
(接上)目前正在服役的第三代红外近距格斗导弹大多是在20世纪80年代完成设计定型的,难以满足现代空战的需要,主要表现在双元或四元红外导引头对目标迎头探测距离太小、抗干扰能力差、离轴角还是较小。因此必须发展第四代代红外近距格斗导弹以满足现代空战的需要。

1999年3月首射、2003年正式列装的AIM-9X由美国空军和海军联合研制。美国空军和海军对AIM-9X的性能要求各有侧重,但一致要求其总体的战术性能要超过前苏联的R-73。AIM-9X保留传统响尾蛇导弹的127毫米直径弹体、MK-36无烟固体火箭发动机、DSU-37B激光近炸引信、WAU-17B连续杆战斗部和鸭式气动布局,但由于增加了推力矢量控制系统,其前后气动舵面均大幅度缩小。低速时最大攻角可达50°,导弹的转弯速率达到60~100度/秒,最大射程19千米。导引头采用了蓝宝石材料的头部整流罩,相对于第三代格斗导弹普遍采用的氟化镁材料的整流罩,蓝宝石在高速飞行中气动加热后产生的红外辐射更低,降低了导引头的背景噪音。采用128乘以128、斯特林制冷的锑化铟凝视焦平面红外成像探测器,工作波段为3~5um,可以对抗最新型的红外干扰装置。根据美国军方的模拟空战结果显示,当与装备第三代格斗弹的战斗机交手时,与联合头盔指示系统交联的AIM-9X导弹载机拥有50:1的胜率。配合F-35的联合头盔指示系统、AN/AAQ-37光电分布式孔径系统或者第三方通过数据链提供的目标指示信息,AIM-9X还可以实现“越肩发射”,攻击位于载机后方的目标。

同样为了对付周围几乎所有国家从苏/俄获得的R73,以色列于1997年开始正式研发“怪蛇-5”导弹,并于2003年在巴黎航展上首次亮相。不过以色列并没有可靠的矢量推力发动机,只能沿用的“怪蛇4”的复杂气动布局,其双鸭翼由两部分后掠角为58度的大三角翼组成,前部的三角翼为固定弹翼,后部的三角翼为舵翼。接着是两个水平方向的全飞行副翼、四个固定的逐渐变窄的边条、尾部还有4个固定弹翼。不过双鸭翼会产生额外阻力,在强调缩小翼面、增加末端能量和增加射程的现在,双鸭翼已经成为过气网红了。
“怪蛇-5”最引人称道之处,是采用了全新的双波段氢制冷锑化锢焦平面阵列引导头,采用320X240像素。并配置10枚微型处理机并行处理来自两个波段的红外图像,从而能够在下视、不良背景和云层条件下截获类似于无人机等小型微信号目标。

显然进入21世纪初,世界顶尖空军已开始普及第四代格斗弹,而中国空军的主力格斗弹存在至少10年的代差。一旦进入近距格斗,中国飞行员将处于“看不见、打不着、跑不掉”的绝对劣势。加之第五代隐身战斗机歼-20的研制,一款落后的格斗弹会严重拖累整个战机体系的战斗力,中国空军需要一款与之匹配的、世界顶尖的“空中刺刀”。是继续改进霹雳-8,还是另起炉灶?最终,以梁晓庚总师为代表的团队力主高起点立项,直接瞄准世界最先进的第四代格斗弹技术。

他带领团队攻克了四大核心技术:霹雳10的“眼睛”:红外成像导引头技术;霹雳10“筋骨”:大角度推力矢量控制技术;霹雳10的“翅膀”,先进气动布局;霹雳10的“大脑”,综合飞控软件。

霹雳-10选择中波红外成像焦平面阵列方案,在当时已经是一项极其艰巨的挑战。据推测,霹雳-10采用与AIM-9X Block2类似的高性能锑化铟中波红外焦平面阵列,像元规模为256x256,并配有高效的微型斯特林制冷系统。单波段红外成像提供的抗干扰能力足够应对绝大多数现役红外诱饵弹。

双波段红外成像是追求“绝对保险”的更高境界,但通过特征识别、运动分析、纹理分析、人工智能等多层、多域的算法融合,单波段红外成像同样能达到极高的抗干扰实战效能。导引头还采用摆动的万向支架,使导引头框架角达到±90°以上,提高了导弹离轴发射和跟踪能力。

