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空空导弹，是一种从空中发射并对空中目标展开攻击的导弹，它是歼击机的主要作战配置。这类导弹除了用作歼击机外，还可搭载于歼击轰炸机、强击机、直升机上遂行作战任务，与此同时，它也可以作为预警机、加油机等军用飞机的自卫武器。
空空导弹的结构不同于空对地导弹，因平台限制，这类导弹通常尺寸小、重量轻且具有精度高、威力大的特点。空空导弹一般由弹体、弹翼、制导系统、战斗部、引信、动力装置等组成。
空空导弹由制导装置、战斗部、引信、动力装置、弹体与弹翼等组成。它与机载火力控制、发射装置和测试设备等构成空空导弹武器系统。空空导弹与航空机炮相比较，具有射程远、命中精度高、威力大的优点。
“响尾蛇”导弹
1944年4月，德国首先研制成功X-4型有线制导空空导弹，但随着第二次世界大战结束，X-4尚未投入使用便胎死腹中。战后，空空导弹的发展经历了三个阶段。
第一阶段，是20世纪40年代中期开始研发，50年代中期研制成功，1956年服役的空空导弹。主要有美国的“响尾蛇”AIM-9，苏联的AA-1导弹。“响尾蛇”AIM-9是美国雷锡恩公司1946—1953年研发的近距红外制导空空导弹，是全世界第一种投入实战并有击落飞机纪录的空空导弹。该型导弹最大飞行速度2.5马赫，射程17.7千米，尾追攻击约7千米。
第二阶段，为20世纪60年代中期，这个阶段主要是对第一代空空导弹的改进和升级，使之在作战中更好地发挥自身的优势。越南战争后期和中东战争中空空导弹的作战能力也有了显著的提高。这个阶段空空导弹主要代表有美国的“响尾蛇”AIM-（1）、苏联的“蚜虫”P-60等。
第三阶段，从20世纪80年代开始，逐渐进入空空导弹的成熟期。这个阶段最主要的标志就是空战进入了超视距空战时代。全方位、全高度、全天候的作战已经变成了常规的作战方式。1980年的两伊战争、1982年的马岛战争和第五次中东战争、1991年的海湾战争中，第三代空空导弹的使用效果和作战能力都有了质的飞跃。这其中1982年英阿马岛战中， AIM-（3）“麻雀”空空导弹发挥了十分重要的作用。
（1）第一代空空导弹
1944年，德国研制出X-4空空导弹，是世界上第一种空空导弹。X-4是空空导弹的雏形，基本具备了现代空空导弹的特点：能够由飞机发射，导弹发动机为固体火箭发动机，采用有线制导方式制导。在当时X-4空空导弹毫无疑问领先于世界各国，属于高科技产品。但随着第二次世界大战结束，X-4空空导弹还没有进入实战便无疾而终。
第二次世界大战后，美国、苏联等国于1946年开始研发空空导弹，经过十年的努力导弹研制成功，于20世纪50年代中期装备部队。第一代空空导弹有雷达寻的、红外寻的和复合制导三种制导模式。雷达寻的就是以雷达跟踪方式指引导弹飞行方向进而展开攻击；红外寻的，则是通过红外跟踪、测量来导引导弹飞向目标；复合制导又叫组合制导，是指通过多种导引设备参与制导的一种模式。如美国斯佩里和雷神公司研制的AIM-7A“麻雀”导弹，它采用雷达波束制导，最大飞行速度2.2马赫，射程5～8千米。
（2）第二代空空导弹
第二代空空导弹于20世纪60年代装备部队。具有代表性的红外制导导弹有美国的AIM-9D“响尾蛇”、法国的马特拉R530等。这两种空空导弹采用鸭式气动布局、制冷型硫化铅探测器和红外近炸引信。同时采用晶体管电路处理信号，使得导弹重量减轻，可靠性和寿命大为提高。比较典型的第二代雷达制导空空导弹有美国的“麻雀”AIM-7E导弹、英国的火光导弹。这两种导弹采用转动翼气动布局、连续波半主动雷达制导，具有一定的全天候、全向攻击能力。“麻雀”AIM-7E导弹最大飞行速度3.0马赫，作战高度1.8千米，射程29千米。
20世纪60年代，美国空军和飞机设计师认为，航炮将成为历史，导弹决定一切，空战的模式将趋向简单化：起飞—搜索—锁定—发射导弹—脱离。在此思维下，美国空军第二代歼击机上最初并没有安装航炮，完全以导弹为空战武器。这些飞机重视高空、高速性能，2马赫是这一代歼击机的基本要求。细长机身、大后掠角的后掠翼或三角翼是第二代歼击机的普遍特征。当然，这类歼击机都装备了雷达和雷达制导的空空导弹。
PL-5系列导弹
