对空和空对地攻击(主要是SEAD/DEAD)的双重任务。原有规划中要求其拥有极高的敏捷性,实际上也包含了双射程的能力。 2006年4月21日, 在空军一则有关F-22A”猛禽”对携挂导弹进行振动试验的报道中, 雷声公司最神秘的武器之一AIM-120D中距离空空导弹(第四阶段)终于露面了. 这说明AIM-120D交付空军的时间比原来”简氏防务”所估计的时间提早了一年. F22原来配用的AIM-120C5-7空空导弹为了适应F-22A和F-35战斗机弹仓的设计需要设计了折叠式稳定翼, 该系列采用INS(惯性制导)和主动雷达制导系统, 在途中由预警机辅助制导, 是人们普遍说的 “发射后不管”功能.与AIM-120A/B/C相似的有俄罗斯制造的VYMPEL R-77(AA-12)空空导弹. 与AA-12不同的是AIM-120C7通过近年来的不断改进, 不但在硬件上有了较大的改进, 而且更换了更高级的”指令语言”(C ). 改进后的AIM-120C7射程增加到了120公里以上. 雷声公司从2003年12月开始秘密研制AIM-120D导弹。AIM-120D除了原有的制导系统之外, 还加装了一个双向数据链和GPS制导装置,它的精度、杀伤力、射程和生存能力无疑比AIM-120C7有了大的提高。 AIM-120D增加的一个新制导系统就是 “识别性GPS/惯性测量装置(IMU),”这个系统大大减少了导弹在飞行过程中的误差. 新增加的“卫星双向数据链”取代了以前使用的单向接受数据链新型数据链. AIM-120D在发射后可以向载机, 卫星和预警/指挥控制飞机发回它的状态信息. “卫星双向数据链”的优势是AIM-120D增大了在作战飞机在"大离轴角"(HOB)状态下的空战能力.“大离轴角”HOB意味不但着AIM-120D可以攻击载机后面的空中目标, 载机也可以在发射导弹之后迅速脱离战斗区域. 根据雷声公司所透露出来的零散信息分析, AIM-120D的射程比AIM-120C7增加了50%(200公里左右), 这也是为适应F-22A的雷达辐射距离而作的改进 |
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