杂谈20240625,木秀于林到木朽于林,响尾蛇导弹独霸到没落

文摘   2024-06-25 18:33   云南  

昨天感觉热,今天21度了,天从人愿,走了一圈还是觉得热,太奇怪了,隔壁邻居砸院子挖沟,噪音大的难受,烦躁得不想写,还是努力前进吧。


#响尾蛇导弹独霸之后1:抄袭

可以说,上世纪50年代,继承了纳粹德国的导弹技术启蒙之后,包括弹道导弹和巡航导弹,以及构想中的空空导弹,最终在二战后,迅速成为新型武器发展的方向,就是俗称的导弹化,陆海空都如此,这个趋势到现在还没有停息。

所有军兵种都在想办法开发各种不同类型的导弹,空空导弹,空地导弹,反坦克导弹,地空导弹,潜射导弹,大中小,远中近,单兵车载,舰载,机载,等等,乱七八糟的全部冒出来了,最近几年,中国和美国还搞出了单兵迷你导弹。

现在回头说响尾蛇空空导弹,该弹1953年原型试射成功,1956年7月开始装备,并在1958年9月24日,中国大陆歼-5被F-86携带的AIM-9B“响尾蛇”导弹击落,这是世界上第一次实战中空空导弹取得的战绩,在此之后,评价战斗机先进性的指标,不再是多少门炮,多大口径,而是挂没挂响尾蛇导弹

AIM-9B空空导弹的成功,很快扩散到北约集团所有战术平台,所有战斗机攻击机都装上了这个导弹,当然,这个扩散速度非常惊人,也扩散到了东方世界。

东方世界的响尾蛇导弹,还是1958年9月24日空战的残骸,中国方面自己看了好几个月,一点头绪都没有,最终不得不交给老大哥仿制,老大哥确实水平高,很快就山寨出来了,这就是K-13,很快返销到中国,最终中国仿制生产,这就是霹雳-2空空导弹的来源。

可以说,第一波冲击,AIM-9B导弹席卷了全球,东方西方都成了它的铁粉,但是第一波潮流过去之后,很快大家都有想法了,这就是第一阶段,木秀于林,大木独霸。

苏联的追赶:第一波失败到第二波逆袭成功

第一波冲击AA-8/R-60离经叛道惨败

山寨响尾蛇导弹后,苏联人感觉到很大的威胁和耻辱,美国人不断在9B的基础上挖潜,一口气搞出来10多款改型,使得苏联人觉得芒刺在背,立马追求全新设计,大变样击败美国,谁都没想到,第一次脱离离经叛道就遭到惨败,这就是苏联的AA-8空空导弹,北约给的昵称是蚜虫,讽刺挖苦导弹太小,就这一点证明,要想击败一个经典设计,不是那么容易的。

AA-8/R-60空空导弹( 1969年研制, 1975年服役)苏联三角旗机械制造设计局研制的第一种真正的近距格斗空空导弹,属于第2代近距空空导弹,北约命名为AA-8蚜虫,从其外形尺寸和发射重量看,堪称世界上战斗机使用的最小的空空导弹。

导弹长2.14米(9B导弹2.84米),弹径120毫米(127),翼展430毫米(609),弹重45千克(75),战斗部重6干克(11),采用固体火箭发动机,采用被动红外制导,最大速度2.5马赫,射程0.3-12干米,总体来看,该弹长度和导弹直径都比AIM-9B巨大的缩小,尤其战斗部,几乎锐减了一半,设计师考虑了直升机和战斗机攻击机通用性,后来发现是一个惨烈的决策,非洲空战中战斗机发射导弹后,连塞斯纳172这种弱鸡效飞机都击落不了,可以算是耻辱中的耻辱,该项目彻底宣告失败,这种学费,美国人在AIM-4猎鹰空空导弹上也狠狠的交了一次,几万导弹基本都是垃圾,实战根本打不中,在这里特别提醒,自主创新有风险,失败概率极大。

创新如同创业,第一次缺乏经验,失败概率极大,这是常态R-60/AA-8的失败给世界各国很大的警惕,不要瞎整,外形乱搞问题不大,尺寸重量弹头威力不能随便浪,总体来看AA-8唯一值得肯定的是总体设计,可以算是一种改良的AIM-9B,提高了机动性。