在越南战场上二代“麻雀”导弹存在一些问题，发射过程比较复杂，从确定目标到雷达锁定需要4—5秒，按下发射按钮后还要将近2秒导弹才能完成点火和发射。可想而知，这么长的反应时间，即使是有经验的飞行员，也无法在瞬息万变的空战中调整枪口（导弹）以致错失良机。为此，美军要求，为了提高命中概率，以后发现一个目标应至少发射两枚导弹。收到这样的指令，飞行员们自然是喜不自禁，结果，实战中，很多人拿导弹当子弹，像手握冲锋枪的斗士一样不管三七二十一地一股脑儿射完所有导弹。飞行员是快活了，但美国的弹药库却受不了了，于是赶紧纠偏：这咋行？完全是拿豆包不当干粮，简直开玩笑！于是又改成了原来的打法。然而“辉煌”的战果让美国国内炸了锅。有报道称，美国空军在整个越南战场上，共发射“麻雀”3导弹589枚，只有55枚命中目标，其他不知去向。由于10%的成功率实在太过难堪，后来军方只能之乎者也地扭捏很久才平息坊间怒火。
（3）第三代空空导弹
第三代红外制导空空导弹具有代表性的产品有美国AIM-9L“响尾蛇”、以色列的“怪蛇”3等。AIM-9L“响尾蛇”导弹于1978年服役，先进的鸭式气动布局，装配锑化铟制冷探测器。这种探测器的精度和灵敏度都很高，能够根据尾气的红外辐射来探测目标。AIM-9L导弹配备激光近炸引信，能够实现全向攻击。1982年底，美国对AIM-9L“响尾蛇”导弹进行了改进，改进型导弹为AIM-9M，主要加强寻标器的抗干扰能力，对目标具有全向攻击能力。
第三代雷达制导型空对空导弹比较多，如美制“麻雀”3B（AIM-7F）、俄制R-27以及英国产的天空闪光等都属于这种弹型。由于不少这类导弹选用的是单脉冲半主动雷达导引头，所以，其前向拦截、抗干扰以及下视/下射能力突出，加上完善的综合技术，这种导弹也可执行超视距攻击任务。这一时期的空空导弹基本满足超视距空战的要求。
（4）第四代空空导弹
第四代空空导弹基本结合了雷达和红外制导的优长，以红外型来说，它在红外成像探测、射后截获及动力系统配置等方面技术日臻成熟，其跟踪效能、抗干扰率大幅提升，机动性更稳定以雷达型来说，除了采用常规外形气动布局、中途指令等复合制导手段外，还在弹体复杂软件嵌技术上突飞猛进，让“发射后不管”成为现实，提升了导弹抗干扰能力及超视距全向攻击能力。
纵观全球，目前较著名的第四代红外类空空导弹有美制的AIM-9X响尾蛇、以色列的怪蛇（4/5）等。雷达型的有美制的AIM-120、俄制的R-77、欧洲产的ASRAAM等，可谓性能各异、样式繁多。对不同飞机的拦截能力突出。
从20世纪90年代开始，我国为提升部队武器系统的国产化水平，于90年代末，研发出霹雳-9导弹，该型导弹有着与以色列“怪蛇”-3的弹体大体相同，但在制导稳定翼方面有所区别。霹雳-9导弹参考了乌克兰头盔瞄准具引导设计，研发出的国产型称为TK-14。生产定型后的霹雳-8、霹雳-9和“怪蛇”导弹射程均为15千米，而后续新型霹雳-9C的射程则可达22千米。
从整个战争形态看，实战中大规模使用空空导弹应在越南战争时期，因为属于新的作战武器，当时的空空导弹稳定性还有欠缺。据统计，整个越南战争期间，美军的许多“麻雀”空空导弹因受天气、环境等客观因素影响，仅有一半数量的导弹能够正常使用，其他的成了摆设。此后，由于技术的逐渐成熟，空空导弹的各方面战斗性能和稳定性明显增强，在空战中的影响越来越大。
1973年第四次中东战争期间，以色列空军在空战中击落阿拉伯国家飞机331架，其中81%是空空导弹的功劳。
在1982年的英阿马岛之战中，英国海军航空兵的“鹞”式舰载攻击机发射了27枚AIM-9L空空导弹，击落了高达25架阿根廷“幻影”等战机，其命中率之高足以令人惊叹。
在现在以及未来的战争中，制空权的争夺越来越激烈，而空空导弹则是空战中最至关重要的那一把利刃，谁在空空导弹上占优势，谁就在空战中占优势。
可以说，空空导弹是空战的利器，如果没有先进的空空导弹，再尖端的战机也只是显摆蓝天的“纸鹰”。因此，很多国家在研发、装备先进战机的同时，都十分注重研发与之相配套的更先进的空空导弹，以提高自己的空战能力和战场主动性。
此外，为了保持战机的作战能力，武器装备的维护、保养非常重要。为了始终保持空空导弹处于良好状态，世界各国正在逐步建立与之相适应的综合保障体系。