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1.1 机载导弹及其分类

导弹是装有战斗部、动力装置,由制导系统控制飞向目标的无人驾驶飞行器,主要由5部分组成:弹体、推进系统、制导系统、引战系统和弹上电源。机载导弹又称为航空导弹,一般都是由航空器悬挂、发射的,包括空对空导弹和空对地导弹(本书中空对地导弹等同于空面导弹)。空对空导弹是指从航空器上发射,用以攻击空中目标的导弹,是现代歼击机的主要攻击武器,也可作为歼击轰炸机、强击机的自卫武器,简称空空导弹。空对地导弹是指从航空器上发射,用以打击地面(这里也包括水面、海面)的固定或低速移动目标的导弹,简称空地导弹。

弹体的任务是将组成导弹的各个部分牢固地连接成一个整体,并使导弹形成一个良好的气动力外形。弹体是承受各种载荷的结构部件,它必须有足够的强度和刚度,这样才能保证弹上各种设备的安全和正常工作。此外,弹体还要采取抗激光加固、抗电子干扰及隐身(减小雷达反射截面和红外线辐射特征)措施。导弹的弹体包括弹身、弹翼和舵面等部分。弹身用于安装战斗部、控制设备、燃料和动力装置等,并将弹翼和舵面等部件连成一个整体。弹翼和舵面用来操纵导弹和使导弹稳定飞行。

推进系统是指为导弹飞行提供动力的系统,即导弹飞行的动力来源。它包括发动机、推进剂或燃料储箱、辅助设施(如供油系统、支架和附件)等。导弹发动机是推进系统的关键设备,主要有火箭发动机(固体火箭发动机、液体火箭发动机)、空气喷气发动机(涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、冲压喷气发动机)和火箭-冲压组合发动机等。

制导系统是导弹武器系统的重要组成部分,其任务是引导和控制导弹准确地击毁预定的目标。为了能够将导弹导向目标:一方面需要不断地测量导弹实际运动情况与所要求的运动情况之间的偏差,或者测量导弹与目标的相对位置与偏差,以便向导弹发出修正偏差或跟踪目标的控制指令;另一方面,还需要保证导弹稳定地飞行,并操纵导弹改变飞行姿态,控制导弹按所要求的方向和轨迹飞行而命中目标。完成前一个任务的部分是导引系统,完成后一个任务的部分是控制系统,两个系统合在一起构成制导系统。制导系统的组合和类型很多,它们的工作原理也多种多样。制导系统有的全部装在弹上,如自动寻的制导系统;有的控制系统装在弹上而导引系统在地面(或空中飞机)的指挥站内,如地空导弹、空面导弹中的遥控制导导弹等。

引战系统由引信、“安全与解除保险机构”和战斗部组成,负责在目标附近位置按照预定要求引爆战斗部,毁伤目标。战斗部是导弹摧毁目标的直接执行者,其种类很多。根据装填物性质和使用目的的不同,可分为核装药战斗部、常规战斗部和特种战斗部(生物、化学、光电无源干扰等)3类。引信通过其信息系统来获取目标的各种信息,从而感知目标的存在,识别目标并确定目标的位置(距离和方位),用于产生战斗部起爆信号,其最重要的特征是“信息的获取和控制”。引信有近炸引信、触发引信和自炸引信等。

对于飞机、导弹等空中目标,由于这些目标体积小,且机动性好,所以采用非触发式引信。当导弹被导引至目标附近,目标处于战斗部杀伤范围内时,引信引爆战斗部杀伤目标。由于空中目标一般都能反射电磁波和辐射红外线,因而可选用无线电非触发式引信或者红外线非触发式引信。有些对空导弹采用触发式引信作为辅助装置,以提高引信的可靠性。根据地(海)面上目标特性的不同,对地(海)导弹分别使用爆破战斗部、聚能破甲战斗部及核战斗部。爆破战斗部一般采用触发式引信,聚能破甲战斗部一般采用触发式压电引信。对地导弹的大型爆破战斗部通常采用触发式电容器引信,这主要是因为在导弹的过载系数较小的情况下,它比较容易解决平时安全与发射后可靠解除保险这个矛盾。多个电容器引信可以通过电气线路组成一个有机的整体,互相联动,能较好满足大型爆破战斗部在起爆问题上的特殊要求。

1.1.1 空空导弹

1.1.1.1 空空导弹的分类及发展历程

按空战使用方式,空空导弹可分为格斗导弹、拦射导弹和截击导弹(其实,美国空空导弹代号中的“AIM”,即Air Interception Missile,就是空中截击导弹的意思)。格斗空空导弹主要用于目视范围内的近距空战,也常常称为近距格斗空空导弹,一般采用被动红外制导。拦射空空导弹,一般用于目视范围外的超视距空战,常常称为超视距空空导弹或中距拦射空空导弹,多采用雷达制导。从所攻击目标的距离上看,近距空空导弹一般打击20 km以内的目标,中距空空导弹一般打击100 km以内的目标,而远距空空导弹可对100 km以外距离的目标进行打击。远距空空导弹主要用于截击远距离来犯目标,故常常称为远距截击空空导弹,最大发射距离可达100~150 km以上;常采用复合制导体制,导弹发射质量大,主要采用半主动或主动雷达末制导,其中,主动雷达末制导和多模复合末制导是发展趋势。