该项目虽然失败了,但是也有一些独特的亮点,主要集中在气动布局上,该导弹,在AIM-9B的鸭翼的前面加了4片固定整流片,提高了导弹的机动性,通过整流后,鸭翼的失速攻角更小,而且该弹也缩小了9B导弹过来的尾舵面积,极大地增加了后掠角降低阻力,但是还是保留了陀螺舵。

第二波逆袭成功之R-73导弹

第一次失败之后,苏联人遭到了很大的打击,所以也长期没有退役山寨的K-13导弹,但是他们也并没有就此停止,随着而来的就是第二波冲击,这一次冲击,获得了巨大的成功,彻底颠覆了AIM-9BDL三代的优势。

AA-11/R-73空空导弹( 1976年研制, 1987年服役),R-73是苏联闪电设计局研制的第四代近距格斗空空导弹,北约命名为AA-11射手,是冷战期间世界上最先进的近距格斗空空导弹。

导弹长2.9(持平)米,弹径170(127)毫米,翼展510毫米(630),弹重110千克(88),战斗部重8千克(11),采用固体火箭发动机,采用被动红外制导,最大速度3.7马赫,射程0.3-40千米。

该导弹的总体设计很优秀,很快被世界各国借鉴,以色列人最鸡贼动作最快,该导弹和R-60相比,将鸭翼向前和固定整流片靠拢,获取更大的气动效果,尾部则彻底取消了响尾蛇的标志性陀螺舵,安装了常规的舵面和推力矢量舵机同步动作。

反过来看苏联人吸取经验结果,首先看导弹长度,基本保持了和响尾蛇家族的水平,但是弹径几乎大了一半,弹种也大了25%,但是战斗部还是比较小,比美国响尾蛇导弹小了28%,但这是苏联人做测试的结果,多少大家不好说,总体来看R-73导弹的战斗部基本是够用的,攻击战斗机直升机无人机表现不错,再也没有出现掉链子的情况。

再挑剔的西方导弹专家对R-73的成功都表示钦佩,该弹很快就成了90年代后的新格斗导弹蓝本,他们看不上的,就是该弹过于复杂的结构,还有比较落后的导引头技术和舵机技术,这是苏联人的死点,没办法。

苏联导弹增重这么多的原因是提升导弹射程,必须采用更大直径的火箭发动机,这也是新一代近距格斗空空导弹比较重的原因,而且为了进一步增加机动性,苏联人率先在空空导弹中使用了推力矢量技术,这一点极大提升了导弹在近距离格斗时候的快速机动能力,立即成为新一代空空导弹的总体设计标配。

但是,苏联人的好运到了R-73导弹就直接卡死,冷战结束后30年,俄罗斯人一直没有在更新一代的近距格斗空空导弹上取得进展,最关键的问题是,他们研发新一代红外成像阵列导引头始终失败,一代神弹变成了朽木,被多个国家超越,其中就包括我们中国!

两步走的法国

法国作为一个历史文化深厚,工业技术军事技术很强的欧洲大国,在陆海空武器开发上很有自己的一套,经过美国第一波响尾蛇导弹冲击波之后,他们认真思考,也做出了自己的回答,这就是魔术导弹,包含了1和2型。

R.550“魔术”红外近距格斗导弹于1969年开始设计,1975年正式装备法军,曾出口到18个国家,性能比美国早期的“响尾蛇”AIM-9B、D要好。1985年,法国开始装备R.550“魔术”的改进型“魔术”2,性能略优于美国的AIM-9L。两型弹都采用红外制导。

魔术1导弹装备部队的时候,美国已经越过了B和D两代响尾蛇导弹,正在开发第三代导弹L,并在1977年装备,这也是法国人研发武器的常态,经常被美国拉下很多。

主要参数:

制导方式:红外线被动寻的, 全向追踪,弹长:2.75米(2.8),弹径:0.157米(0.127),重量:196 磅88kg(同),最大射程:16千米,速度:2.7 马赫(2.5)。

看总体性能,导弹长度基本不变,但是导弹直径增加,获得更大推力,稍快一点的速度,和苏联人一样,法国人也对老旧的响尾蛇导弹架构不满,推出了自己的独特设计,这就是前翼整流加梯形鸭翼方案,尾部的陀螺舵,被法国人改进成了尾翼空套设计,随着气流自动旋转,彻底不带来滚动问题,这一招确实把全世界都整不会了,包括美国人,还有这一手啊!!!

