美帝战机的毒牙 详解AIM9“响尾蛇”导弹

响尾蛇导弹是一种热寻的、短程空对空导弹，被广泛运用于各种军用作战飞机和部分武装直升机上。五十年来，响尾蛇的各种变形和改进型被各国航空兵使用。北约规定，当空战中发射热寻的空空导弹的时候，北约飞行员必须在无线电广播中使用暗语：“FoxTwo”来提示友军导弹发射。[转自铁血社区]响尾蛇是迄今西方阵营使用最广泛的导弹——超过110,000枚导弹被美国和其他盟国生产出来，而其中可能有百分之一在空战中被使用。响尾蛇是迄今使用最古老、价格最低廉、设计最成功的一型空空导弹，估计迄今至少击落270个空中目标。响尾蛇的设计中一大亮点就是结构简单、方便升级。据说最初响尾蛇设计的目标就是：生产一种性能可靠、效果良好的导弹，它的电子系统复杂度只相当于一台收音机；而它的机械系统复杂度只相当于一台洗衣机。这个目标在早期生产的导弹中被很好地实现了。2002年，美国海军专门举行了一场纪念仪式，纪念响尾蛇诞生50周年。响尾蛇导弹的英文名称是：Sidewinder，取自一种蛇类的名称，这种蛇体积很小，平时使用红外线感知器官来捕捉温血猎物（PS：Sidewinder，角响尾蛇亦译侧进蛇。）[转自铁血社区]响尾蛇于1946年在海军军械测试站开始研制，该站位于加州Inyokern，就是著名的中国湖武器试验中心的前身。最初这个项目仅仅被当成一个机构内部的研究项目，提出这一构想的是一位名叫WilliamB.McLean的工程师。McLean最初将他自己的项目称为“LocalFuzeProject602”。这个项目靠实验室基金，志愿者的帮助甚至保险基金来维持开发（当时被称为一种寻热火箭）。而直到1951年以前，这个项目没有接到任何官方资助。直到当年响尾蛇被展示给WilliamDeakParsons海军上将——海军军械局的代表时，它的性能已经十分不错。图为WilliamDeakParsons海军上将而到了1952年，该型武器按照指定流程受到了官方代号。通过使用一些新技术，响尾蛇的结构十分简单，而性能却又比空军开发的同类产品（AIM-4猎鹰导弹）更可靠。通过在越南战场的实践，美国空军也对猎鹰的性能深表失望，最后还是使用了响尾蛇。[转自铁血社区]响尾蛇在设计上借鉴了Enzian导弹设计上的一些独到之处，但是更多的还是革新，这些革新最终显著地提高了它的性能。首先，它的导引头结构酷似人眼的结构：使用一个矩形透镜替代了Enzian导弹控制系统中原有的“操舵”镜，前者被安装在响尾蛇导弹的头部，其对角线交点被垂直固定在导弹轴线上，透镜可以围绕这个圆心水平转动。红外线感应器则被安装在透镜的后方。当透镜平面的长轴、导弹的中轴线还有从目标通过镜片折射到红外线感应器的红外线处于一个平面时，目标发射的红外线就可能被红外线感应器感知（当然早期响尾蛇红外线感应器视界很窄，导致目标离开导弹轴线不能很远，远了就不行了）。因此透镜折射目标热辐射到达红外线感应器的连线和导弹中轴线之间夹角可以引导导弹飞向目标所在大致方向。响尾蛇探测到的目标偏离导弹轴线的角度大小取决于目标热辐射到达透镜时，其折射点距离透镜边缘有多远。如果目标距离透镜固定轴很远，被红外线感应器捕捉到的目标红外辐射肯定是通过接近透镜边缘的区域折射来的。由于透镜以固定角速度围绕导弹中轴作自旋，所以当目标发出红外线落在透镜边缘的时候，角速度一定的情况下，透镜边缘自旋的线速度肯定会很快，反之红外线折射点处于镜子中央的时候，线速度会很慢。目标离轴角度可以根据透镜上折射红外线持续时间长短被估算出来。