现代近距格斗空空导弹的最小发射距离为300~500 m,最大发射距离为15 km左右,机动性能好;采用先进红外导引头,截获目标区域大,灵敏度高,具有离轴发射能力;载机不做机动即可攻击前方120°以内的目标,减小了发射导弹时对载机的限制,从而提高了空战格斗能力。

中距拦射空空导弹的发射距离为20~100 km,射程为10~50 km。这类空空导弹多采用半主动雷达制导方式或主动雷达末制导的复合制导方式。半主动雷达制导空空导弹需依靠机载雷达搜索、发现、跟踪目标,以保证较大的作用距离及射程;其具有较高的精度,具有下射能力,且具有一定的全天候、全高度、全方位超视距空战的能力;抗干扰能力较强,机动性好,最大过载为20g~30g,主要用于攻击超低空入侵的歼击轰炸机和巡航导弹。但其致命的缺陷是在导弹命中目标前,载机必须用雷达照射目标,制约了载机的生存能力。因此,目前各国均在重点发展和装备主动雷达末制导和多模复合末制导的中远距空空导弹。

在军事需求牵引下,空空导弹得到飞速发展,已装备了四代空空导弹产品 [3,4]

1.第一代空空导弹(1946—1956年)

第一代雷达型空空导弹,它攻击的目标是自卫火力较强的亚声速轰炸机;采用尾后攻击方式,对目标攻击区限制在尾后±45°范围内。制导方式主要为雷达波束制导或半主动雷达制导。推进装置为单级推力固体火箭发动机,战斗部为高能破片式。导弹的射程约为3.5~8 km,最大飞行马赫数(Ma)为2.5。典型型号有美国的“猎鹰”AIM-4、苏联的“碱”PC-1Y。这一代雷达弹机动能力差,抗干扰能力差,很快被第二代雷达弹取代。

第一代红外型空空导弹初步解决了对机动目标的自主跟踪,是机载武器发展的重大突破。导弹使用硫化铅光敏元件,探测波长短、灵敏度低,只能从目标的尾后进行攻击;导弹的机动性差,主要作战对象是轰炸机。典型型号有美国的“响尾蛇”AIM-9B和中国的PL-2空空导弹。

2.第二代空空导弹(1957—1966年)

第二代雷达型空空导弹用于拦射攻击超声速轰炸机和尾后攻击战斗轰炸机,其制导方式主要为雷达半主动制导,推进装置为单室双推固体火箭发动机,战斗部出现了连续杆式战斗部,导弹射程超过了20 km,最大飞行马赫数达到3;典型的型号有美国的“麻雀”AIM-7E和法国的R530等。这一代雷达弹由于采用半主动制导,而导引系统雷达体制为隐蔽式圆锥扫描,所以它的抗干扰能力较前一代有提高;加之导引系统有测速功能,为导弹实现全向攻击提供了技术基础。

第二代红外型空空导弹通过采用制冷探测器,探测灵敏度和跟踪能力比第一代红外导弹有一定的提高,可以从尾后稍宽的范围内对目标进行攻击,主要的作战对象是超声速飞行的轰炸机和早期的歼击机;典型型号有美国的“响尾蛇”AIM-9D/E/G/H/J和中国的PL-5乙空空导弹。

3.第三代空空导弹(1967—1976年)

第三代雷达型空空导弹攻击的目标主要是具有电子干扰能力的超声速机动目标,其制导方式采用半主动与被动跟踪干扰源相结合的体制,推进装置和战斗部与第二代基本相同;但导引系统和无线电引信都采用了技术上更先进的脉冲多普勒体制,这使导引精度和抗干扰能力优于第二代雷达弹。导弹最大发射距离可达40~50 km,典型型号有美国的“麻雀”AIM-7F/M、英国的“天空闪光”、苏联的“白杨树”P-27、意大利的“阿斯派德”(Aspide)和中国的PL-11等。

第三代雷达弹的显著特点是具有三全作战,即全天候(晴、雨天)攻击目标、全方位攻击目标(迎头、侧向或尾追)、全高度攻击目标(从低于或高于目标的高度上攻击)。

在这一阶段,还发展了远程空空导弹,如美国的“不死鸟”AIM-54,它采用半主动中制导加主动雷达末制导方式,最大发射距离可达150~200 km。

第三代红外型空空导弹使用了锑化锢(InSb)制冷探测器,探测灵敏度和跟踪能力较之第二代红外导弹有较大的提高,能对目标实施全向攻击。同时,导弹的机动性已经能够保证近距格斗作战的要求,导弹的位标器能够和雷达随动,能够离轴发射,方便飞行员捕获战机。其典型型号有美国的“响尾蛇”AIM-9L/M、以色列的“怪蛇”3和俄罗斯的P-73空空导弹。

4.第四代空空导弹(1977—2015年)

