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硬核推荐空对空(空对空导弹速度多少马赫)

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  • 2024-03-10
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在去年的中国国际航空航天博览会上首度公开亮相的PL-15E外贸型中远程复合制导空空导弹吸引了不少关注,起因是该型导弹展板上标注的最大射程为145

硬核推荐空对空(空对空导弹速度多少马赫)

 

在去年的中国国际航空航天博览会上首度公开亮相的PL-15E外贸型中远程复合制导空空导弹吸引了不少关注,起因是该型导弹展板上标注的最大射程为145千米,与此前军迷猜想的数据存在一定差距,有人质疑是否“写错”,让不少军迷感到大失所望。

最大射程名堂多标注空对空导弹的最大射程,简直就是门“玄学”因为在不同的测试条件下,同一款导弹的这一指标会“大起大落”一般来说,发射高度越高,空气越稀薄,导弹飞行阻力就越小,就能打得更远导弹发射前,载机的速度越大,赋予导弹的速度增益就越大,同等条件下导弹便能飞得更远。

靶标在空中是相对静止、飞离、还是飞近,测出的同款导弹最大射程简直天差地别以美制 AIM-120A空空导弹为例,如果载机和目标均以1马赫速度飞行,那么在1万米高空载机迎头攻击目标时,该型导弹最大射程约75千米,尾追时为22.5千米。

如果高度降至8000米,迎头最大攻击距离就缩短到62千米,尾追攻击距离降为17.5千米当高度降到5000米时,迎头攻击距离进一步缩至47千米,尾追攻击距离仅有12.6千米 在国际市场上,俄罗斯空空导弹的最大射程常常优于同时代的美制同类型型号,个中缘由也很简单,若俄方载机与目标均在2 万米高空,都以1.5马赫速度迎头飞行为测试条件,这样测得的数据自然“好看”。

F-35发射AIM-120C导弹从实战角度出发,空空导弹最大射程的意义,是在某种程度上标示导弹能否追得上特定性质的目标然而,追得上,也不意味着一定能命中对于PL-15E这类采用弹载主动雷达末制导的空空导弹来说,还要解决导弹导引头能否锁得住目标、能否在目标施放干扰时依然“咬定青山不放松”、导弹存速能否满足末段机动的需求等一系列问题。

对空空导弹而言,其动力航程末段的导弹存速和机动能力必然明显下降,目标实施机动逃逸的成功概率会明显上升因此,正常情况下,没有哪个飞行员会在厂商宣称的极限攻击距离上发射空弹的最大射程,而是在锁定目标后,想方设法将目标逼入或迫使其接近己方空空导弹的“不可逃逸区”,再发起攻击。

所谓“不可逃逸区”,是指空空导弹飞行包线内的一个特定区域在这个区域范围内,只要导弹自身不出问题,即便按照敌机的极限飞行性能推算,目标也绝无可能逃过己方导弹的“死亡之吻”这是因为受人体承受载荷能力的限制,载人飞行器进行机动时,最大瞬时过载不超过12G,稳定持续过载不超过9G。

目前,空空导弹多使用比例导引律或修正比例导引律,只要导弹的过载能力是目标的3至5倍在导弹有足够存速的情况下,任凭战机如何做摆脱机动都无济于事也就是说,对空空导弹而言,虽说其最大射程和“不可逃逸区”范围大小存在某种内在联系,但后者的实战意义显然远高于前者。

各型空空导弹“不可逃逸区”的具体范围皆是其核心机密之一这类数据只能提供给用户,断不可能出现在防务展的宣传手册里,更不可能写在展板上不过,既然一款导弹公开摆上防务展的展台,那就必须提供一些公开数据,让公众对该型导弹的大体性能有一个直观印象。

于是,“最大射程”这种前提限制条件颇多的数据,便担起了导弹“形象大使”的重任一些国家为了“吸睛”,往往在不标明前提条件的情况下,对外宣传空空导弹的一些极限数据,甚至还任意“注水”另一些国家则从“示弱欺敌”的角度出发,在标注导弹最大射程时往往留有余地,以期在可能发生的冲突中打对手一个措手不及。

还有一种情况,即外销型武器性能必须控制在国际军控条约相关限制范围内,或外销型武器是针对购买国假想敌情况量身打造的“特供版”以维护地区军备平衡也就是说,国际形势、各国不同的国情和思维方式等因素,都会对外销宣传手册上公开的数据产生巨大影响。

展会上的PL-15E导弹具体到我国PL-15E数字编号后面的“E”,是英文单词“export”的首字母,“出口”的意思按各国惯例,同款武器的出口型号性能一般低于自用型号,因此军迷不必因中国航展上公开的PL-15E最大射程不及此前的“江湖传说”而产生一系列联想。

