空空導彈是目前主流的空戰武器,由於效能卓越,擊殺效率高,大有徹底取代航炮之勢。中國空空導彈家族是大名鼎鼎的“霹靂”系列,這個家族中各個身手不凡,代表了目前我國空空導彈技術的最高水平。
(今年珠海航展,AVIC四款先進的空空導彈。攝影:龍大貓)
說起空空導彈的起源,還得追溯到二戰時期著名的“元首黑科技”。1943年時,面對當時英美盟軍越來越猛烈的戰略轟炸,德國空軍雖然竭盡全力進行攔截,但由於盟軍轟炸機採用密集編隊戰術,德軍戰鬥機很難靠近,稍不留神,自己就先被擊落了。為此德國人開發出了一種全新的武器,用來攔截盟軍的轟炸機,這就是空空導彈。
(人類第一種空空導彈,德國X-4型空空導彈)
德國最早開發的空空導彈代號為X-4“魯爾”,這種導彈使用BMW109-448型火箭發動機,其有效射程在1.5~4千米,當時轟炸機配套的12.7毫米航空機槍的有效射程通常為1千米,所以載機可以在轟炸機火力範圍之外從容使用X-4導彈攻擊轟炸機。另外作為早期的空空導彈,X-4導彈採用了獨特的有線制導方式,非常類似於後來的反坦克導彈,其導線長度為5.5千米,導彈發射後,由射手在飛機機艙內操作。X-4導彈裝備有無線電近炸引信,其對B-17轟炸機的感應距離約為7米,而其爆炸殺傷半徑為8米。由於需要發射後全程引導,所以X-4型導彈只能使用雙座戰鬥機或者轟炸機攜帶發射,不過這種新式武器還沒來得及應用,納粹德國就已經戰敗投降。
(中國“霹靂”家族的鼻祖:PL-1型空空導彈)
二戰後蘇聯透過繳獲的德國X-4型空空導彈的技術進行仿製,研製出了K-5空空導彈,北約代號AA-1“鹼”。這種導彈隨後伴隨米格-19戰鬥機一併被引進到我國,而我國軍工隨後也仿製出了霹靂家族中的第一個型號:霹靂-1(PL-1)空空導彈。霹靂-1型空空導彈採用了鴨式氣動佈局設計,已經具備了現代空空導彈的基本特徵,導彈長1.88米,彈徑200毫米,發射重量大約82千克,安裝一臺固體火箭發動機,和X-4相比,霹靂-1型導彈取消了導線,改為雷達波駕束制導,有效射程5千米,可以相容殲-5和殲-6兩種戰鬥機。
(透過逆向仿製AIM-9B型空空導彈,研製而來的PL-2型空空導彈)
說起來,中國的空空導彈發展,還真離不開美蘇兩大強國的“鼎力協助”,因為就在中國以K-5為原型開發出了霹靂-1空空導彈,從而邁入空空導彈時代後,美國也“送給”中國一份大禮:AIM-9B響尾蛇空空導彈。因為霹靂-1型空空導彈是一種雷達引導的空空導彈,而AIM-9是紅外製導的空空導彈,這等於為中國空軍開啟了空空導彈領域的另外一扇大門。
1958年9月,解放軍空軍在浙江溫州上空擊落了數架臺灣國民黨空軍的美製F-86戰鬥機,而這些戰鬥機恰好攜帶了當時最新的AIM-9B型“響尾蛇”空空導彈,而當F-86被擊落後,這些美製“響尾蛇”空空導彈自然也成為我軍的戰利品,當時前蘇聯聞訊後也曾經派人來華索取了部分“響尾蛇”導彈的殘骸,並仿製研製出了K-13紅外製導空空導彈,北約代號AA-2“環礁”。我國則在AIM-9B“響尾蛇”和K-13兩種導彈基礎上,研製了我國第一種紅外製導的空空導彈——霹靂-2型空空導彈。至此,空空導彈家族中兩大流派:雷達制導型和紅外製導型,中國軍工就算是都已經接觸並且出了相應的成果,所以才有了今天龐大的“霹靂”導彈家族。