第四代雷达弹相对于前三代雷达型导弹在性能上有质的变化。虽然第三代雷达型导弹相对第一、二代最大发射距离、制导精度和抗干扰能力已有很大提高,但由于采用半主动雷达制导,导弹发射后直至命中目标前,载机不允许脱离。这种制导体制不仅限制了最大发射距离,同时使载机在导引导弹飞向目标期间,自己也成了敌机的靶机,载机生存能力降低。四代弹采用复合制导体制和主动雷达末制导方式,它不仅可使发射距离增大,同时也提高了载机的生存力。

第四代雷达弹采用程序控制初制导、捷联惯导加数据链修正中制导、主动雷达末制导。它不仅具有三代弹的三全功能(全天候、全方位、全高度),而且具有自己的特色:

(1)可远距离拦击目标,其拦击距离为50~80 km;

(2)可进行多目标攻击,在飞机武器火控系统的配合下,可同时攻击6~8个目标;

(3)具有发射后不管功能,且发射后不管的距离可达30 km左右,这一距离大体相当于第三代雷达弹的最大发射距离;

(4)采用控制与导引系统抗干扰一体化设计技术,增强了抗干扰能力。

其典型型号有美国的先进中距空空导弹AIM-120、俄罗斯的“蛙蛇”P-77和法国的“米卡”(MICA)等。

第四代红外型空空导弹采用了焦平面阵列成像探测器,具有全向攻击能力和很强的抗干扰能力;位标器具有±90°的跟踪视场,能够和头盔瞄准具随动,做到“可视即可射”,即对载机前方接近180°范围内的目标都能攻击,甚至包括在载机侧面平行飞行的目标;导弹的高机动性使导弹具有“越肩发射”能力,即导弹发射后能够快速做180°转向,追踪和载机迎面交会后相背飞行的目标。其典型型号有美国的“响尾蛇”AIM-9X、以色列的“怪蛇”4/5和英国的AIM-132空空导弹。第四代空空导弹于20世纪90年代陆续服役,并逐渐成为当前各国空军的主战装备。

随着科学技术的飞速发展、目标性能的大幅度提高,以及空战战术模式的逐渐改变,空空导弹将会有更大的发展。

1.1.1.2 空空导弹的发展趋势

未来的空空导弹,将在第四代的基础上进一步发展。

红外近距格斗导弹主要发展方向:

(1)采用多元探测器和成像技术,改进信息处理技术,以提高探测能力和抗干扰能力;

(2)增加导引头作用距离,以便实现真正的“迎头攻击”;

(3)采用推力矢量与气动力相结合的复合控制方式,以提高导弹的机动能力;

(4)采用一体化设计技术,利用弹载计算机,改进控制系统性能,以提高引战配合能力;

(5)实现制导与引战一体化,采用定向爆破战斗部,以提高导弹的毁伤效能。

中远距拦射导弹主要发展方向:

(1)大力发展复合制导技术,并实现网络化制导;

(2)增大发动机总冲,以便增大射程;

(3)采用各种抗干扰技术,以提高导引精度;

(4)发动机采用少烟或无烟装药,以提高发射导弹的隐蔽性等。

1.1.1.3 空空导弹武器系统的组成与功能 [4]

各种飞机都可能成为空空导弹的载体和发射平台。目前或在今后一段时间内,空空导弹攻击的主要目标是第三代战斗机、第四代战斗机和武装直升机等作战机种,同时考虑对预警飞机、电子干扰机和巡航导弹的攻击。为了有效实现对目标的攻击,在作战使用时空空导弹需要一个完备的系统支撑。一般空空导弹武器系统由导弹火控系统、导弹发控系统、地面测试设备和综合保障设备以及空空导弹与载机的接口等组成。

1.导弹火控系统

导弹火控系统的功能是实现对目标信息的获取、显示和处理,对发射平台参数的测量和处理,计算射击诸元,进行射前检查,战术决策以及实施发射导弹的任务,是导弹武器系统的重要组成部分,是发挥导弹作用的关键环节。随着导弹性能的提高、功能的增加和使用范围的扩展,导弹火控系统的功能越来越多,性能越来越先进。导弹火控系统主要由目标搜索跟踪设备、火控计算机和显示器等组成。

2.导弹发控系统

导弹发控系统由发射装置和机上发控线路组成。发射装置由发射架和发控电路盒组成:发射架实现导弹与飞机的机械连接,用于悬挂和发射导弹;发控电路盒和机上发控线路用于导弹供电、信号传输和转换,以及执行导弹发控程序等。

3.地面测试设备和综合保障设备

地面测试设备包括导弹地面测试设备和发射装置地面测试设备等,其中导弹地面测试设备又分外场测试设备、内场测试设备、工厂级测试设备,发射装置地面测试设备又分外场测试设备和内场测试设备。综合保障设备主要包括校准设备、导弹起吊设备、对接台、运弹车、供电设备、供气设备、油源设备等。

4.空空导弹与载机的接口

空空导弹与载机的接口主要包括机械接口、电气接口、射频接口和功能接口。

(1)机械接口。机械接口是指机载武器系统悬挂导弹,从机械上与导弹匹配,以保证导弹挂机与离架时载机与导弹的安全及导弹正常离架,即导弹与机载发射架之间的接口。

(2)电气接口。电气接口包括导弹的脐带插座与发动机点火插座。通过电气接口可向导弹输送必需的电气信号,规定了输送信号的时序关系、阻抗匹配关系及精度要求。同时,反映了导弹送给火控系统的反馈信号,说明了反馈信号的信号特征,即导弹与机载火控平显及发射控制盒之间的电气信号关系。

