杂谈20240624,霸榜半个世纪的导弹:遭遇最多选手挑战,酷似苹果手机

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秋日私语 2024-10-06 澳门 1 次浏览 0个评论

太离谱了,今天23度阴天,还是觉得热,离谱他妈给离谱开门:离谱到家了,太不爽了!

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#响尾蛇空空导弹传奇,车库出生,大杀四方

前段时间写了很多飞机,掺杂了一个导弹,有朋友觉得这个赛道比较有看头,导弹型号好几千,不知道哪个合适,摸鱼许久,终于想起来,响尾蛇这个大杀器。

当年在实验室,看到了AIM-9B空空导弹,还有苏联进口的AA-1空空导弹,那感觉老爽了,这就是空空导弹啊?那毛子空空导弹是啥玩野??

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AA-1(K-5)是苏联第一种空空导弹,采用了雷达波束驾束制导模式,导弹尾部采用了红外灯提供跟踪,火箭发动机侧面喷射,结构过于复杂,性能稀烂,价格昂贵,操作麻烦死,而且基本打不中,AIM-9B空空导弹这种结构简单,重量很强,提前锁定,自动飞行的利器,立即击碎了全世界各国导弹设计师的自信,堪比当年苹果手机iphone 1对诺基亚手机的绝杀!

AIM-9B出现之后,立即受到全世界的追捧,欧美不用说,几乎家家都买,苏联和俄罗斯则通过战争拿到了这款武器,最终苏联成功仿制,后来返销中国,这就是中国的霹雳-2空空导弹!在苏联称为K-13,这也是全世界山寨浪潮的一幕。

AIM-9B导弹设计比较有特色,采用了巨大的尾翼陀螺舵保证了弹体的滚转稳定,不带动力自动稳定的设计,取消了导弹的滚转操纵舵机,更离谱的是,采用了鸭式布局,使得导弹机动性更好,这也是一个绝世好点子,作为一款三轴稳定导弹,居然省略了1轴控制系统,自动稳定,就像娶了3老婆,就出2个老婆的钱一样爽透,真是现实版的海王导弹。

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这是响尾蛇导弹家族全系,该导弹虽然是红外制导出身,但是也有比较离谱的,比如半主动雷达制导模式,从气动布局的延续性来看,除了90年代末期出现的9X采用了常规布局(外表酷似老导弹,但是尾舵则是全动的)之外,别的导弹都是鸭式布局,尾翼固定。

为何9X放弃了传统鸭式布局,答案很有意思,保持了30多年的优势,终于在冷战结束前夕,让苏联人追上了,答案就是AA-11弓箭手大离轴角空空导弹,采用了推力矢量是最大的变化。

响尾蛇导弹家族,传统谱系中,可以看出,从9B到9L之间,直径和外形基本保持一致,除了9N和9L采用了更变态的双三角鸭翼设计之外,鸭翼都保持了规矩的三角形,另外一个看点是,从9B开始,导弹直径一直没变化,但是导弹长度却有了不小的增长,主要是加长发动机,提高射程的需求,这也是很多国家对9B导弹哪里都满意,就是射程有点小带来的回应,这一点也类似苹果手机电池续航不太行一样。

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假如说,还有别的变化,那还可以说,导弹头部,从9B最开始的全直径球头,变成了后来的小尺寸球头,这种设计的目的就一个,降低阻力,但是尺寸缩小了,对导引头的要求更高了。

好了,现在不得不整点官方宣传资料,然后才开始有条理地折腾。

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先看响尾蛇导弹的历史地位,从9B开始,该导弹一直不断升级,到目前是4代空空导弹,一直保持领先的霸主地位,这种牛逼的战绩,就历史上好像没有第二款导弹能做到,这也可以看出,响尾蛇导弹的基本构架多么的先进。

这里就先浓缩一下该导弹的优点:尺寸小,标准大约是 直径0.127X 长3米(包括直径小,长度小,翼展也小),重量轻(大约就是80kg),而且使用简单,对载机几乎没有啥要求,有火控雷达的能带,木有火控雷达的凭借目视也可以带,战斗机可带,大型轰炸机也能,直升机也没有问题,这种超级适装性,几乎前无古人。