[转自铁血社区]而响尾蛇则采取了不同的跟踪方式——一种被称为偏置导引的跟踪方式：响尾蛇并不直接飞向红外线感应器感知到的目标方向，而是飞向目标未来将要到达的位置，在那里与目标“会合”。当连续两次测量后发现目标保持在导弹左前方5度角的位置的时候，导引头不会要求控制系统改变导弹当前飞行方向。而当目标正在以和导弹相同速度偏转到导弹右前方45度角的位置的时候，导引头会发出信号要求导弹向右偏转来追踪目标。只要保证无论在何种情况下，导弹和目标之间连线只要保持方向不变，二者总有交会的那一刻。这就是偏置导引技术的精髓，而且这种算法的技术实现也十分简单，在空战实践中这种技术十分有效。但是仅仅靠这个还是不够的，响尾蛇必须具备飞行中修正自身飞行方向的能力。如果飞行过程中导弹一直以导弹长轴为轴心进行自旋，那么势必影响导引头中透镜自旋时的速度恒定性，进而影响导弹跟踪目标时的精度。为了修正导弹自旋带来的精度偏差，要设计一种感应器来感知和修正这些偏差。所以在导弹尾部的稳定翼面外侧又加装了很小的控制翼面，它们被称为“陀螺舵”。[转自铁血社区]飞行过程中高速气流流过这些翼面，如果导弹开始自旋，高速气流流过控制翼面时产生的扭转力矩迫使导弹恢复稳定状态，从而保证了跟踪精度。这样响尾蛇的设计师们用一种很简单的机械装置达到了与复杂的控制系统相同的效果。响尾蛇的测试型号——XAAM-N-7，终于在1953年的9月份成功试射。据说之前13次发射全部失败了，可见一件新型武器从研发到定型要走过多艰难的道路。但是WilliamB.McLean和他的研发团队并不气馁，而是耐心的寻找故障原因并不断修正设计上的缺陷。就这样经过不懈的努力，终于在第14次试射中成功地击落了QB-17靶机。最初的生产型号——AAM-N-7（就是后来的AIM-9B），终于在1956年正式投入使用，而其性能则开始伴随着在实战中的实践而不断改进提高。[转自铁血社区]AIM-9由多个公司各自生产的不同部件组装而成，这其中也包括两个主制造商——福特航宇和雷声公司。整个导弹分为四个主要部分：导引控制段、引信、战斗部和动力系统。导引控制段主要用来控制导弹飞行。最前端是红外线探头，包括旋转标线、反射镜、四个光敏电阻元件、电动马达还有电枢。红外线探头被布置在导弹弹头的球形玻璃罩内。探头之后就是导弹控制系统：包括数据采集、信号分析、直到最终生成控制信号来引导导弹飞行。此外在导弹弹体上还有一根控制脐带，平时插在导弹挂架的控制接口上。当导弹发射时，发射信号就是通过这根脐带传递给导引控制系统的，而当导弹发射出去后脐带也被扯断留在挂架上。[转自铁血社区]由于红外线探头属于热敏元件，温度越低其敏感度越高，所以必须为其配备专门的冷却系统，因此从AIM-9L/M型开始导弹搭载一个35MPa气压的氮气瓶，此外为响尾蛇配备的导弹挂架上也开始配备专用的高压氮气瓶。而最新型的AIM-9X型导弹则包含一个低温发动机来负责冷却红外导引头。战斗部：AIM-9H/L/M型导弹装有一个11kg重的连续杆战斗部。所谓连续杆战斗部就是由一组金属棍采取首尾相连的方式连在一起形成一个金属环，平时压缩在一起，爆炸时由于炸药产生的冲击波瞬间，金属环瞬间张到最大。这种战斗部爆炸时威力很大，金属环张开时产生的机械力能甚至能将邻近的敌机拦腰切断。所有其他类型的老式响尾蛇则配备了一个10kg重的破片战斗部。而最新型的AIM-9X型导弹沿用了AIM-9L的环形破片战斗部——WDU-17/B型战斗部，由美国Argotech公司研制。