(3)射频接口。射频接口是指机载火控系统向空间辐射的照射信号与导弹接收机的匹配关系,主要用于半主动式雷达寻的空空导弹,初、中制导采用数据链、无线电指令+惯性制导的导弹,如英国的“天空闪光”,美国的AIM-7“麻雀”和AIM-54“不死鸟”。导弹的射频接口主要规定了照射信号的频率特性、功率特性及噪声特性,以保证导弹离架后能正确地跟踪目标反射的多普勒频率。

(4)功能接口。功能接口即为导弹发射程序,一般包括导弹准备程序和导弹点火程序。

1.1.2 空地导弹

空地导弹是现代战略轰炸机、歼击轰炸机(战斗轰炸机)和强击机的主要机载武器。战略轰炸机利用空地导弹轰炸敌方地面或水面、水下的战略、战术目标。歼击轰炸机主要利用空地导弹对敌战役战术纵深内的地面和水面目标实施轰炸和突击。强击机装备的空地导弹主要用以攻击各种战术目标。

空地导弹最初是由航空火箭与航空制导炸弹相结合而诞生的。德国首先研制出世界第一枚空地导弹,它的主要设计者是赫伯特·A·瓦格纳博士。1940年7月,瓦格纳等人在SC-500型普通炸弹的基础上,研制了装有弹翼、尾翼、指令传输线和制导装置的HS-283A-0,它可看作最早的空地导弹,于1940年12月7日发射试验成功。1943年7月,无线电遥控的HS-293A-1型导弹研制成功;8月27日,德国飞机发射HS-293A-1击沉了美国的“白鹭”号护卫舰,这是世界上首次用导弹击沉敌舰,它也是最早的空舰导弹。

20世纪50年代后,空地导弹有了迅速发展。在此后的多次局部战争中,空地导弹取得显著战绩。空地导弹主要是随地空导弹等防空武器的发展而发展的。空地导弹的发展趋势是提高抗干扰能力、突防能力和杀伤目标的能力,要尽量满足不同种类飞机的使用,攻击不同种类的作战目标。

在空地导弹技术发展方面,一方面重视新的军事理论、军事需求对空地导弹发展的牵引作用,同时也非常重视技术发展在空地导弹发展过程中的引领作用,以在技术和需求两个层面形成良性的互动机制。国外重点是以提升空地导弹的飞行性能、打击精度、毁伤效果、装备成本、作战效能等为重点,以信息技术、微电子技术、光电技术、先进材料及制造技术、推进技术、航空航天技术等技术领域的发展为支撑,一方面应用于现役装备的持续改迸,另一方面通过技术推动和需求牵引的良性互动,发展新型武器装备。其主要技术应用趋势体现在以下几个方面 [5]

(1)信息化:空地导弹武器将更多采用信息化技术,以适应未来网络中心战及战场灵活打击目标的要求;可作为战场网络中的一个节点,执行攻击单个目标的任务,还具有弹间自组网、协同搜索和协同攻击能力,实现弹群一次协同打击多种、多个目标的任务。

(2)隐身化:空地导弹将具有更高的雷达、红外、可见光隐身性能,以避免来自地面和空中的各种威胁,突防能力得到进一步增强。

(3)智能化:采用先进复合制导技术和智能化ATA技术,实现对地面复杂背景下的多种目标的自主识别和精确打击。

(4)高速化:为了攻击时间敏感目标,需要精确制导武器准备时间和启动时间短、速度快。导弹的高速化发展将极大地缩短攻击过程时间,从而使敌方防御系统反应时间不足,增强导弹的突防能力。

空地导弹分类方式复杂,导弹种类也很多,射程和用途各不相同,战术技术性能差别较大。按作战使用,可分为战略空地导弹和战术空地导弹:战略导弹指打击战略目标的导弹,战术导弹用于打击战役、战术纵深内的目标。按攻击的目标,可分为反辐射导弹、反舰导弹、反坦克导弹和多用途(通用型)空地导弹。按飞行轨迹,可分为弹道式导弹和巡航式空地导弹:弹道式导弹指推力终止后,大部分弹道符合自由抛物体轨迹的导弹;巡航导弹指在大部分飞行段中做等速等高飞行的导弹,射程较短的称为飞航导弹。表1-1给出了空地导弹的分类情况。需要注意的是,不同的分类方式之间存在重叠,分析说明时请注意辨别。

表1-1 空地导弹分类

1.1.2.1 战略空地导弹

战略空地导弹已经发展了四代,分别介绍如下 [4]

1.第一代战略空地导弹

第一代战略空地导弹是能够运载核弹头的无人驾驶飞机,采用惯性制导,体积大、命中精度低(圆概率偏差CEP=300~1 800 m)、突防能力差,最大射程在1 000 km以内;典型的有美国的AGM-28A/B“大猎犬”和苏联的AS-3(X-20)“袋鼠”导弹,20世纪60年代初期开始列装。