某手册公布的R550主要战术技术指标

目标Ma<2.5的飞机,弹径157 mm,射程最小500m,弹翼翼展660mm,最大2.3km (低空射程),鸭翼翼展470mm,6km (中空),发射质量90kg,10km(高空,这是不同高度空气密度不同,带来了阻力减小,美国俄罗斯的近距格斗空空导弹动不动20,40km就是在极高的高空测试的结果),动力装置,固体火箭发动机,作战高度21 km(不记得啥法国飞机能飞这么高),制导方式 红外制导,比例导引,速度Ma≤3,战斗部破片式高能炸药战斗部,机动能力35g (单轴)(这机动性就比较好了),引信红外近炸引信和触发引信,作用半径8m, 弹长2. 75m。

布局与结构

R550导弹的气动外形为“十"字形双鸭式。舵面位于导弹重心的前面,从而能在很短的时间里改变导弹的弹道。此外,由于弹翼的面积大,导弹的机动性得到了提高。在空空导弹中采用“十”字形双鸭式外形的优点是减少了舵面偏转的响应时间。此外,这种外形有一个与舵面引起的气流分离相适应的最大平衡攻角,不会因飞行控制系统出故障而使导弹侧向转动。这种饱和效应给发射飞机提供了-个非常有价值的安全系数,从而能使舵面的释放时间减少,这对近距拦截是一个很明显的优点。

为了避免俯仰舵面的差动偏转而产生的相反的气动力矩对弹翼的干扰,弹翼固定在一-个能绕弹轴自由旋转的套筒上,这时可以用一个简单的装置使横滚得到补偿。装在舵面前面的固定翼不但可以增大舵面的效应,而且由于它具有特殊的形状,还可以减少偏舵力矩。全弹分两个舱段,由卡箍连接。前舱为电子舱,后舱为战斗部和发动机舱。


法国马特拉公司的魔术-2是R .550魔术-1空空导弹的改进型,于1978年开始研制。其外形与魔术-1基本相同,采用双鸭式气动布局。另外,还采用相同的连接装置、发射导轨、脱落插头、破片式战斗部和保险执行机构。

因此,凡能装备R550魔术-1导弹的飞机都能装备魔术-2导弹。该导弹的改进主要有以下4个方面:

(1)采用了多元红外探测器导引头,灵敏度比魔术-1导弹提高了20多倍。多元红外探测器配有先进的数字式信号处理装置,大大提高了红外抗干扰能力,能抑制曳光诱饵信号

(2)采用了能抗电子干扰的主动多普勒雷达引信,以取代魔术-1导弹的红外近炸引信。

(3)采用新的Richard 固体火箭发动机。发动机由Protac SA公司制造,为单级推力发动机,复合丁烯药柱质量23. 65kg,燃烧时间1. 88s,推力增大了约10%,最大速度达到Ma=2。

(4)魔术-2可与机载雷达或头盔瞄准具随动瞄准目标,也可不依赖机载雷达自主搜索并锁定目标。魔术-2的发射准备时间很短,导弹具备了全向攻击能力。

总体来说,R550导弹算是法国人憋了20年的杰作,导弹基本保持了响尾蛇导弹的尺度和重量,总体性能有了相当的提高,不管在总体设计,还是在导引头发动机技术上,这个角度来看,法国人还是很牛的!