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响尾蛇空空导弹是世界上生产数量最多,战果最多,装备飞机型号最多,总产量最多,装备时间最久的空空导弹,没有之一,作为同时代的麻雀中距空空导弹,虽然疯狂的不断改进,基本到了90年代就退的差不多了,大约就是30年左右的技术寿命,被AIM-120导弹彻底取代,可见响尾蛇导弹架构之先进,外形不动,仅仅升级一下发动机和导引头就可以几乎无限制的套娃下去。

这些是官宣:响尾蛇(Sidewinder) AIM-9B

“响尾蛇" AIM-9是美国研制的世界上第一种被动式红外制导空对空导弹,AIM-9的原型AIM-9A没有成批生产,大量生产和使用的是AlM-9B。它由美海军武器中心于1948年开始研制,1953年9月首次发射试验成功,1956 年7月装备部队。主要用于从尾后攻击速度比较慢的轰炸机。除美国自己使用外,还有英、法、德等数十个国家地区都使用。

40多年来,为了满足不断发展的战术使用要求,美国空、海军曾分别在AIM-9B基础上作了多次改型,形成了世界上最大的空对空导弹系列。虽然改型型号甚多,但它们在总的气动外形、结构布局、部位安排、制导方式( AIM-9C半主动雷达除外)、动力装置类型等方面都继承了原来的设计特点。

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AIM-9B是“响尾蛇”空对空导弹系列的第一代,也是该系列的基础型,总计约生产了80 000枚。装备飞机有F-4B, F-4C, F-4D, F-8D, F-8E, A-4B, F-86F, F-100A, F-100D, F-104A, F-104C, F-104G, F-104J, F-105D, 主承包商为飞歌福特公司。

主要战术技术指标

11km,弹径127mm,使用高度15km,翼 展609mm,速度2Ma,引信红外近炸引信和触发引信,攻击方式尾追,作用半径0~ 9m,制导方式被动式红外制导,战斗部破片式战斗部,质量11.4kg,发射质量75kg,杀伤半径10~ 11m,弹长2.84m动力装置固体火箭发动机。

布局与结构:该导 弹的气动外形为鸭式布局,舵面在导弹头部,弹翼在尾部。舵、翼在同一平面,呈“XX”形布置。

弹体为圆柱形,头部呈半球形。在结构上导弹由制导控制舱、战斗部、触发引信、红外近炸引信、固体火箭发动机和弹翼等6部分组成。

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动力装置采用固体火箭发动机, 推力为26. 68kN,总冲36.85kN.S,装药21kg,外表面为圆柱形,内孔为七角星形。内面燃烧。壳体用铝合金制成,其后部外表面有4条肋板,用以固定弹翼。此外,壳体上还装有3个滑块,用以悬挂在载机的发射架上。

制导与控制制导 控制舱由红外导引头舱和舵机舱组成。舵机舱外面装有4片鸭式舵面。在导引头舱内装有红外接收器、陀螺机构与电子线路三部分。红外接收器由光学系统、调制盘、光敏电阻组成。

光学系统又由整流罩、球面反射镜、平面反射镜、伞形光栏等组成。光学系统(整流罩除外)、调制盘均装在三自由度陀螺仪的转子上。光敏电阻由锗滤光片和沉淀在圆玻璃片上的硫化铅光敏层所组成。在舵机舱内装有舵机传动机构、燃气发生器和涡轮发电机等。

导引头的性能参数

视角±25度,跟踪角速度0.19rdd/s,调制盘转速70转每分,绕太阳盲区 20度,调制方式调幅型,探测器材料 硫化铅,视场角4度,失控时间 20s(打出去超过这个时间就自动引爆)。