2.第二代战略空地导弹

第二代战略空地导弹是超音速空地导弹,仍采用惯性制导,高空巡航飞行,最大飞行速度为Ma=2.5~3.0,摆脱了飞机结构,体积、重量大大减小,最大射程小于650 km,命中精度为200~500 m;典型的有美国的AGM-69A/B“斯腊姆”、法国的ASMP和苏联的AS-6导弹,20世纪70年代初期开始列装。

3.第三代战略空地导弹

第三代战略空地导弹是空射巡航导弹,采用惯导+地形匹配制导,具有良好的隐身性能,并具有体积小、重量轻、雷达散射截面积小、超低空地形跟随飞行等特点,最大射程2 500~3 000 km,命中精度30~50 m,20世纪80年代初期开始列装;典型型号有美国的AGM-86B和苏联AS-15(X-55/65)巡航导弹。

4.第四代战略空地导弹

第四代战略空地导弹是先进巡航导弹,具有更好的隐身性能、更高的命中精度(CEP≤20 m)和更大的射程,最大射程3 000 km,20世纪90年代初期开始列装;典型型号有美国的AGM-129。

1.1.2.2 战术空地导弹

各国从20世纪50年代开始研制装备战术空地导弹,至今已发展装备了四代 [4] 70余种,成为空中力量对地攻击的重要武器。

1.第一代战术空地导弹

第一代战术空地导弹是为了提高临空攻击精度、减少攻击机的损失而设计的,采用目视瞄准和跟踪、无线电指令制导,只能在昼间良好气象条件下使用,命中精度CEP达几十米;典型的有美国的AGM-12,20世纪60年代初开始投入装备。

2.第二代战术空地导弹

第二代战术空地导弹是为了改善攻击精度(CEP≤10 m),增大载机退出攻击距离(距目标3 km以上)设计的,采用半自动瞄准、跟踪的无线电指令制导;半主动激光制导或电视制导;典型的有法国的AS-30和美国的AGM-65A/B等型号,20世纪70年代初开始投入装备。

3.第三代战术空地导弹

第三代战术空地导弹的发展分近程型和中程型两类,20世纪80年代初期开始装备。

近程型战术空地导弹的主要特点是降低发射高度,增大发射距离,以便在超低空防空火力圈(高度100 m以下,距目标5 km以内)外发射;典型的有美国的幼畜AGM-65E和法国的AS-30L等。

中程型战术空地导弹的主要特点是在地面防空火力圈外发射(最大射程大于60 km),采用捕控指令电视制导,命中精度为CEP≤5 m;典型的中程型战术空地导弹有美国的AGM-53A“秃鹰”和俄罗斯的X-59等。

4.第四代战术空地导弹

第四代战术空地导弹的发展为近程型、中程型和远程型三大类,20世纪90年代初期开始装备。

近程型战术空地导弹的发展重点:一是满足夜间不良气象条件下和全天候的使用要求,二是进一步改善、提高命中目标精度。典型的型号有美国的AGM-65D/F和AGM-65H导弹。

中程战术空地导弹的发展重点是增大攻击距离(>120 km),解决夜间作战使用问题;典型的中程战术空地导弹有美国的AGM-84E等,20世纪90年代初开始投入装备,曾在海湾战争中首次使用。

远程战术空地导弹是为了适应防空火力圈不断扩大的趋势,改善载机的生存能力,满足打击战场纵深重要目标的需求,在战略巡航导弹基础上发展起来的;重点是增大射程(300~1 500 km),改善突防能力,提高作战使用灵活性;典型型号有俄罗斯的X-65E和美国的AGM-86C等,20世纪90年代初期开始投入使用,已成为世界各国机载武器的发展重点。

第四代战术空地导弹的另一个显著特点是大力发展新型战斗部,如半穿甲战斗部、复合效应子母战斗部、反跑道子母战斗部、碳纤维战斗部、二级串联战斗部和微波战斗部等。

总体而言,20世纪70年代发展的第三代战术空地导弹采用了电视、红外成像和激光制导技术,显著提高了制导精度;而且这些战术空地导弹目前仍然大量在编使用。20世纪90年代陆续装备使用的第四代战术空地导弹的特点是:采用大量高新技术;进一步提高导弹的射程、精度和威力,远距离防空火力圈外发射;发射后不管;具备全天候及恶劣条件下的作战能力;减小体积,减少重量。第四代空地战术导弹是各国重点发展的对象,正陆续投入使用。

1.1.2.3 空地反辐射导弹

反辐射导弹是指利用敌方雷达的电磁辐射进行导引,摧毁敌方雷达及其载体的导弹,亦称反雷达导弹。在电子对抗中,它是对雷达硬杀伤最有效的武器。反辐射导弹与探测、跟踪、制导、发射系统等构成反雷达导弹武器系统,通常分空地、空空、舰舰、地地反雷达导弹等类型,其中首先研制、装备部队使用的是空地反辐射导弹,且装备数量也最多。

从20世纪60年代的越南战争开始,反辐射导弹在历次的高技术局部战争中广泛使用。海湾战争中使用量达3 000多枚,被证明是一种非常有效的防空压制武器,在对地攻击装备体系中占据重要的地位。目前,已经有十余个国家(地区)的空军装备了十余种型号。空地反辐射导弹已经成为压制防空、取得制空权的有效武器,使用反辐射导弹已成为现代战争中不可缺少的重要步骤和手段。