在总体设计的创新和关键的导引头技术上都取得了不错的成绩,基本融合了苏联人和美国人的长处,这里值得点赞。

法国和苏联人对美国响尾蛇导弹赞不绝口,但是在改进路线上他们还是觉得总体气动布局过于简陋,效率不足,尤其鸭翼大迎角偏转失速问题,所以他们做了前置整流片改善,而且他们也觉得导弹直径太小,发动机推力不够,都选择了增加直径的做法,但是苏联人更胆大一些。

AIM-9X导弹设计还是保持了美国人的气动外形简洁设计,他们觉得,有了推力矢量发动机,外加可动的尾舵,配合美国人超强的舵机技术,吊打所有选手不成问题,这种选择也没错,但是和竞争对手相比,几乎没啥优势了。

假如说AIM-9B,9D,9L时代美国人还可以独霸天下,但是到了R-73导弹之后,美国人显得有点不思进取,换个牛逼导引头换个推力矢量混饭吃,原有火箭发动机原样保留,即使该导弹服役超过20年,也没有进行传说中的第二波大改,将火箭发动机直径从127cm升级到160cm,和中国法国导弹一致,凭借美国更强的发动机技术,新一代导弹将再次领先,但是没有但是,20多年,就这么拖了下来,让中国法国德国甚至日本都赶上来了!

假如说在老三代响尾蛇空空导弹上,美国人是跑得最快的仔,但是到了冷战后,群雄并起时代,美国人跑得就相当随意了,被法国人赶上,后来还有德国人,中国人,开始出现了劣势。

美国的9X导弹,假如要挑刺的话,那就是过于保守,采用了9L的老发动机,别的国家的导弹基本都用了更粗的发动机设计,大多在160mm的水平,能提供更大的推力和总冲(发动机推力在时间上的累计效果)。

在总体设计上,美国人这种设计,全世界都认为太简陋,最终不约而同的走了大边条翼加尾翼的设计,只有英国人走了爱国者导弹的光杆设计,最终结果,美国人凭借战斗机外销优势疯狂推销9X,并不是他们的导弹超级牛逼,而是战斗机配套优势,外销的F-15,F-16,F-18给美国带来了无穷无尽的后续弹药 订单,你用也得用,不用也得用,这就是他们的路子。

海量的F-16战斗机出口,使得美国的AIM-9X配套飞机机载设备和武器升级中,接上了AIM-9L的路子。

中国的霹雳-10空空导弹,总体设计很像法国的米卡红外导弹,指标也类似,听说最近些年,霹雳-10还出了一款类似米卡雷达导弹的改型,可以说,法国人的双用途导弹设计,再次获得中国认可和跟随。

米卡导弹指标:

目标战斗机、直升机和巡航导弹等,翼展480mm ;60km (最大,雷达型),发射质量110kg,500m (最小,红外型),动力装置双推力固体火箭发动机,速度Ma=4,制导方式 惯性+指令修正+主动雷达/红外,机动能力,35g (红外型)成像,50g (雷达型),战斗部,高能破片战斗部,12kg,3.1m,引信主动雷达,160mm。

这些指标单独看一下,可以发现,导弹比上一代增重了几乎30%,这是推力矢量和更高速度更大射程的要求,雷达型的射程比最早期美国AIM120导弹射程更远,后期改进就被超越了,导弹的战斗部也比老的响尾蛇多了1kg重量,看来他们觉得原来弹头打的不够狠。

近距格斗空空导弹技术上,中国走了法国的路子,这也不算啥耻辱,法国的设计确实好,总体布局和导引头,发动机推力等平衡的比较好,而且依靠巨大的边条翼,该弹具有很强的作战性能,低空高空都如此,这里看弹翼也有一个特别的诀窍,那就是高空飞行空气稀薄,弹翼小了升力不够,做不了足够的机动。

总体来看,法国人在空空导弹技术上确实很好,不管是导引头,还是舵机以及发动机战斗部等方面,这些都比我们好一点,这也迫使我们设计师开动脑子,尾舵采用了比较罕见的前掠设计,降低舵机功率需求。

和米卡导弹相比,我们的红外导引头尺寸比较大,带来了更大的阻力,射程也会受影响,这是基本技术的差距,不是简单能弥补的,这也说业内常说的,做传感器,保持高性能而且要求小尺寸非常难,价格极其昂贵,随着最近些年,中国光电技术的井喷,未来可能会看见更小口径的红外成像头。

或许这就是常态,牛逼的美国人或者法国人,在技术上很强悍,但是他们的进步速度不够快。

PS:今天就到这里吧,累得很了,不知道明天写啥,或许休息。

大水来
航空技术爱好者,哲学爱好者
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