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战斗部与引信破片 杀伤式战斗部,由钢制壳体、炸药以及炸药外面的塑料套组成。引信由触发引信和红外近炸引信两部分组成。触发引信装在4片舵面的翼尖前缘上或者两舵轴之间。红外近炸引信位于战斗部后面。战斗部有效杀伤半径为10~11m,破片数约7000块, 破片飞散角10度~16度,战斗部质量11. 4kg。

该导弹的主要特点是结构简单、成本低。其可卸部件不超过24件,制导装置体积小、线路简单,只有7个电子管,相当于1台普通收音机。质量轻、造价低,成批生产每枚约3000美元。使用维护方便。

其缺点是只能对目标尾部攻击,机动性差,受气象及阳光背景影响较大,这些也是后续改进的方向,经过多次改进,导弹在9L时代可以实现一定的范围的迎头攻击(正前方不行),也可以做到9G状态发射,我们的歼8歼7在过去使用霹雳-2 时候,除了要对准敌机的尾喷口,还得保证机动性不能超过3G,否则容易脱锁,太阳角是红外导弹几乎无解的难题,超强的辐射让导引头盲目,可以算是最无敌的闪光弹,经过半个多世纪的努力,还是不能完全避免,现在好的红外导引头可以把这个角度从20度缩小到5度,大体就这样了,也是战斗机和敌人红外导弹的作战经验,发现不对就向太阳飞,实在找不到太阳,那就快点释放红外闪光弹,过去战斗机没有这个需求,响尾蛇导弹50年代末期装备后,逼得大家谁都得装,一直到现在,也包括轰炸机,直升机。

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这是最早的响尾蛇导弹原型XAAM-N7 ,可以看到鸭翼和弹翼设计都和后来的有些不同,最大的不同是梯形的鸭翼和弹翼,后续都改成 三角翼和梯形翼,增加前缘后掠角,降低阻力提高射程,而且我们可以注意到,该弹的弹翼非常靠前,最后都挪到了最后增加稳定性,就这个角度可以看到,导弹和飞机一样,各个细节都要经过很多轮的优化,要想随便改进是很困难的。

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对比一下80年代开发的AIM-9L,可以看到一些不同

AIM-9B的成功,很快带来了很多的正面反响,美国人立马行动,快点改进,这就是第二代响尾蛇导弹AIM-9D,最大的改进就是采用了液氮冷却硫化铅导引头,使得探测距离几乎加倍,就这么一点点黑科技,后来成立世界红外格斗格斗导弹的标配,那就是冷气瓶,真是不服不行,也是工业技术行业独特的魅力:魔鬼都在细节中,差一点就是两码事。

和AIM-9B导弹相比,性能有了相当的进步,比如导弹射程从11km暴涨到了18km(这是理想状态测试,实战要打2-3折),翼展从609mm增加到了630mm,不太看得出来,发射重量从75kg增长到了88.5kg,但是导弹长度仅仅从2.83m增加到了2.87米,几乎看不出来,最大速度从2马赫提升到2.5马赫。

美海军研制的AIM-9C为半主动雷达制导导弹,AIM-9D 为被动红外制导导弹,两者除制导舱外,其余部分都相同,两种制导舱可以互换。

这两种导弹的外形与AIM-9B相似,仅头部略为尖长,舵面的弦长较大,弹翼前缘的后掠角较大。舱段位置稍有变化,近炸引信放在战斗部前面。弹长增加了30mm。

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飞歌福特公司负责生产的AIM-9D主要改进的是制导部分。红外探测器首次采用氮气致冷技术,致冷剂瓶装在发射架内,容积为61立方cm,提高了导引头的灵敏度舵机力矩比AIM-9B的大,达140N.m。燃气发生器的工作时间加长。与早期的AIM-9B相比,舵面改成可拆卸的,为改善导弹纵向角运动的动特性,弹翼上的陀螺舵的轴改成倾斜45度安装。发动机的总冲比AIM-9B的大30% ~ 40%,比冲亦比AIM-9B的大。