自1961年美国海军武器中心在AIM-7“麻雀Ⅲ”空空导弹的基础上开始研制反辐射导弹以来,空地反辐射导弹的发展已经历了四代 [4]

1.第一代空地反辐射导弹

第一代空地反辐射导弹为防空压制型,主要用于攻击高炮炮瞄雷达,采用窄带(单波段)被动雷达导引头,直接瞄准攻击,射程10~20 km;典型的有美国的AGM-54“百舌鸟”导弹和苏联AS-5“鲑鱼”导弹,20世纪60年代开始装备。

“百舌鸟”空地反辐射导弹虽于1964年就首批装备部队,但其改进与生产一直持续到1981年,共生产了2.4万多枚;除大量装备美国海、空军之外,还向以色列、英国等国出口,迄今美军仍装备部分“百舌鸟”导弹。它的最大优点是可以挂在A-4、A-6、A-7和F-105G等各种飞机上;它的主要缺点是:导引头的频率覆盖范围窄、接收机灵敏度差、导引精度低、战斗部威力小、杀伤半径小、抗目标雷达关机能力差。

苏联AS-5“鲑鱼”导弹也属于第一代空地反辐射导弹,但它的块头却比“百舌鸟”大得多;其弹长约为“百舌鸟”的3倍(8.647 m),弹径约为它的5倍(1 m)。“鲑鱼”的最大射程可达180 km,最大发射高度为10 km,但最大速度只有0.9倍音速。由于“鲑鱼”体积大、重量重,因而苏军只好采用Tu-16G轰炸机来携挂它。这种导弹的最大特点是战斗部质量大,可以从较远的距离对敌方实施攻击。然而,它的不足也是显而易见的:导弹发射后的末制导雷达开机很早,因而易受干扰;发射高度至少在4 km以上,故受对方拦截概率较大。1973年,埃及曾使用25枚“鲑鱼”导弹攻击以色列的地面目标,结果有20枚被以色列地面防空火力击落。

2.第二代空地反辐射导弹

第二代空地反辐射导弹仍为防空压制型,主要用于攻击地空导弹制导雷达和高炮炮瞄雷达,采用宽带(多波段)被动雷达导引头,增大了射程,解决了作战使用灵活性和抗关机问题;典型的有苏联的“王鱼”、美国的AGM-78和法国的“玛特尔”AS-37,20世纪70年代中期开始装备。第二代空地反辐射导弹无论在结构上,还是在性能上都比第一代有质的提高。

在上述3种反辐射导弹中,苏联的“王鱼”导弹性能最佳。“王鱼”导弹于1972年正式入役,在现役各型反辐射导弹中它的弹长最长(10.7 m)、射程最远(海平面为250 km、高空700~800 km)、射高最大(10~12 km)、战斗部质量最大(1 000 kg)、速度最快(3倍音速),以至苏军必须使用Tu-16G和Tu-22M等轰炸机来搭载这种导弹。

美国的“标准”AGM-78相对于“百舌鸟”导弹增大了射程,最大可达56 km;采用了宽频带导引头,内装目标位置与频率记忆装置,并具有较好的抗目标雷达关机能力;战斗部威力增大了一倍。

“玛特尔”反辐射导弹于1971年生产并装备部队,其特点也十分突出:一是采用被动雷达寻的制导,抗电子干扰能力较大;二是具有全天候攻击能力;三是使用破片杀伤式战斗部,作战威力较大;四是可在高、中、低三种高度上发射这种导弹。

3.第三代空地反辐射导弹

第三代空地反辐射导弹分为近程自卫型、防空压制型和战场封锁型,20世纪80年代开始装备。

近程自卫型空地反辐射导弹是在空空导弹基础上改进发展的,典型的有美国的AGM-122A(在响尾蛇导弹的基础上发展的)。

防空压制型空地反辐射导弹主要解决作战使用灵活性和抗关机问题,采用宽带(2~18 GHz)导引头,捷联惯导+被动雷达复合制导和高速飞行技术,典型型号主要有美国的AGM-88、法国的ARF、英国的ALARM和俄罗斯的X-31П导弹。

战场封锁型空地反辐射导弹主要解决一段时间内封锁地面防空雷达问题,典型型号主要有美国的AGM-136A,它采用涡扇发动机为动力,具有较长的续航时间,可在目标区上空盘旋,封锁时间为20~40 min。

4.第四代空地反辐射导弹

第四代空地反辐射导弹是先进的反辐射导弹,典型型号有美国的AARGM;采用整体式冲压发动机,最大射程大于100 km;采用宽带(0.1~40 GHz)被动雷达+主动毫米波+GPS复合制导,显著扩大了可攻击目标范围,改善了抗目标关机能力,提高了命中精度。

未来空地反辐射导弹的运用将更灵活,打击范围更广,不仅地面雷达,而且运动中的舰载、机载和战略防御雷达等也都将成了它的打击目标。为了增加打击威力,反辐射导弹将普遍采用隐身技术并提高飞行速度,同时将采用记忆装置、软件程控技术等抗雷达关机和频率捷变措施。由于目前各国防空雷达的频率范围较宽,并有频率捷变能力,因此必须扩大导引头的频带。美国现役“哈姆”导弹的频带为0.8~20 GHz,英国“阿拉姆”导弹的频带为2~20 GHz。有关专家预测:未来反辐射导弹的频带将为0.1~40 GHz。

