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日志

 
 

(转)霹雳12空空导弹  

2009-11-06 08:21:37|  分类: 武器装备 |  标签: |举报 |字号 订阅

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霹雳12空空导弹是中国研制的第四代先进中距拦射空空导弹,采用主动雷达制导,无线电近炸引信,具有超视距发射能力、多目标攻击能力、发射后不管能力以及全天候作战能力。它的研制成功标志着中国成为世界掌握主动雷达制导中距空空导弹技术的少数几个国家之一。

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歼10挂载2枚PL-8和2枚PL-12(白色)正在飞行主动。主动雷达制导的PL-12中距空空导弹令中国战机空战实力得到了很大提升。

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国庆60周年是最近军迷网友们最关注的热点之一。根据阅兵空中编队演练现场发回的图片来看,这次国庆60年阅兵的各类作战飞机都带上了导弹模型。阅兵航空兵编队第一次带弹飞过天安门广场,这的确让网友们热议了一阵,也唤起了民众对我国航空武器系统的极大兴趣。今天,笔者就简单的介绍一下我国的雷达制导空空导弹—PL11和PL12。

在空空导弹领域,我国应该说是成果颇丰。从具备空空导弹研制生产能力以来,我国军工提供了数个型号系列几十个改型且数量庞大的空空导弹供人民空军执剑在手保卫领空。但是长期以来我国装备的空空导弹种类仅限于红外制导的近距空空导弹,比如霹雳2,霹雳5,霹雳8和供应出口的霹雳9等等。欧美和苏联较早涉足的雷达制导空空导弹领域,在中国空空导弹发展历史上有着相当长的空白期。

其实在较早的时候,我国发展过一款半主动雷达制导的中距空空导弹——霹雳4。霹雳4是中国自行设计制造的第二个空空导弹,也是中国自行设计制造的第一个半主动雷达型空空导弹,以航空工业部所属第六一二所(现为洛阳光电技术发展中心)和株洲航空发动机厂为主,于1966年3月开始研制,1980年11月完成样机部件地面定型试验。1981年7月转入第二阶段研制,1984年生产出首批整弹样机、发射装置以及地面维护设备。1985年因其性能不能满足使用要求而停止研制。该弹采用与美国的“麻雀”3A(AIM-7D)相似的气动外形布局,即两对全动式梯形弹翼装在弹体中部,起控制舵和副翼双重作用,4片固定式三角形安定面装在弹体尾部,起纵向稳定作用。同时,该弹还采用与前苏联/俄罗斯在空空导弹设计上常用的方案,即“一弹、两头”方案,通过半主动雷达和被动红外两种不同导引头的互换,形成半主动雷达和被动红外两种导弹型号,代号分别为“霹雳”4甲(PL-4A)和“霹雳”4乙(PL-4B)。

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采用半主动雷达制导的中距空空导弹“麻雀”3A(AIM-7D)

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霹雳4的照片:可以看出霹雳4和麻雀外形非常相近。

根据相关资料介绍,霹雳4导弹是我国对美国麻雀半主动雷达制导空空导弹进行逆向研制的结果。在越战时期,美国发射的麻雀空空导弹命中率较低,有一些导弹燃料耗尽后落到地面,虽然受到一些损伤但是基本结构完好,对于我国这种对半主动雷达制导空空导弹研究比较薄弱的国家很具有参考价值。不过由于我国自身电子行业和火箭发动机实力薄弱,即便有先进的仿制原型也不可能将其性能完全实现。霹雳4在导引头探测距离,最大跟踪角速度和射程方面都与麻雀有着较大差距。随着霹雳4导弹装机对象歼九的下马,霹雳4导弹就没有继续发展。歼8Ⅱ也曾经要装备霹雳4空空导弹,但是由于用于霹雳4导弹制导的208火控雷达一直没有完全实现制导半主动雷达导弹的功能,霹雳4也就没能在歼8Ⅱ的翼下一闪寒光而是随着时间的流逝掩埋在历史的灰尘下了。

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歼9VI-III方案的想像图,歼9项目持续了整整14年最终下马。

