

(接上)进入21世纪,全球中距弹竞争进入白热化。美国推出了终极改进型AIM-120D。在“小翼+静不稳定+大舵偏”换取低阻、远界能量的基础上,并没有采用双脉冲技术,而是深度优化双推力发动机。引入GPS辅助导航和更先进的软件算法,能够实现更精确的爬高弹道。通过化学配方和药柱设计优化,榨取发动机最大能量,从而将射程提升至160公里以上,并拥有更强的抗干扰能力、离轴攻击能力。

而欧洲六国则选择了一条更为激进的技术路径。他们认为传统固体火箭发动机在末段能量不足是致命缺陷。于是,他们将目光投向了固体燃料冲压发动机,并在此基础上研制出了“流星”(Meteor)导弹。其射程达150km,采用高能含硼固体燃料,比冲可达到6000~12000的水准,是传统火箭动力空空导弹燃料比冲的3~5倍。全程通过吸气燃烧维持3-4马赫的速度,还可以通过调节推力大小分配冲量,采取高空巡航,俯冲攻击等弹道来延长动力段射程与增加末端交汇时速度。在整个飞行包线内都保持充沛动能。冲压发动机使其在80-100公里后仍能以3.5马赫以上的速度追击目标,其不可逃逸区被宣称是AIM-120的数倍之大。甚至有可能具备二次攻击的能力,即在错过目标后再次启动发动机,在双向数据链引导下转向再次攻击目标,这是传统空空导弹无法做到的。

但冲压发动机结构复杂,亚音速阻力大,依赖空气进气,最高弹道高度一般不超过15000米,而且对大过载机动敏感,所以固体燃料冲压发动机推进的空空导弹的极限射程较难进一步提高。 美国AIM-120D和欧洲“流星”导弹的出现,预示着未来超视距空战将是“射程+能量”的终极对决。

而我国随着2011年歼-20首飞,空军装备部正式下发《2020年前空空导弹发展规划》,第一次出现“远程双脉冲”关键词。2013年5月,国防科工委批复“霹雳15工程”研制代号,定位“第四代中远距主动雷达空空导弹”,与歼-20、空警-2000同步形成体系战技指标,继续由樊会涛担任总师。

射程方面,霹雳15对于RCS为5㎡目标,迎头射程大于145km,远超霹雳12C的70km。不可逃逸区大于55km,总重小于210kg,仅比霹雳12C增重11kg。末端存速要求1.5马赫时仍可用30g过载机动。采用惯导+北斗+双向数据链+有源相控阵末制导模式,同一载机可制导6枚导弹攻击6批目标。为了兼容挂架,弹径保持203mm。弹长小于3.996,以适配歼-20的内置弹舱。 双向数据链采用L波段+S波段双冗余,跳频1024位,可以接受载机、预警机、北斗卫星的数据链引导,数据更新周期为0.1秒,延迟小于20毫秒。从而保证中段导航累计误差小于30米。

末端制导方面,有源相控阵导引头由X波段的T/R组件96片组成,单片峰值功率8W,天线增益达36dB。电子抗干扰措施包括自适应置零和跳频等,干信比大于60dB。末制导阶段,对RCS为5㎡目标截获距离大于22km。 在保持歼-20弹舱兼容性的前提下,霹雳15要实现射程和末端能量的双重飞跃。 这意味着不能靠简单增大尺寸和重量来换取性能。传统的单室双推力发动机,虽然解决了初期加速和续航问题,但推力曲线是固定的,无法根据实际交战情况灵活调整。理论计算表明,霹雳15如果仍然采用单室双推力发动机,55km后的末速仅1.15马赫,且可用过载仅18g,如果靠加大装药量提高能量,弹重则严重超标大于250kg。