现今在役的大多数反辐射导弹因个大量重,在很大程度上限制了载机挂弹的数量,降低了总体作战能力。因此,反辐射导弹将向小型化和轻型化方向发展,使飞机的载弹数量更多。与此同时,为了不使单发导弹的打击威力降低,未来的反辐射导弹将主要通过采用高效炸药来提高杀伤力。

1.1.2.4 防区外导弹 [6]

防区外导弹(Stand-off Missile,SOM)是指在防空火力区域之外的空中发射、精确攻击纵深高价值目标的一类战术空地导弹。

防空火力区域按防御布势,一般分为点防御、面防御和战区防御三个区域,其纵深目前约为10~30 km、30~120 km和大于120 km。与此相对应,防区外导弹一般分为近距防区外导弹、中距防区外导弹和远距防区外导弹3类。

根据美国和苏联/俄罗斯签订的《限制战略武器条约(STALT)》和《削减战略武器条约(START)》的规定,射程超过600 km的空射弹道导弹和空射巡航导弹属于战略武器范畴。因此,防区外导弹的最大射程均不超过600 km,使其仍属于战术导弹武器范畴。

根据美国与7个发达国家于1987年签署的,之后有包括中国在内的14个国家加入的《导弹技术管制条例(MTCR)》的规定,战斗部重量超过500 kg、射程超过300 km的各类导弹,不得向外国出口。因此,出口型防区外导弹的最大射程均不超过300 km。

1.防区外导弹的特点

防区外导弹是一类新型战术空地导弹,其主要特点如下:

(1)防区外发射,以保证载机安全;

(2)精确制导,以达到精确打击;

(3)单一/子母式战斗部,以高效毁伤目标;

(4)模块化结构,以实现系列化、通用化。

2.防区外导弹与空射巡航导和通用战术导弹的区别

防区外导弹与空射巡航导弹和通用战术空地导弹,虽同属机载武器中的空地导弹范畴;但在结构和性能等方面有其特点,在作战使用方面更是有其优势。典型的防区外导弹(SOM)、空射巡航导弹(ALCM)和通用战术空地导弹(AGM)的主要性能和特点如表1-2所示,三者之间的主要差别如下。

(1)按射程大小,防区外导弹小于空射巡航导弹,但大于通用战术空地导弹。

(2)按精度高低,防区外导弹低于通用战术空地导弹,但高于空射巡航导弹。

(3)按战斗部类型,防区外导弹采用常规装药的单一/子母式战斗部,空射巡航导弹采用核装药/常规装药的单一式战斗部,通用战术空地导弹采用常规装药的单一战斗部。

(4)按动力装置,防区外导弹主要采用涡喷发动机,空射巡航导弹主要采用涡扇发动机,通用战术空地导弹主要采用固体火箭发动机。

(5)按作战任务,防区外导弹用于中/远距战术/战略攻击,空射巡航导弹用于超远距战略攻击,通用战术空地导弹用于近距战术攻击。

(6)按攻击目标,防区外导弹攻击纵深固定/活动目标,空射巡航导弹攻击纵深固定战略目标,通用战术空地导弹攻击战术固定/活动目标。

(7)按装备载机,防区外导弹适用于战斗机、攻击机和轰炸机,空射巡航导弹适用于战略轰炸机,通用战术空地导弹适用于战斗机和攻击机。

表1-2 三类典型空地导弹的性能和特点

1.1.2.5 空地导弹武器系统 [4]

在进行目标攻击时,特别是打击时敏目标时,空地导弹通常需要一个完备的支撑系统,才能完成作战任务。空地导弹武器系统是指由若干子系统协调配合组成的,具有特定摧毁能力的作战体系。根据空地导弹型号、特点与任务的不同,系统组成也略有区别。

1.近程空地导弹武器系统

近程空地导弹装备攻击机(强击机)、歼击机和歼击轰炸机等,主要用于战场空中支援和遮断攻击。近程空地导弹武器系统由近程空地导弹、载机及其火控系统和地面综合保障系统组成。

近程空地导弹可在敌前沿和浅纵深遂行精确打击任务,其典型目标主要包括坦克装甲车辆、堡垒工事、炮兵阵地、技术兵器阵地等战术目标。

载机火控系统主要用于完成对目标和载机的定位,处理目标参数,解算射击诸元,人工引导导弹导引头截获目标,向导弹装定所需参数,对导弹实施射前检查,完成导弹的悬挂、发射控制等任务。

地面综合保障系统完成导弹武器系统的地面技术保障任务,由综合测试设备和各种保障设备组成,主要完成以下功能:

(1)对导弹进行技术准备(导弹经过技术准备,从贮存状态转入战斗值班状态);

(2)对导弹实施定期检测;

(3)导弹的机场运输和挂弹;