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经过了改革开放后多年的积淀,我国的电子产业尤其是雷达产业水平有了较高的提升,在接近上世纪90年代的时期,我国已经基本具备了研制现代机载火控雷达和雷达制导空空导弹实力,也立项了相关的武器型号。

首先出现在国外媒体上的中国雷达制导空空导弹是被称作霹雳11的半主动雷达制导的空空导弹。国外媒体认为霹雳11半主动雷达空空导弹是中国对意大利阿兹派德半主动雷达空空导弹进行仿制的结果,而阿兹派德空空导弹的前身就是美国的麻雀空空导弹。因此可以认为霹雳11是中国对麻雀导弹的曲线追寻。不过虽然霹雳11基本达到了仿制原型阿兹派德性能参数,但是半主动雷达制导的固有缺陷让其并不足以担当我国空军主力武器系统的角色。

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正在接受检测的阿兹派德MK1A空空导弹,该导弹又被称为“蝮蛇”。

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霹雳11中距空空导弹从80年代就开始了研制。图为刘华清正在视察PL-11导弹。

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在挂弹车上的霹雳11半主动雷达制导空空导弹。

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半主动雷达制导原理是这样的:机载雷达对搜索范围内的空域进行搜索,截获目标机回波后即在平显或者仪表板上的显示器上,目标的方位角和高度等信息也会一并显示。飞行员根据回波的基本情况判断是否转入跟踪,如果需要对目标进行进一步探测,比如航迹生成,识别等等,飞行员在显示器上操纵跟踪波门套住相应的目标回波并按跟踪键。雷达转入对目标的跟踪后,就会按照一定的刷新速率生成目标的各种信息,完成发射导弹所需要的前期探测任务。如果需要发射导弹进行打击,飞行员即可发射半主动雷达空空导弹。于此同时,机载雷达的主瓣会持续性的对目标进行照射,半主动雷达空空导弹的导引头截获到目标反射的载机雷达回波后,即沿此回波方向飞行。也有些半主动雷达制导导弹还需要接受载机雷达的基准信号,与目标回波进行相干解算后得到目标位置。

根据上述制导原理我们可以看出半主动雷达制导空空导弹的几个先天缺陷。半主动雷达制导导弹在飞行的过程中需要持续性的接收目标的雷达回波,这就要求载机在发射导弹之后必须一直操纵雷达的主瓣对目标进行照射。这大大限制了载机的战术机动灵活性,也给了对方反击无法猛烈战术机动躲闪的载机的机会。发射半主动制导雷达导弹之后,如果载机发现敌方也有导弹来袭,要么在不中断自己导弹制导的情况下进行机动躲闪,这会大大增加敌方导弹命中的概率;要么立刻中断自己导弹的制导进行规避,这虽然能暂时保全自己但是会丧失命中敌机的机会。

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AIM-7麻雀中距空空导弹是一款典型的半主动雷达制导空空导弹。

现代战争对战斗机提出了同时攻击多个目标的战术性能要求。目前大多数机载雷达天线都是平板缝隙天线,只能提供一个主瓣信号进行搜索跟踪和制导。如果发射了半主动雷达制导空空导弹,雷达的主瓣就必须为导弹制导提供持续性照射,这也大大限制了雷达进行其他工作的能力,比如搜索和跟踪新的目标。因此,半主动雷达制导空空导弹也在多目标接战中无法方便使用。另外,半主动雷达空空导弹在发射后就一直按照比例导引率或者修正后的比例导引率进行飞行。如果目标发现载机的导弹发射,必定会采取战术机动降低导弹的命中概率。一般发现对方发射导弹后,目标机也会相应的射出一枚导弹对载机进行威胁,同时进行桶滚或者蛇形机动等导弹规避战术动作。导弹的火箭发动机通常只工作数秒时间,剩下的射程都是导弹靠惯性飞行,因此导弹的能量格外的有限。