(本次航展展示的空空導彈雖然數量不多,但可以說個個都是精品)
本次珠海航展展示的中國空空導彈同樣可以分為兩類:以PL-15E和SD-10A為代表的雷達制導的中遠端空空導彈;以PL-10E和PL-5DE為代表的紅外製導格鬥導彈。不過在介紹這四種空空導彈之前,首先科普一下雷達制導空空導彈的攻擊原理。
雷達制導空空導彈有兩種制導模式:半主動雷達制導和主動雷達制導。上面提到的霹靂-1型空空導彈其實就屬於半主動雷達制導模式,也就是說,戰鬥機透過機載雷達照射目標,然後空空導彈裝有雷達波接收器,透過接收目標反射的雷達波,不斷追蹤目標,並最終命中。早期雷達制導空空導彈大多采用半主動雷達制導,這樣,導彈彈頭只需要安裝雷達波接收器即可,可以減小導彈彈頭的體積重量,有利於減輕導彈整體的重量,並增大導彈的射程。冷戰時期著名的空空導彈,例如美國的AIM-7“麻雀”、俄羅斯的R-27、我國的霹靂-11等空空導彈都採用雷達半主動引導模式。
不過這種引導模式需要載機雷達保持對目標的照射,一直到導彈命中為止,載機全程很難進行機動,而當今的戰鬥機普遍裝備有雷達告警裝置,一旦發現自身被敵方戰鬥機雷達鎖定,就會不斷髮出警報,提醒飛行員進行的躲避。而且在發現被鎖定後,敵方戰鬥機飛行員也可以快速搜尋鎖定自己的我方戰鬥機,然後以相同方式發射空空導彈進行反擊,如果我方飛行員不進行機動躲避,那麼就很容易陷入“同歸於盡”的境地。
(主動雷達空空導彈的彈載雷達,由於導彈的尺寸重量明顯小於飛機,所以彈載雷達的功率遠小於機載雷達)
因此半主動雷達空空導彈在使用時不但很容易丟失目標,同時載機自身也處於比較危險的境地。所以當主動雷達制導空空導彈出現後,這種半主動導彈就迅速過時並被淘汰了。主動雷達制導空空導彈的特點就在於,將雷達直接搬上導彈,這樣導彈就不再需要飛機雷達照射目標,而是可以透過彈載雷達自行搜尋目標,一旦鎖定後也可以自行發起攻擊,這樣,導彈載機就可以在發射導彈後儘快脫離,避免出現“同歸於盡”的局面。目前世界主流的雷達制導空空導彈大多為主動彈,例如美國的AIM-120、俄羅斯的R-77以及本次航展的主角PL-15E和SD-10A兩種導彈。
(殲-10戰鬥機展示外掛的SD-10A空空導彈)
SD-10A就是PL-12中距主動彈的出口型號,這種導彈和美軍的AIM-120C大致相當,其射程在70千米左右,裝備主動雷達導引頭,可以自行追蹤目標。不過事實上雷達制導空空導彈命中目標是一個非常複雜的過程,而且主動雷達引導空空導彈也並非是發射後就立即進入自導模式。在一定程度上,依然需要載機提供目標指示。這是因為導彈的重量尺寸都是有限的,因此導彈能夠攜帶的雷達大小和功率也非常有限,當今的主動雷達空空導彈的制導雷達鎖定目標的距離普遍只有20千米左右,所以如果在視距外發射,則主動雷達空空導彈依然需要透過載機指示目標,並且飛行到距離目標20千米以內距離,彈上雷達開機並自主鎖定目標後,載機才能真正脫離導引。不過相對於全程導引的雷達半主動空空導彈而言,主動雷達空空導彈已經讓載機具備一定的規避能力,並且可以主動搜尋和攻擊目標,其技術性能已經有了不小的提升,其“不可逃避區域”相對於雷達半主動空空導彈已經有了質的飛躍。