退一步说,与PL-15E同台展出的上一代同类型导弹 SD-10A,弹径203毫米,弹长3930毫米,弹重198千克,标称最大射程为70千米此次PL-15E公布的数据为弹径203毫米、弹长3996毫米,弹重小于等于210千克,标称最大射程为145千米。

也就是说,PL-15E在弹径相同,弹长仅增加66毫米,弹重仅增加12千克的情况下,标称最大射程竟较SD-10A翻了一番有余面对如此显著的技术进步,又有什么可“失望”的?提高射程途径多从此次中国航展展示的PL-15E与SD-10A模型来看,前者头部整流罩明显比后者尖。

考虑到前者弹长仅比后者多出66毫米,可以认为,二者除整流罩外的弹体尺寸,应大体相当要实现标称最大射程翻一番有余,就有许多讲究了

欧洲“流星”导弹在增程方面,许多人非常推崇欧洲“流星”中远程空空导弹采用的固体冲压发动机理论上,这种发动机可靠吸入空气中的氧气替代自身携带的氧化剂,大幅提高燃料携带比例,使发动机工作时间得以大大延长,从而让导弹最大射程“突飞猛进”。

不过,固体冲压发动机结构比固体火箭发动机复杂得多、空间利用率较低,价格也高如果仅仅是这样倒也罢了,问题是固体冲压发动机所用燃料与固体火箭发动机差不多,很难达到液体冲压发动机那样上千秒的比冲,其实际所能达到的比冲大体在400 秒至500 秒区间范围。

这虽比固体火箭发动机200 秒至300秒的比冲有明显优势,但因其空间利用率低,同等大小的弹体,采用固体冲压发动机后燃料携带总量可能还会低于固体火箭发动机,加上固体冲压发动机先要由固体火箭发动机将导弹加速至冲压发动机启动速度后,才能进入冲压模式,因此固体冲压发动机相比固定火箭发动机的优势并没有理论上那么大。

不仅如此,固体冲压发动机的燃料室压力大,必须付出重量代价进行结构加固,外置的两条固定进气道增加了系统重量不说,还增加了气动阻力这不仅削弱了固体冲压发动机的整体性能优势,而且冲压发动机本身受空气密度、迎角、速度等因素影响较大。

在高空、高机动状态时冲压发动机极易因进气不稳定而熄火

航展上的PL-15E导弹以“流星”中远程空空导弹为例,在付出极大的技术成本后,其性能并未像想象的那般完美它只有在1.5万米高空理想发射条件下,最大射程才能达到135千米为尽可能延长最大射程,“流星”在导弹速度上进行了妥协,最大飞行速度仅有2.95马赫。

如果它面对的是超声速飞行的战机,其有效作战距离将大幅缩短如果目标能进行大过载机动,“流星”那两条外置固定进气道将在弹体实施机动时让导弹速度急剧衰减,从而让该弹弹道末段存速较高的技术优势迅速消失此外“流星”因设置有两条外置固定进气道,使得全弹外廓尺寸较大,因此并不适合整合到第五代隐身战斗机内置弹舱中。

勉强整合,将严重限制内置载弹量因此,“流星”增大射程的技术路径,并不符合今后一个时期空空导弹总体发展趋势实际上,“流星”导弹所取得的那些特定范围内的技术优势,先进的固体火箭发动机同样能达到具体而言,主要指提高发动机比冲,采用双脉冲或多脉冲固体火箭发动机,以及改进飞行控制这三大技术途径。

提高发动机比冲的意义,大家都很清楚,这里不再赘述它主要取决于一国化工及材料工业水平双脉冲固体火箭发动机,则是在传统火箭发动机的燃烧室里,通过增加隔板将药柱分为两个部分,并使药柱的两个部分各自拥有点火系统。

这样一来,导弹可使用药柱的前半部分进行加速和巡航,在弹道末段使用药柱的后半部分为导弹补充能量并增强其机动能力、使得导弹能在远射程上做更大过载的机动,打机动性更强的目标这种技术途径,使得导弹的速度峰值有所降低,但全弹道平均速度明显提高。

这意味着,在导弹的总冲相等的情况下,双脉冲火箭发动机导弹的最大射程要比传统的固体火箭发动机导弹明显增加坊间曾有传言,PL-15E就采用双脉冲火箭发动机,当然,这一说法目前并无权威渠道证实至于多脉冲固体火箭发动机,它与双脉冲固体火箭发动机并无质的区别,不过是用隔板将药柱分成更多段,相关控制更复杂一些罢了。

美国AIM-120D导弹2015年左右服役的AIM-120D,并不像传说中的那样采用双脉冲固体火箭发动机尽管它安装的是与AIM-120C7同款的发动机,但通过优化飞行控制,最大射程增加了近50%,达到令人匪夷所思的160至180千米最大射程(依据报道来源不同,该数值有差异)。