下面两个战术规避动作就是利用了这一点:桶滚和蛇形机动都是目标迫使导弹消耗额外能量的过程。目标在进行桶滚或者蛇形机动的时候,半主动导引头收到的目标回波自然会随着目标的运动而运动,从而也操纵导弹以一定的过载进行机动以保证满足比例导引率或者修正后比例导引率的要求。这就等于额外增加了导弹的飞行路程,额外消耗了导弹的能量。很可能原本在射程内的目标导弹甚至无法射到,或者就算是射到也没有足够的能量命中正在机动的目标。由此可见,半主动雷达空空导弹在航路优化方面的能力十分不足。这是由于这个原因,动力射程能够达到60公里左右的霹雳11空空导弹在实际空战中的有效射程也只有25公里左右,不可逃逸区则更近。麻雀,阿兹派德等半主动雷达制导空空导弹也有类似的情况。麻雀在宣传中70公里的射程也包含水分,实际作战中的发射距离也不会超过40公里,对战斗机等机动目标的有效射程估计也只有30公里左右。

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F-15C做桶滚机动的电脑模拟图,这种机动动作可以消耗空空导弹大量剩余能量。

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基辅雷达厂现在能生产“阿加特”9B-1101K型半主动雷达导引头的改良版头。半主动雷达制导空空导弹在射程上存在明显不足。

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在几年前的珠海航展上初次露面的闪电10主动雷达制导空空导弹应该是中国第一型正式向世人解开神秘面纱的雷达制导空空导弹,也是第一型正式展出的超视距空空导弹。SD10虽然属于中国专门用于出口的中距雷达制导空空导弹,但是它的背后必然存在一个系统设计类似、性能更加优良的雷达制导空空导弹型号以供中国空军自己使用。其正式亮相标志着中国第四代空空导弹开始或者已经开始形成战斗力,标志着中国空军真正开始具备超视距空战能力,它的研制成功也标志着我国成为少数几个有能力自主研制主动雷达制导超视距空空导弹的国家。

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霹雳12中距空空导弹出口型号称SD-10A,图为国产SD-10A中程空空导弹。

闪电10A空空导弹是中国一航研制的第四代先进中距拦射空空导弹,采用主动雷达制导,无线电近炸引信,具有超视距发射能力、多目标攻击能力、发射后不管能力以及全天候作战能力,能够先敌发现、先敌发射、先敌摧毁、先敌解脱。可选择复合制导模式、发射后不管模式和被动跟踪模式等多种制导模式,具有多种抗干扰能力,适用于全天候、全高度、全方位的作战环境。能够在复杂多变的作战环境中精确有效地攻击各种有人驾驶飞机、无人驾驶飞机。

根据媒体相关介绍,闪电10的自用型号,也就是我国空军自己将会装备的主动雷达空空导弹的型号是霹雳12。霹雳12空空导弹弹头部没有导线肋条,中部弹翼固定,采用了流行的尾舵控制。霹雳12的弹翼比霹雳11小很多,大致相当于美国AIM-120A的尺度。采用主动雷达导引头,结合惯性和指令中继修正或者单向弹载数据链进行复合制导。出口型闪电10标称的最大射程有70-80公里,根据这个数字可以推算出霹雳12有效射程应该大于30公里。据航展上称,闪电10主动雷达引导头的有效作用距离在25-30千米左右,比AIM-120的略远。

总体来看,霹雳12的性能与AIM-120的早期型号AIM-120A基本相当。

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霹雳12中距空空导弹的雷达导引头导引距离比AIM-120略远。

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霹雳12导弹与霹雳8导弹的组合有效的提高了中国空军的空战能力。

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抛开具体的技战术性能不谈,霹雳12的出现让我国空军真正具备了超视距空战和多目标打击的硬实力。与半主动雷达导引头只有雷达回波接收机不同,主动雷达导引头同时安装了弹载雷达发射机和接收机。相当于导弹自己具备了独立搜索和锁定目标的能力。当然,弹载雷达受发射机体积和功率,雷达天线尺寸等限制不可能达到机载火控雷达的探测范围,不可能独立发现目标并且完全自主飞行。但是与半主动雷达制导导弹不同的是,主动雷达制导导弹并不需要载机的机载雷达进行持续性的照射引导,而仅仅需要载机的机载雷达每隔一段时间就刷新一次与目标交汇的预定坐标点数据。这个数据信息可以通过机载雷达旁瓣直接上链给导弹也可以通过载机的数据链发送至导弹的弹载单向数据链。导弹接受到预定交汇点坐标后,就将其对应至惯性制导系统的坐标系,导弹就按照惯导系统的引导独立朝向此坐标飞行。这就大大降低了目标机机动对导弹能量特性的影响。