导引头的主要性能参数

调制盘转速125r/s(几乎增加了一半) 跟踪角速度 0.21rad/s(原来是0.19,增加的不多),视场角2.5度(原来4度几乎去了一半,这就是探测距离增加带来的麻烦),总失控时间60s(这也是导弹飞行距离加长所需的,猎鹰导弹越战失败一个重要原因是供电时间太短,这也成了后世空空导弹供电的第一大禁忌)。

从AIM-9B到AIM-9D的换代升级,我们可以看出些问题,导引头增强和发动机增强是核心,也附加操纵能力的提升,这种升级特色和战斗机差不多,战斗机的升级,大体也固定在航电雷达和发动机上,其中也包含和新型航电武器配套的新型机载武器上,但是操纵系统和机动性,大多数情况下是不会有提升了,基本就是缓慢下降,而且是不可挽回的那种。

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这是AIM-9L,第三代响尾蛇,这一代响尾蛇取得了非常好的战绩,以色列和周边国家的冲突,马岛战争,还有海湾战争。

D和L之间还有一些过渡型号,稍微带一笔过去,注意一下改进项目:集中在导引头

“响尾蛇”AIM-9E, 约生产了5000枚,主要由大量库存的AIM-9B改装而成。该弹装用了热电致冷的硫化铅探测器,并采取了提高导引头跟踪角速度的措施,使其达16度/s。导引头的视角达40度,调制盘转速为100r/s。 此外,还采用了新的电子部件,增大了低空的攻击范围。引信只是在AIM-9B的引信上稍作了改进。

“响尾蛇" AIM-9F由AIM-9B换装FGW Mod2型导引头而成。由联邦德国的博登湖仪器技术公司在AIM-9B导引头的基础上采用了CO2致冷硫化铅探测器,提高了灵敏度;用硅整流罩代替玻璃整流罩;采取了抗背景干扰措施;采用了较先进的半导体电子部件,提高了导引头的跟踪角速度和对机动目标及阳光背景下的攻击能力,太阳盲区减至5度。1966年首次试验,1969 年投入生产。这种导引头共生产了约1.5万台。

“响尾蛇" AIM-9G是截获范圈扩大方式的AIM-9D,就是对AIM-9D的导引头作了改进,扩大了截获范圈。1970年裝备部队,约生产了2120枚。

“响尾蛇”AIM-9H 是AIM-9D的固态型。该导弹采用固体电路,改进了可靠性和维护性;缩短了最小发射距离;有比较快的角跟踪速度,跟踪角速度可达20度/s;加大了舵机力矩达160N.m,从而具有比以前型号更大的机动能力;增大了杀伤性;并具有离轴截获和跟踪能力。战斗部为连续杆式(麻雀导弹学来的,之前都是破片式),适于高空使用。于1970年装备部队,生产了大约7700枚。

这些改进,可以看到,导引头是核心,不断地采用新技术改进,另外也附带了对战斗部的改进,还有舵机的改进,舵机改进的方向主要是尺寸不变的情况下不断增加功率,就这个角度来说,导引头和舵机一直是美国人的核心优势,这也是苏联的传统弱项。

三代响尾蛇AIM-9L

AIM-9L是美国空军和海军联合研制的第三代“响尾蛇"空对空导弹。该导弹是在AIM-9H/9J导弹的基础上改进而成的。1971年1月由雷锡恩公司负责研制,1975 年3月完成研制,1977 年进入批生产,1978年5 月装备部队。1983年停产。

主要战术技术指标

127mm,18.53km,翼展630mm,速度2. 5Ma,制导方式红外寻的,使用高度> 15km,引信主动激光引信(这里注意一下,这也是改进的一个要点),发射质量86.2kg,战斗部 环形破片战斗部,弹长2.87m,动力装置MK 36固体火箭发动机。