AIM-120D是如何做到的,美方并未公开全部设计细节,但外界仍可从美国空军官方文件及相关论文里“管中窥豹”AIM-120导弹家族在D型之前的型号,打远距目标时高抛弹道高点达8至10万英尺(折合 24384至30480米),而D型将高抛弹道高点降至6万至7万英尺(18288至21336米),从而让导弹爬升时速度衰减较小,相应拉高了全弹道平均速度。

AIM-120D对弹载自动驾驶仪及舵机响应速度进行了优化,不仅让舵机执行指令时控制得更为精准,而且大幅减少飞行中的大过载转向次数从而最大可能降低了导弹飞行过程中的速度衰减加之该型导弹对弹翼和尾翼重新修形,其翼展和舵展较AIM-120C5/7又有所缩小,全弹升力系数有所提高。

在同等情况下 AIM-120D 滑翔和转弯所需要拉的攻角要比AIM-120C5/7更小,由此产生的阻力也相应降低此外,AIM-120D飞行速度在2马赫以下时,其零升阻力系数也有所降低,这就意味着,该弹在弹道末段能靠惯性滑翔得更远。

提高性能手段多目前,尚无权威消息来源,表明PL-15E是否也采用了与 AIM-120D类似技术改进措施。不过,评价一款武器应该全方位,而不应仅仅盯着诸多性能指标中的某一方面。

巴基斯坦空军装备的SD-10A导弹从PL-15E、SD-10A的外形尺寸、基本气动布局及研发年代来看,前者无疑是后者的更新换代型号从指导机制来说,SD-10A采用的是捷联惯导+主动雷达末制导的组合制导方式。

而在航展上的展板显示,PL-15E增加了“北斗”卫星导航+双向数据链修正这两种新的制导方式随着2020年最后1颗“北斗3号”导航卫星服役,“北斗3号”卫星导航系统完成了组网与“北斗1号”“北斗2号”这两个“前辈”相比,“北斗3号”不仅导航精度更高,足以满足精确制导武器需求,而且覆盖范围拓展到了全球,可为PL-15E潜在的海外用户提供开放式服务或授权服务,极大提高PL-15E攻击的精确度。

至于双向数据链,其本质上是一种通信协议及其相关设备有了双向数据链,PL-15E不仅可接收载机和预警机传来的相关目标信息,还具备将导弹传感器获取的信息回传给载机和预警机的能力双向数据链的引入,使PL-15E不仅能获得整个空战体系的支持,还能成为该体系中一个信息输出节点,从而提高己方总体作战能力。

至于PL-15E的主动雷达导引头性能,目前并无任何信息披露从SD-10A和PL-15E出现的年份看,结合近几年中国航展公开展示的中国军工在该领域令人瞩目的大幅技术进,相信PL-15E 的主动雷达导引头性能应比 SD-10A 的同类设备有长足进步。

由此推论,PL-15E的主动雷达导引头达到国际先进水平是完全可能的同SD-10A一样,PL-15E采用了正常布局+尾翼控制的气动控制方式位于PL-15E弹体中部偏后位置的4片固定弹翼负责产生升力,增加导弹射程。

尾翼控制的导弹,其升力方向与弹体及弹翼的升力方向相反,因此,整弹的升阻比比鸭翼控制的空空导弹要低一些,但尾翼控制的空空导弹胜在大迎角机动性更好,而且导弹处于大迎角飞行状态时尾翼不易失速,因此比较适于攻击高机动性目标。

如果PL-15E改成弹翼控制,那么弹翼控制产生的侧向力直接作用在导弹重心附近,使得导弹在改变方向的同时,弹体指向变化相对较小,导引头的视场变化较小,容易保持对目标的跟踪但是,弹翼控制的气动效率较低,需要大型全动弹翼才行,付出的重量和阻力都较大。

而且大型弹翼的转动可能造成涡流,影响尾翼的气流平衡,从而造成诱导滚转所以,PL-15E选择了尾翼控制方式,是权衡各方利弊后的结果,技术选择更倾向于兼顾远射程与机动性不仅如此,SD-10A 技术状态冻结时,尚未考虑到内置弹舱携弹需求,因此其三角弹翼的翼展较大,明显超过了AIM-120C5/7,而PL-15E 采用低展弦比梯形弹翼,以及切尖三角形尾翼。

其翼展和舵展数据虽未正式公布,但对比同台展出的SD-10A,PL-15E 的这两项数据应会大幅缩小这就意味着PL-15E在设计上,更适合由第五代隐身战机的弹舱挂载值得注意的是,在军迷中间流传一种说法:按中国军工惯例,当一款新武器公开摆上外销展台时。

更先进的下一代产品可能已接近定型了如果这种说法准确,那军迷朋友们就更不必在乎PL-15E的“最大射程”了

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