因为主动雷达制导空空导弹的中段飞行不会像半主动雷达制导空空导弹那样随着目标机的机动而机动,而是有着更加科学的飞行弹道。一般空空导弹的固体火箭发动机只工作数秒钟,发动机熄火后导弹靠惯性飞行命中目标。导弹末端的存能对于导弹能否命中机动目标有着很大影响。主动雷达制导导弹因为在中段飞行时只需要朝着预定拦截点,并不需要时时刻刻按照比例导引率跟踪目标,就有了更多的战术空间去优化自己的弹道。比如在发射初段,火箭发动机推力较大的时候,并不让导弹平飞增速随随便便的把能量变成与空气摩擦的气动加热,而是按照高抛弹道飞行。也就是说,导弹不直冲着目标飞行,而是首先爬升。这样就把火箭发动机宝贵的能量储存成了重力势能,等到了末端导弹再俯冲加速追击目标。这时即便火箭发动机已经熄火,导弹的能量依然比较充足,很大程度上避免了半主动雷达制导导弹的先天缺陷。因此即便采用同样的火箭发动机,主动雷达空空导弹的有效射程都要大于半主动雷达制导导弹。

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AIM-120A导弹的导引头。受弹载雷达体积和功率的限制,导弹在追踪远端目标时同样需要载机支持,只是不需要载机进行持续性的照射引导。

另外,主动雷达空空导弹也解放了载机。载机的机载火控雷达不用持续性的照射目标,就可以继续接战其他目标或者进行搜索跟踪等其他任务。机载雷达主瓣只需要在进行其他任务时,每隔一段时间对目标数据进行一次刷新,生成新的预定拦截点并由旁瓣或者数据链上链给导弹就行。就算载机遭到攻击被迫暂时放弃对目标的跟踪,导弹也不会因为失去雷达照射而脱锁,而是按照上一次刷新的预定拦截点飞行。载机进行了战术规避机动后,依然可以重新为导弹提供更新的坐标点,此时载机制导的暂时中段并不会对导弹的制导产生致命性影响,只会从某种意义上来说降低了导弹的命中概率。等导弹到达预定的拦截点后就完全独立,脱离载机的引导,启动自身雷达搜索并且攻击目标。这让导弹保持命中率的同时,大大提高了载机的战场生存力。

主动雷达空空导弹一般具有30-40公里左右的有效射程,而其本身的主动雷达导引头的工作距离就有20公里左右。也就是说载机只需要负责导弹有效射程三分之一左右的制导任务即可完全不用管理导弹,这让载机进行多目标接战和攻击成为可能。在机群作战时,在较远距离上载机只需要对多个目标保持跟踪即可射出多枚导弹进行分别攻击。虽然一般的平板缝隙天线机载雷达只有一个主瓣,并不能同时照射多个目标,但是机载雷达的主瓣只需要按照一定速率扫过各个目标生成坐标即可。而且一旦导弹进入末端自导阶段,载机就完全不用管理导弹的飞行,导弹就会向各自瞄准的目标发动进攻。即便所有导弹都命中敌机的可能性不大,但是这样的多目标群射能够极大的大乱敌方的战术编队队形和战术意图,为下一波导弹攻击成功奠定非常好的战术基础。

采取主动雷达制导的霹雳12空空导弹就是这样一型极具战术优势的空空导弹。

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美制AIM120D中距空空导弹,相比于半主动雷达制导导弹可以说是实现了全面的超越。

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主动雷达制导的AIM-120与AIM-7包线对比图,黄色表示载机支持,绿色表示不需要载机支持。该图表明AIM-120不仅在覆盖空域上有明显优势,而且还大大解放了载机。

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同样装备了主动雷达制导空空导弹AIM120的美军在其刚刚装备部队就开始了对其的改进工作。我国在拥有了霹雳12这样优秀的主动雷达空空导弹基本型以后也必然也必须对其进行进一步的改进,以提高霹雳12的作战效能。