(PL-15空空導彈是殲-20隱身戰鬥機的“標配”武器,PL-15E則是PL-15的出口版本)
當然只有射程70千米左右的主動雷達空空導彈,那只是達到和美軍相當的水平,而航展上展示的PL-15E則是一款超越美軍現役空空導彈的存在。根據航展公佈的引數看,PL-15E型導彈的尺寸其實和SD-10A並沒有太大的變化,PL-15E型空空導彈長3.99米,導彈直徑203毫米,彈重小於210千克,而SD-10A導彈長度為3.93米,彈徑203毫米,重量198千克。乍一看二者真差不多,但是PL-15E導彈的射程卻從SD-10A的70千米一躍提升到145千米,這是一個極大的超越,而且更讓人關注的,是其制導方式方面的變化。
(PL-15E導彈也是FC-31戰鬥機的主要配套武器)
上文說過,主動雷達空空導彈在發射後依然需要載機對引導導彈進入目標周邊20千米以內,導彈的彈載雷達開機並鎖定目標後,才能退出攻擊。而PL-15E導彈最大射程可達145千米,已經處於大多數機載火控雷達能夠有效鎖定目標的邊緣,一旦對方目標高速機動或者轉身逃跑,就很容易脫離我方機載火控雷達的有效鎖定距離,從而造成導彈脫靶。所以即便是世界第一的美國空軍,至今也沒有列裝遠端空空導彈,而是依然以AIM-120系列中距空空導彈作為超視距攻擊的主要武器。由此也可以看到,空空導彈遠端打擊的技術難度之高,即便是美國也很難突破。
不過PL-15E導彈的出現,標誌著中國軍工已經突破了這一技術瓶頸。而且值得注意的是PL-15E型導彈的字尾字母E表示該導彈是一款出口型武器,而解放軍自用版的PL-15型導彈只能更為先進。
(巴基斯坦空軍是SD-10A導彈的第一個海外使用者)
作為遠端空空導彈,PL-15E能夠在遠距離上有效鎖定和攻擊目標,是因為該導彈使用了一套和SD-10A導彈完全不同的飛行引導方式。PL-15E型遠端空空導彈採用了獨特的捷聯慣導/衛星組合+主動雷達末制導的組合制導方式,並具有雙向資料鏈修正能力。這個意思就是說,PL-15E導彈可以在不鎖定目標,只是提供目標大致活動區域的情況下,就開火發射。然後在飛行過程的中段,使用慣性導航和衛星導航的組合引導模式,在飛行末段使用彈載雷達對目標空域進行搜尋,並自行尋找目標進行攻擊。而且在整個導彈飛行過程中,導彈和載機之間還可以透過資料鏈進行雙向資料傳輸,這就是說,載機可以透過資料鏈對PL-15E導彈進行航向修正,而PL-15E也可以透過資料鏈向載機報告自身的方位和狀態。
(殲-10C戰鬥機攜帶PL-15和PL-10空空導彈)
從介紹中不難發現PL-15E導彈獨特的引入了衛星制導的概念,這和我國目前已經建成使用的“北斗”衛星導航系統形成配套,這樣導彈就可以完全不依賴飛機,而是依靠衛星導航飛向目標,而載機甚至不需要鎖定目標,而只是提供一個大致的目標方向,導彈就可以在衛星引導下自行飛向目標區域,並且在飛行途中還可以透過資料鏈進行航向修正,以提升導彈的射擊精度。而且,有未經證實的報道提到,解放軍自用版的PL-15導彈還具備和空警-500預警飛機相互交換資料的能力,也就是說,在未來的空戰中,解放軍的戰鬥機已經成為移動的空中導彈發射平臺,而PL-15導彈發射後可以同時由捷聯慣導、衛星導航和預警飛機引導三重導航模式共同作用,從而更進一步提升導彈的命中精度。