这种战斗部有约200根钛棒构成，总重4kg。[转自铁血社区]响尾蛇战斗部测试，爆炸后形成了一个范围很大的环形杀伤圈WDU-17/B型战斗部动力系统：多数响尾蛇导弹都采用了Mk36无烟发动机作为自己的动力系统。由于导弹飞行时没有明显的尾迹，敌机飞行员难以通过肉眼来发觉，更谈不上及时避让了。此外动力系统还包括专用的固定装置用来将导弹固定在发射挂架上。导弹尾部的尾翼用来保证导弹飞行稳定，避免飞行中翻滚；而尾翼上的陀螺舵则用来避免导弹飞行中出现自旋。[转自铁血社区]而到了最新型的AIM-9X型导弹则取消了陀螺舵的设计，因为导弹内部已经有专门的姿态控制系统保证导弹飞行过程中不会发生自旋。此外新型响尾蛇采用了矢量控制系统——通过改变发动机尾喷口喷气方向来控制导弹的飞行方向，从而让导弹有了更加敏捷的飞行能力。响尾蛇首露锋芒是在1958年的9月24日发生的台海空战中。在后来被西方称为第二次台海危机的战斗中，对岸空军的F-86佩刀战斗机与解放军空军战斗机在台海上空爆发激战。对岸空军的一架F86使用响尾蛇B击落了我军一架落单的米格17尽管最初是海军主导了响尾蛇的研发历程，况且响尾蛇是作为空军主导下AIM-4猎鹰导弹的竞争对手而存在的，响尾蛇后来还是被空军接纳了。当国防部决定让美国空军也装备F-4鬼怪式战斗机之前，空军一直用F-4B进行测试。。1967年，空军决定用配AIM-4的F-4D战斗机参加越战。然而AIM-4表现让人失望，这使得空军决定重新让F-4D开始挂载响尾蛇。[转自铁血社区]海军型响尾蛇系列从早期的B型开始，到后来的D型都在越战中得到广泛运用，其中B型被称为第一代响尾蛇。与第一代响尾蛇相比，二代响尾蛇——响尾蛇D型、G型和H型都作了大幅改进，以此来改进导弹的各种性能。而在在海军响尾蛇改进过程中，Ault计划起到了很大的推进作用。越战中响尾蛇导弹命中率之低，已是不容忽视的危机。滚雷行动后的统计显示，美军75%的空战胜利是第一击达成的，也就是说战斗中的第一击仍是最有效的。但一旦敌躲过第一击，则再差的飞行员也会尽最大能力求生，此时要击落敌机就很难了。但由于导弹的高故障率，美军只有27%的第一击可以击落敌机，由此可看出导弹的故障率几乎抵销所有性能上的突破。“响尾蛇”空空导弹系列至今已相继研制出改进型号AIM一9C、9D、9G、9H、9E、9J、9N、9P、9L、9M10多个型号，性能不断提高，已发展到第三代AIM-9L/M。该型导弹的战术使用特点是具有近距格斗能力；能全方向、全高度、全天候作战。其主要技术特点是采用红外寻的制导，导引头用了氩致冷的锑化铟探澜器，从而提高了探测距离和灵敏度；采用固态电子组件，从而提高了可靠性并因减轻重量、增加了燃料致使射程加大；选用了激光引信，从而提高了炸点精确度。[转自铁血社区]现在，仅以AlM-9L/M为例，简单介绍“响尾蛇”导弹的尺寸、重量和性能特征：全弹长2．87米，弹径0．127米，翼展0．635米；全弹发射重量为87千克，战斗部重9．7千克；装一台固体燃料火箭发动机，可使导弹最大速度达到2．5倍音速，最大射程7公里，最小射程500-900米，使用高度15公里以上，最大过载26-35g.价格大约8.5万美元此系列空空导弹主要装备美国空军和海军，用于截击或空战；还向英国、法国、德国、意大利、加拿大、荷兰、西班牙、瑞典、挪威、澳大利亚、日本、菲律宾等20多个国家和地区出口销售，总共生产10万多枚，形成世界上最大的“响尾蛇”空空导弹系列。