美国对AIM120的改进方向主要集中在空空导弹两个最需要提高的地方—动力和导引头。我国也完全可以借鉴类似的思路对霹雳12进行改进。首先,可以为霹雳12换装推力曲线更加优化的火箭发动机。传统概念中的火箭发动机只能在点火后以一定的推力工作数秒钟。新型的多推力发动机则拥有更优化的推力曲线,比如在发射初推力较大,将导弹很快加速至巡航速度,中段则推力较小保证导弹具有一定速度,末端突然增大推力让导弹在遭遇目标时拥有更充足的能量优势。AIM120改装过程中,采用了脉冲推力火箭发动机和二次点火技术,让导弹的能量尽量少浪费多多的保存,从而在总的动力射程不变基础上,大大增加了AIM120改进型对机动目标的有效射程。

霹雳12也可以换装我国类似的多推力火箭发动机。我国早已经在C701等反舰导弹上应用了双室双推力的固体火箭发动机,相信也有类似的火箭发动机用于霹雳12的改进。在改进后,霹雳12的有效射程很可能达到40公里以上,不可逃逸区也扩大至25公里左右。如果在霹雳12其他结构不进行较大改动的基础上,装备固体冲压发动机,则更可能改进出一个超远程空空导弹。

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AIM-120的结构图。AIM-120的火箭发动机具有二次点火技术,大大增加了对机动目标的有效射程。

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C701反舰导弹的双室双推力的固体火箭发动机技术也可用于对霹雳12的改进。

主动雷达空空导弹能否命中目标决定于其自己的主动雷达导引头能否有效的发现和锁定目标。现代战场通常都充斥着大量干扰。敌机在发现导弹来袭后,肯定会在进行战术规避的同时释放大量有源无源干扰。因此主动雷达空空导弹导引头的抗干扰能力就格外的重要。AIM-120的重要改型C-7在改进的过程中就格外关注了导弹的电子对抗能力。其综合了新型处理器和新型软件系统,并在雷达信号处理链接方面进行了改进,可具备更强的电子对抗作战能力。这种新导弹系统已经通过美军的验证测试,当时该型导弹在实施反干扰措施的情况下,成功将目标击落。

该型导弹的第一次试射测试是于2003年8月19日在佛罗里达埃格林空军基地测试靶场举行,雷神公司将此次测试称为是使用了现实电子攻击技术;第二次试射是于2003年9月6日在白沙导弹靶场举行,雷神公司表示第二次试射是使用了复杂电子攻击技术。这两次试射都直接将目标击落。同样,霹雳12要想能够在更加极端复杂的战场环境中命中敌机,就也必须在抗干扰能力上下足工夫。霹雳12的改进可以采取与美国类似的方式进行系统升级,采用计算速度更快体积更小的新型处理器并且在模拟对抗中更有效的摸索敌方干扰的信号特点编制出更加具有抗干扰能力的软件系统。

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枭龙正在投放红外/箔条干扰诱饵弹,这些干扰弹在现在对空空导弹仍然有很好的干扰效果。

(转)霹雳12空空导弹 - zhouliang803 - 亮亮的博客    AIM-120C-7型中距空空导弹是AIM-120的重要改型,该型重点加强导弹导引头的抗干扰能力。提高抗干扰能力也是霹雳12改进的一个方向。

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建国60年,我国航空兵拥有的武器系统效能得以巨大的提升。这又是技术影响战场的典型例证。一个国家必须拥有深厚电子、气动、材料、结构、信号和工程领域基础才能研制出更加先进的空空导弹。在我国装备霹雳12之时,世界上能研制主动雷达空空导弹并且实装部队的国家寥寥可数。这是我国军工产业的骄傲也是我国航空兵战斗力生成的转折点。希望科学技术能够在我国得到最高的尊重,从而让祖国的银鹰翼下能够挂载更加令人胆寒的雷达霹雳,保卫着共和国的天空。

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解放军配备的俄制R-77中距空空导弹,R-77在射程上要优于AIM-120,但准确性和可靠性稍逊。

下面是中国霹雳12中距空空导弹与AIM-120A/B及R-77空空导弹的性能对比表:

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下表是网易军事对霹雳12空空导弹的排名及国产化率评估,5星为满分:

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