霹靂10個頭之大出乎意料,殲20第3種中遠程空空飛彈呼之欲出

2021-01-18 貞觀防務

近年來,中國的四代機、三代半戰機開始大批量服役,隨之而來的包括更先進的配套機載武器,其中最突出的就是霹靂-10、霹靂-15空空飛彈,這讓我國的空優戰力有了質的提升。

不過談到霹靂-10很多人會認為其「個頭大」,最近網上傳出了一張霹靂-10與俄制R-77雷達制導空空飛彈同框的照片,這可能是殲-16與進口蘇-30MKK進行聯合演習時,共用地勤人員。但有網友會發現,短程的霹靂-10看起來似乎和中程的R-77「一樣大」,這雖然是視角的緣故,但霹靂-10「個頭大」確實一直被外界之一。其實,霹靂-10「個頭大」是事實,但絕非「傻大個」,而是更寬廣的未來。今天,北國防務就來說說這事。

西方現代的短程飛彈與中程飛彈的尺寸差距,其實也是比早期飛彈來得小,原因是中程飛彈變小了,但短程飛彈卻變大了,自然尺寸的差距就縮小了。究其源頭,是從美國的AIM-120飛彈開始的。上世紀70年代,美國為了驗證下一代短程飛彈的發展策略,進行了大規模的AIMVAL/ACEVAL空戰演習,由F-14與F-15配備AIM-7飛彈以及多種模擬的短程飛彈構型與配備簡化版AIM-9L全向位「響尾蛇」飛彈的F-5E進行多對多空戰。

測試結果很有趣,多種模擬的短程飛彈,不管是離軸角變大(搭配頭盔瞄準器)還是探測距離加長,其實在多對多混戰的差異不大,最後都會被具有數量優勢以及全向位射擊能力的F-5E所擊垮。反之,F-14與F-15有一半以上的戰果是用AIM-7打下的,只可惜一次只能攻擊一個目標,導致剩餘的F-5E可以逼近F-14/15並用「發射後不管」的紅外飛彈互相擊落。

美國空軍研究完測試結果後認為,具備多目標攻擊能力的中程飛彈才是扭轉數量優勢的關鍵,因此啟動了「先進中程空空飛彈」(AMRAAM,即AIM-120)計劃以研發出下一代中程飛彈。而原本設計只有「響尾蛇」飛彈與機炮的F-16也被下令納入AIM-120的發射平臺中,一方面是因為美國空軍需要更多的戰機能發射中程飛彈,才能避免敵軍用大量廉價戰機壓垮F-15機隊。

另一方面則是該實驗也顯示F-16單靠短程武器要爭取空優是不靠譜的,但F-16在發展時以「論斤計兩」的精神減重到了極致,導致其找不到一個地方可以貼附中程飛彈降低阻力,因此空軍下令AIM-120必須以F-16翼尖掛點的承載為上限,使掛在翼尖的AIM-120可以產生升力並降低F-16的誘導阻力,抵銷彈身的部分阻力。於是AIM-120的重量就從AIM-7的230千克一下子減輕為152千克,並在日後的改良中也謹守重量限制。

幸運的是,由於技術的進步,AIM-120減重後的射程反而比AIM-7更遠。這是因為早期飛彈使用的模擬電子技術無法進行太複雜的運算,因此飛彈發射後其實是不知道自己位置的,只是用導引頭鎖定目標後就拼命調整彈身讓導引頭維持固定的目標角度,利用幾何關係讓飛彈自然撞向目標。

但AIM-120已具有數字運算能力還有一具小型慣導系統,因此在發射後會計算目標的相對距離,如果距離尚遠就會先爬升到高空,一方面將火箭動能轉換成勢能,在彈道末端又轉換回俯衝動能來追殺目標,另一方面則是利用高空大氣稀薄,阻力較低的特性來延長飛行的距離。這種技術原本用在F-14的「不死鳥」飛彈,使射程達到140千米以上,而用在比AIM-7輕上1/3的AIM-120上也可使射程達到70千米而超越了AIM-7。

短程飛彈的發展卻是相反,在AIMVAL/ACEVAL演習中,海軍主推的方案是具有70度離軸攻擊能力的AIM-95飛彈,除了增加導引頭角度與整合第一代頭盔瞄準器外,還必須採用矢量推力噴嘴才能利用剛發射的低速階段快速轉向,來追擊以大角度高速通過的敵機。

然而,除了矢量噴嘴會增加重量外,低速轉向階段也會浪費大量的火箭動能,導致後續追擊的無力,因此飛彈的火箭發動機略微加粗來彌補離軸追擊模式所損失的能量。雖然海軍沒有繼續AIM-95的研發,但卻刺激蘇聯開發出概念幾乎相同的R-73飛彈,其重量就比前一代的K-13飛彈多了17千克。

如果短程飛彈的趨勢是越做越大,而中程飛彈的趨勢是越做越小,那兩者的重量有沒有可能變成同一個量級?其實這也有先例了,那就是法國的「米卡」飛彈。跟F-16相同,法國「陣風」也是在設計時減重到了極致的一種戰機,這就限制了搭載飛彈的數量。於是法國就將雷達制導的中程飛彈縮小到比「響尾蛇」飛彈略大一些,則在機腹下就有4個掛點可用,掛載總數可達到8枚。

雖然縮小火箭多少會影響了射程,但「陣風」如果先用電子戰手段破壞對手的第一波攻勢,逼近到「米卡」飛彈射程後就能同時攻擊6-8個目標!為了完成這個策略,「陣風」領先其他歐洲戰機配備了相控陣雷達,以擴大同時攻擊的角度與目標數。

霹靂-10飛彈的彈徑是160毫米與「米卡」飛彈相同,重量為105千克只比MICA輕了5千克,約為R-77飛彈的62%。不過,這也表示霹靂-10飛彈如果改採中程飛彈的高空飛行模式,將火箭初始動能儲存為勢能而不是浪費在轉向上,是可以達到接近「米卡」飛彈的射程(據信為50千米)。

事實上,「米卡」飛彈的紅外版就具備了雷達版的數據鏈與慣導系統,以利用「發射後鎖定」方式使射程突破導引頭距離的限制。而美國的第二代AIM-9X也配備了雙向數據鏈,可能是搭配紅外搜索及跟蹤吊艙的採購作為全紅外的超視距作戰之用。因此,霹靂-10飛彈稍大的彈身其實沒有影響殲-10/16掛載的數量,並增加了未來擴展性能的空間。可以說,霹靂-15、霹靂-12之外,殲-20未來不排除有霹靂-10改這一「第三種」中程空空飛彈。

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