霹雳15的双室双脉冲发动机配备两个独立燃烧室,第一脉冲的燃烧室装填高燃速15mm/s的药柱,燃烧时间约3秒。第二脉冲的燃烧室装填低燃速4mm/s药柱,燃烧时间约12秒。两级脉冲配备两个独立电控点火器,点火间隔在60秒之内可设定,由载机火控计算机根据目标距离、速度等特征而灵活装订。

显然,隔离装置是实现双脉冲发动机安全性设计的关键。第一脉冲发动机工作期间,要求隔离装置作为燃烧室结构的组成部分,提供第一脉冲稳定燃烧的场所,需要耐受高温、高压的严酷环境,并保证全过程的结构完整性。更为重要的是,保证第二脉冲推进剂所受到的影响在规定的安全范围内,应起到阻燃、隔热的作用。第二脉冲发动机激活时,要求隔离装置能够快速可靠打开,打开后不能产生有可能损害长尾喷管、燃烧室等的喷出物。

霹雳15的双燃烧室隔板推测为12毫米厚的三维编织碳/碳复合材料,表面敷设碳化硅涂层,从而保证烧蚀率小于0.15mm/s。

我们知道,通过双脉冲固体火箭发动机能够真正实现革命化的弹道成型,从而大幅度提高动力射程。第一脉冲发动机工作时,导弹以给定的爬升角开始爬升。爬升至25~30千米的高空,空气密度减少了近97%,升阻比良好,导弹可以进行长距离无动力飞行,大幅度增大了射程。接近目标时,第二脉冲发动机开始工作,空空导弹二次加速,可使末速增大,能够维持高G机动,极大拓展了不可逃逸区。

所以从公开纸面数据来看,虽然霹雳15和AIM-120D的不可逃逸区均为约55km,但是导弹末端的能量来源和质量却有显著差异。AIM-120D的末段存速约1.4马赫,不考虑火药燃烧其重量为162kg,其动能本来比末速1.5马赫,210kg的霹雳15低约15%。超过55km时,AIM-120D进入滑翔阶段,依靠尾部四片小型全动梯形舵面实现末段机动。而霹雳15的第二级脉冲刚点火,补推区至少多出15-20km,实际上把不可逃逸区外延到至少70km,而且根据战术需要可以动态调整。这迫使对手必须在更远的距离上就开始规避,极大地压缩了其战术选择空间,这正是霹雳-15被誉为“空战规则改变者”的核心原因,也是中美两国在空空导弹技术上一次典型的代差体现。

在2017-2018年间的靶试期间,霹雳15共发射28发实弹,26发命中,命中率92.9%,证明了其无与伦比的可靠性。歼-20内置弹舱2发齐射,靶机位于125km外,双目标俱毁,验证了歼20与霹雳15组合的快速、隐蔽猎杀能力。2019年1月,霹雳15正式定型,射程、抗干扰等指标超标15%。

在印巴“517空战”中,印度空军的阵风、苏-30MKI等主力战机显然在超视距阶段就遭到了霹雳15的沉重打击。而印度宣称的回收未爆弹,是其试图找回颜面、提振国内士气,并为其“阿斯特拉”导弹研发寻找突破口的无奈之举。面对一个已然构建起完整自主研发体系、迭代速度日新月异的对手,试图通过解剖一两件的武器来窥探未来战场的制胜密码,无异于痴人说梦。

从广西农田里那枚沉默的麻雀残骸,到克什米尔上空令对手胆寒的“霹雳”,这条崛起之路,始于越战烽火中的一次偶然馈赠,历经了仿制霹雳4的艰辛探索、“阿斯派德”引进的消化吸收,再到霹雳12实现主动雷达制导的历史性突破,最终在霹雳15上完成了从追赶者到并行者,乃至领跑者的华丽蜕变。

霹雳中距空空导弹的弹径虽始终定格在203毫米,但其内涵早已天翻地覆:从依赖真空管到集成有源相控阵,从简单惯性导航到融合北斗与双向数据链,从单推力到双推力,再到双脉冲。这不变的弹径尺寸,恰是衡量中国军工技术指数级增长的最深刻标尺。