(4)备件的测试与更换维修。

2.中程空地导弹武器系统

中程空地导弹武器系统由中程空地导弹、载机及其火控系统、机载捕控指令设备、地面任务规划系统和地面综合保障系统组成。

中程空地导弹可在敌地面防空火力圈外遂行精确打击任务,主要用于攻击敌配置在纵深的高价值大中型战略战役目标,典型目标主要包括工业设施、机场设施及停放的飞机、桥梁及交通枢纽、通信指挥中心、技术兵器等。

载机火控系统主要用于完成对目标和载机的定位,提供弹上惯导系统进行初始对准的基准参数,处理目标参数,解算射击诸元,向导弹装定所需参数,对导弹和捕控指令设备实施射前检查,完成导弹的悬挂、发射控制等任务;与机载捕控指令设备交联,对发射后的空地导弹实施“人在回路中”的捕控指令控制。

机载捕控指令设备主要包括中央控制器、指令形成与发射系统、图像接收处理系统、视频记录仪、环境控制设备和电源转换设备。其功能是接收弹上图像发射系统发送的图像,经处理后传送到机载火控系统的综合显示器上;飞行员或武器操作员在综合显示器上搜索、锁定目标时形成的捕控指令,则由指令发射系统发送到导弹上。此外,应能记录攻击过程的各种参数,以便事后分析。

地面综合保障系统完成导弹武器系统的地面技术保障任务,主要由地面任务规划系统、综合测试设备和各种保障设备组成,根据需要确定空地导弹1~3套任务方案,起飞前向载机火控系统装定。

3.空地反辐射导弹武器系统

空地反辐射导弹专门用于攻击地面雷达目标,主要是各类地(舰)空导弹制导雷达及高炮炮瞄雷达,同时兼顾攻击各类警戒、引导雷达;在空中进攻战役中,为对地攻击飞机提供有效的防空压制手段。

空地反辐射导弹武器系统由载机(包括无源侦察定位系统和火控系统等)、空地反辐射导弹和地面综合保障系统组成。

空地反辐射导弹由弹体(含弹翼、舵面、宽频带天线罩)、动力系统(火箭冲压组合发动机或固体火箭发动机)、制导系统(含被动雷达导引头、自动驾驶仪)、引战系统、电气系统等组成。

导弹火控、发控系统主要由目标无源侦察定位系统、火控计算机、导发架、视频显示器、发射控制盒及与之交联的机上惯导、大气机、高度表等传感器组成。导弹火控、发控系统主要完成雷达目标的探测与定位、射击诸元解算、射前检查及导弹悬挂、发射控制等任务。

4.空射巡航导弹武器系统

空射巡航导弹武器系统由空射巡航导弹、载机、地面任务规划系统和地面综合保障系统等组成。

空射巡航导弹武器系统的主要作战使命,是在敌防空火力圈外及昼夜条件下有效打击战略、战役纵深高价值目标,提高空军的远程空中威慑和精确打击能力。空射巡航导弹由弹体、动力系统(含涡轮风扇/涡轮喷气发动机及其附件、进气道、燃油系统等)、制导系统(含下视景象匹配/地形匹配系统、惯导系统等)、引战系统、电气系统等组成。

与载机交联的主要有火控系统和机弹接口。火控系统用于完成对目标、载机的定位,机上惯导与弹上惯导的交联对准,发射参数和条件的计算与装定,对导弹进行射前检查和发射控制等。机弹接口主要分机械接口和电气接口。机械接口主要是为满足挂机条件而增加的吊挂点,以及脱落插座和保险开关。同时,脱落插座和保险开关也是电气接口。

空射巡航导弹地面任务规划系统的基本功能是根据作战任务拟制攻击计划,规划载机飞行航线和导弹飞行航迹,制作导弹飞行航迹装定介质。地面任务规划系统由硬件和任务规划软件组成。硬件主要是服务器、图形工作站、微机以及一些外设硬件,硬件设备为任务规划系统提供运行平台及输入输出支持。任务规划软件是任务规划系统的核心部分。

5.激光制导空地导弹武器系统

激光制导空地导弹武器系统中设有激光目标指示器,包括激光器(包括电源)、瞄准系统和发射光学系统、跟踪装置3个主要部分。

有些目标指示器中附加了激光接收系统,可同时完成激光测距,在发射制导武器之前将目标距离信息送入火控计算机,控制武器的发射。激光目标指示器在整个武器制导过程中要保证激光束始终照到目标上;对较大的目标,则要求激光光斑稳定在目标的某一部位上。瞄准系统用于捕获瞄准目标,在采用电视跟踪的指示器中,可通过电视系统识别和捕获目标。发射光学系统的作用是将激光束压窄并把它发射出去。在目标机动性较高或激光目标指示器装在飞机上使用时,跟踪目标需通过转动光学系统操纵瞄准线实现。跟踪装置是激光目标指示器准确照射目标的保证。由于激光本身不能识别和跟踪目标,所以常用的跟踪手段有可见光手动跟踪、可见光半自动跟踪、电视自动跟踪、红外自动跟踪等。在激光目标指示器中,电视自动跟踪目标用得最为普遍。同时,通过电视监视系统,操作者可以直接观察跟踪效果,并可利用控制杆加入人工修正。 dilWkCvvDbeQT+WZnlzRxJDfmRFaZmH+l14NnlTK2ctN4nwyiq78gvTWBRrYdbQr

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