推力矢量方面,其使得导弹在低速、高空飞行状态下仍然可以产生较大的横向过载,从而增大导弹的攻击区、减小导弹舵翼展、提高导弹的快速性。霹雳-10不同于首次采用推力矢量的俄罗斯R-73,其推力矢量系统是其卓越气动布局的补充和增强。而霹雳-10的第二代推力矢量是其从设计之初就深度融入整个系统的、与气动布局平等的核心控制手段。其能量效率更高,控制更精细,能够在整个飞行包线内更频繁、更主导地使用推力矢量进行控制。不同于R-73的外露的、较复杂的偏转环,霹雳-10的轻量化耐高温碳-碳复合材料构成的喷流偏转片精巧地侵入燃气流,利用气动效应使主流发生偏转。

全新设计的气动布局也是提升霹雳10过载能力的核心手段。霹雳10彻底抛弃了第三代格斗弹的鸭式气动布局,大幅度缩小了舵翼面尺寸,采用了 “头部窄小边条、中部边条翼、小展弦比尾部L形舵面” 的气动布局。头部周边布置了4个窄小边条,当导弹以大攻角飞行时,头部的小翼会提前产生一股强度可控、位置稳定的脱体涡,在主边条翼生效之前,头部涡流就开始对弹体后部的气流进行“梳理”,为后续的涡流控制打下基础,使导弹从较小攻角开始就拥有良好的俯仰和偏航稳定性。

与头部边条交错分布的中部边条翼是主要的“涡升力”提供者,使得导弹在50-60G甚至更高的过载机动中,依然有充足的升力来维持飞行和转向,显著增强导弹在大攻角下的稳定性。即便发动机推进结束后,仍可以较好的保持飞行姿态和速度。

尾部L形舵面相比于传统的十字形或X形大舵面,极大地减少了飞行阻力。而且L形翼面为导弹尾部中央的推力矢量喷口留出了充足、无遮挡的偏转空间。

霹雳-10的这套气动布局与推力矢量和先进飞控深度融合,在高速、高机动和全包线控制之间取得最佳平衡,共同赋予了霹雳-10那种令人生畏的格斗能力: 霹雳10的低空过载可以达到60G,在空战中能够迅速将头部指向敌机,并做出任何必要的机动来追踪并摧毁目标。即便在高度超过1.5万米,速度超过1.5马赫的情况下,仍旧可以获得15G左右的过载,完全可以胜任攻击任何第五代战机的任务。

我国霹雳10导弹问世晚于西方主流四代格斗导弹10年的时间。这期间的世界红外探测能力的提升明显、最大探测距离可达90公里,所以大多数西方的红外格斗导弹在射程上都大幅落后于红外探测距离。霹雳10格斗导弹抓住了这一后发优势,采用了长3.69米,直径160毫米的大弹体,获得最大射程60千米,显著高于美国AIM-9X的19千米,再配合头盔显示器,可以获得对F22这样没有头盔显示器和红外感知能力的五代机近距单向屠杀的绝对优势,更不会出现F22发射AIM-9X打高空气球都费劲的窘境。
另外,第四代格斗弹的机动性让近距空战变的非常危险,战斗机将力求避免进入近距空战,更多寻求在中远距战胜对手。那么进一步增大红外格斗弹作战范围实现先射先中,以应对超巡和超音速机动性、雷达隐形的第五代战机就是理所当然的选择。显然,霹雳10已经模糊了视距和超视距空战的界限,其边界仅受红外探测精度和锁定距离限制。
实际空战中,F22只能通过相控阵雷达和数据链来支持AIM-9X大离轴角发射。在歼16的电子吊舱干扰下,F22的相控阵雷达和LINK16数据链的性能均将大幅度降低,蒙着眼睛的“猛禽”即便有利爪也只有被啄的份。

从飞行员王自重的悲壮牺牲,到如今在近距锁定F-22,苍穹之上的天平已然扭转,那枚曾经让我们付出鲜血的“响尾蛇”,最终激励我们锻造出了更锋利的苍穹之剑。霹雳-10标志着中国空空导弹事业完成了从“跟踪仿制”到“比肩引领”的历史性跨越,更象征着中国空军已经拥有了在最极端的近距格斗中,与任何来犯之敌一决高下、并战而胜之的底气与实力。(全文完)