该弹采用了双三角鸭翼后,提高了飞机的过载,达到了35G的水平,算是当时世界最高水平,后来到了80年代,才被采用推力矢量技术的苏联R-73空空导弹超越。

该发动机采用了MK36发动机的低烟改进型,减少了燃烧的烟雾信号,而且延长了发动机工作时间,增加了导弹射程。

导引头则采用了氩气冷却的锑化铟探测器,第一次克服了响尾蛇导弹只能尾追的特色,使得导弹能近似迎头攻击(头部30度以外可以攻击),该导引头对目标排放的高温二氧化碳很敏感,这是最大特色,该导引头采用了调频/调幅系统提高抗干扰能力,提高了灵敏度和跟踪稳定性,跟踪角速度20度每秒,离轴发射角±30度,该弹的导引头比较强悍,具备上射和下射能力,对微弱的下方目标也能截获并开火,这是一个很重要的改进,也可以说,导引头改进永无止境,几乎类似于电脑芯片的进步一样。

该导弹几乎挂载到了西方世界所有的战斗机攻击机上,成为当时北约最红的近距格斗空空导弹,甚至也包括武装直升机,阿帕奇也挂过这武器。

AIM-9M导弹的设计方案是由美国海军武器中心提出的,在AIM-9L导弹的基础上重新设计了制导与控制部件。它仍采用氩致冷的锑化钢探测元件,但将原来的开环制冷改为闭环制冷方式。改进后的AIM-9M导弹,抑制背景噪声的性能显著提高,在抗干扰能力、从背景杂被中识别目标及低噪声跟踪方面,均优于AIM-9L导弹。尤其是在对付曳光干扰及红外脉冲波引起的目标欺骗干扰方面,更为突出,对热带沙漠上空目标的辨别能力大约比AIM-9L导弹高50%。

末代响尾蛇AIM-9X

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30年美国人在响尾蛇导弹上的拖沓,仅仅在9B上不断小打小闹,不舍得对气动布局出新,这一点也很像苹果公司,最终让苏联人憋出了一个大招,R-73给了西方世界太多惊喜,可惜啊,就是一次,再也没有了。

上世纪80年代正值冷战末期,苏联的米格-29和苏-27战斗机挂载了新型的R-73近距格斗空空导弹,该导弹具备45度离轴发射角度,而且该导弹具备推力矢量,可以实现50G的机动性,更糟糕的是,该导弹发射比美国的平显发射更强,采用了更先进的头盔瞄准具联动方式,飞行员转动头盔就可以轻松发射导弹,将导弹的攻击区域几乎提高了10倍,美国最强的AIM-9L被打了个措手不及,好在冷战很快结束,给了美国人一个喘息之机。

最终在1993年他们开始了末代响尾蛇导弹的计划,这就是AIM-9X,核心思想是短平快,保留AIL-9L的发动机不变,导引头换新,加上尾部推力矢量系统,导引头采用了128X128的红外成像导引头,具备90度的最大离轴角,配备最新的头盔显示器,融合各种战术信息,第一次做到了越肩发射,经过努力,在2000年后装备部队,完成了对苏联R-73空空导弹的赶超,很讽刺的是,俄罗斯人则躺在R-73 的怀抱里面起不来,先进的红外成像导引头,迄今为止过去20多年还没有攻克,真是无比悲哀!

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AIM-9X出现的时间太晚,虽然晚了10多年碾压了俄罗斯的老蛋R-73,并不光彩,后续就是群雄并起,英国的AIM-132,日本的AA-4,法国的米卡IR,还有德国的IRIS-T,以及中国的霹雳10导弹,基本都站在同一起跑线,美国人没有了当年响尾蛇9B,9D,9L独霸世界的雄风。

中国山寨响尾蛇的历史很长,美国三代响尾蛇我们都山寨了,第一代霹雳-2,第二代霹雳5B第三代霹雳5E对应了响尾蛇9B,9D和9L中国近距格斗导弹从60年代到90年代基本都是追赶美国型号,后来的霹雳8是引进以色列的怪蛇3空空导弹,该导弹也是美国响尾蛇导弹的加粗加长加重改型,性能更好一些,从设计来看,也算是同一类衍生型号。

PS:该导弹的资料实在太多了,写得头疼,删除哪些,都没有把握,今天篇幅超长,大体就到这里,明天继续响尾蛇导弹,内容就是美国领跑,世界各国的追赶。

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