在本次珠海展示的空空導彈重,除了PL-15E和SD-10A這樣的中遠端雷達制導的空空導彈以外,還有以PL-10E和PL-5DE為代表的格鬥導彈。這主要是因為中遠端雷達制導的空空導彈普遍體積重量比較大,主要適合使用超視距空戰,而在視距以內的格鬥空戰中,這種大尺寸大重量的空空導彈就不便使用。本次航展展示的兩種格鬥導彈,雖然都是帶“E”的出口型號,但是兩種導彈的效能都相當了得。
(PL-10E空空導彈也是珠海航展的“老朋友”之一)
首先要說的是PL-10型格鬥導彈,這是目前我國殲-20五代隱身戰鬥機和四代半殲-16多用途戰鬥機、殲-10C戰鬥機的主力格鬥武器,而PL-10E則是PL-10導彈的出口版本。
(PL-5型格鬥導彈)
PL-10E型空空導彈和機載火控雷達以及飛行員的頭盔瞄準具都是相互交聯的,也就是說,在格鬥空戰中,只要飛行員目視可見的目標,機載火控計算機都會自動捕捉並鎖定,這時候就可以直接發射PL-10E空空導彈對其進行攻擊,簡言之就是“瞪誰打誰”。而且由於是格鬥空戰,因此不存在中繼制導的需要,PL-10E型導彈一旦鎖定目標就可以立即發射,然後瞄準已經鎖定的目標進行攻擊。中國從上一代PL-8型格鬥導彈開始,就開始採用紅外/紫外雙模製導和焦平面成像技術,因此中國的格鬥導彈具備很強的抗干擾性能,一旦被鎖定,基本沒有逃脫的可能。
(疑似使用PL-5DE導彈的巴基斯坦JF-17(FC-1)戰鬥機)
PL-5DE型格鬥導彈可以說是珠海航展的“老朋友”了,其最早的PL-5型格鬥導彈早在第一屆珠海航展時就曾經亮相曝光,不過這麼多年以來,PL-5格鬥導彈的效能也在不斷提升。本次展示的PL-5DE型格鬥導彈的外形和美軍曾經大量列裝的AIM-9L“響尾蛇”導彈非常相似,該導彈的前彈翼採用了雙三角翼佈局,氣動效率要高於單純三角翼設計。而且PL-5DE型導彈同樣採用了紅外/紫外雙模探測系統,具備很高的抗干擾性能。根據報道,PL-5DE型導彈的使用過載高達40G,超過了AIM-9L導彈35G的水平,而且PL-5DE同樣可以和頭盔瞄準具交聯,實現“瞪誰打誰”的功能。
目前解放軍的殲轟-7“飛豹”系列戰鬥轟炸機主要使用PL-5系列導彈作為自衛武器。該導彈唯一的不足在於,為了獲得較高的機動能力,導彈的翼展較大,所以無法像PL-10導彈那樣裝入殲-20戰鬥機的彈倉;而且由於其服役年代較老,技術上和PL-10型導彈還是有一定的差距,因此屬於一種“合理夠用”的武器,比較適合周邊防空壓力不是很大的國家列裝使用。
(PL-5型導彈目前主要是殲轟-7A“飛豹”的防身武器)
總而言之,經過數十年的發展,中國空空導彈家族可以說已經枝繁葉茂,而且從技術角度上說,中國目前研製和列裝的空空導彈已經達到世界一流水平,完全可以實現“百步穿楊”的作戰效果,從本次珠海航展不難看出,4種展示的導彈可以說各具特色:PL-15E代表了中國軍工的創新成績;SD-10A則是已經成熟的中距空空導彈;PL-10E則是中國最新格鬥空空導彈的代表;PL-5DE導彈含義則是“合理夠用”。由此不難看出,中國的空空導彈已經發展成為完善的體系,不但可以滿足解放軍的需求,而且還能配套出不同的組合,以滿足國外客戶高中低不同檔次的需求。而提供完善多元的方案,大概是中國軍工最吸引海外客戶的原因。