殲-20拿霹靂-15攔截AIM-120靠譜麼?

2021-03-02 北國防務

上周,北國防務報導了俄軍已經正式採購新型中程空空飛彈「產品180」,這是R-77空空飛彈的大改型號,外形有變化,性能也有明顯提升。用途方面,「產品180」能夠全向攔截防空飛彈的說法頗為吸引眼球。

如果屬實的話,那麼這將是攔截彈道飛彈、巡航飛彈外一個新的「反導」領域。與之類似的還有空空飛彈攔截,俄武器廠商發過空空飛彈打空空飛彈的示意圖。相比起來,空空飛彈的攔截難度還更大。那麼,這種新「反導」靠譜麼?今天,北國防務(微信ID:sinorusdef)特約撰稿人楊政衛就以空空飛彈攔截來說說這事。

△各類防空飛彈擴散後,越發成為各國空軍關注的威脅

能不能打?第一個條件當然是能否看到,這是傳統上最難的地方,威脅最大的空空飛彈是對著你飛過來的目標,這時它幾乎以正面面對你,雷達反射截面積只有0.01平方米級,等於是隱身目標。

3代戰機(中國還在用的分法)中最好的機掃雷達對米格-21大小的目標探測距離為100~150千米,換算對迎面而來的空空飛彈只有24~36千米。所以想要用3代戰機的機載雷達找到空空飛彈,就會好像用米格-21在茫茫空域中找目標一樣。而且這個探測視野又僅限於前半球±60度內,正因如此,3代戰機不可能拿雷達來做飛彈預警,而是用雷達告警器(RWR)。但除了主動制導飛彈的末段制導階段外,RWR所抓到的其實都不是飛彈本身,而是飛彈掛載平臺的火控相關信號。

△殲-10C、蘇-35都有完善的光學告警系統,殲-20、蘇-57這些更先進的戰機同樣擁有

所以基本上可以說,3代戰機通常還無法自主發現來襲空空飛彈的具體位置,當然就不能取得火控信息。

這問題在部分3代半以後的戰機開始有解,例如殲-10C、蘇-35、米格-35、「陣風」、F-35、殲-20有分布式紅外傳感器後,可以自主發現任何近距離的空空飛彈,最大距離已經能達到10~20千米(對防空飛彈就更不在話下了,此類設備對大型防空飛彈的探測距離可達到50千米),而且可以訂出1度級的方位精度,滿足火控需求。雖然這種純被動的方式不見得能定出距離,但這種距離一定在飛彈射程內,所以有機會用來制導空空飛彈打空空飛彈。

上述最後防線預警能力能允許的反空空飛彈距離還是比較近,可實際上三代半及更新的戰機還是有雷達告警器,或是數據鏈等,可以提早掌握可能的威脅方向,並且能用更先進的相控陣雷達對該方向加強搜索。這時發現空空飛彈的距離就會多更多,並且取得完整的位置和速度信息,進而取得火控信息。

△中國電科14所在珠海展示了三面陣火控雷達,其「向後看」的優勢對許多作戰場景都有益處

只是,一般戰機的相控陣雷達視野只有±60°,這意味著如果它要對付空空飛彈,除非來襲空空飛彈剛好與它正在接觸的戰場是在同方位,否則它為了對付空空飛彈就極可能必須中斷任務。這樣一來,空空飛彈就算被攔截了,它任務也達成了(逼你無法完成任務)。

此時,如果戰機的雷達如果能夠「向後看」,那麼情況就會有所不同了,如蘇-35的主雷達視野可達±120°,在從雷達告警器等處發現遠方可能有飛彈後,在不中斷任務的情況下,用主雷達加強搜索,對飛彈探測距離可以遠得多。蘇-57則已使用三面陣雷達,探測「身後」目標會更輕鬆;中國軍工也推出了三面陣雷達,相信未來也會用上。當然,有三面陣雷達的必然會有紅外或紫外告警器,兩者共同作用下,對空空飛彈的作用距離又能進一步提升。

△蘇-35的雷達考慮了對付高速目標,有源相控陣等高性能雷達要實現這一功能並不難,優化軟體即可

第二個條件是能否火控?發現目標以後要能取得火控信息,飛彈的速度比飛機快很多,這會造成一些問題。如果火控雷達設計時根本沒想到要打那麼快的目標,那麼能否解算出有用的火控信息就是個問題。

畢竟目標越快,火控系統就需要在越短的時間解算出火控信息,否則算出來的火控信息可能是「過時」的。這對新一代的相控陣雷達應該不大,如蘇-35的「雪豹」E設計時就有考慮高超音速目標。

△發射中的R-77飛彈早期型號

第三個條件是飛彈能不能打?通常每一款飛彈都會有能攔截的目標速度範圍。超過最大目標速度的目標理論上就不能攔截(不能保證效果,或是根本無法攔截)。因為目標速度過大時,尾追模式追不到,迎面模式的反應時間太短,導引頭來不及反應。

R-73這樣的短程飛彈的最大目標速度通常在2200~2500千米/小時,換算約是2~2.5馬赫,意味著只能攔截減速到2~2.5馬赫以下的空空飛彈。而R-77這樣的中程空空飛彈的最大目標速度達3600千米/小時,超過3.5馬赫,僅略小於一部分中程空空飛彈的極速(約4馬赫,大於很大一部分防空飛彈的極速),因此除非距離近到人家的飛彈正在極速飛行,否則來襲空空飛彈通常都在可攔截速度內。

△「紫菀」、9M96這些第四代防空飛彈雖然末段能夠超機動,但討論這時候的攔截意義並不大

對於飛彈,還應該考慮的一個問題機動性,這可以分為兩階段來看:如果是對飛行中的空空飛彈,那機動性意義不大,因為來襲飛彈除非是在因應我機的反制機動,否則通常都是在「呆呆」飛行的模式(節省能量),再加上飛彈不會有飛彈預警系統,因此不會有反制機動,所以就機動狀況而言,打飛來的空空飛彈反而簡單;需要機動性的是發射階段,因為來襲空空飛彈可能來自四面八方,所以如果要有效的攔截,特別是又要攔截空空飛彈又不想中斷任務,那就要讓飛彈自己一發射就能劇烈轉向。

因此,空空飛彈(包括防空飛彈)並非不能攔截。要攔截飛彈,需要在預警、火控、飛彈方面都有一定的要求。要滿足這些要求,從載機性能來看,需殲-10C、蘇-35、米格-35、F-35、「陣風」、蘇-57、殲-20這級別飛機才能辦到。

△中國空軍的霹靂-12/15已經達到世界先進水平,具備攔截防空飛彈/空空飛彈的潛力

如果考慮搭配的飛彈,擁有R-77/「產品180」的蘇-35、蘇-57等俄制戰機,以及擁有「米卡」飛彈的「陣風」戰機優勢會突出一點。這兩種飛彈目標速度較高,而AIM-120、霹靂-12目標速度也高但極端狀況轉向能力似乎較差,不知會否影響攔截效果。

綜合來看,空空飛彈打防空飛彈/空空飛彈雖然傳言已久,但就技術條件來說,是近年才開始具備實用性,且還有很大的研究空間。例如戰機攜帶的飛彈數量有限,所以當然不可能盡情地用空空飛彈打防空飛彈/空空飛彈。據稱美國在發展更輕更便宜的短程空空飛彈,如果完成或許可以大幅增加載彈數,就可以增加此類攔截作戰的時機。


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