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1 # 海空防務觀察
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2 # 五嶽掩赤城
AIM-120是透過內部升級以及改進演算法、彈道的方式提升效能
首先美國AIM-120導彈所採用的這種氣動外形本身是最經典的對空導彈氣動佈局方式,這種佈局叫做“雙十字彈翼”或“X-X彈翼”。這種佈局控制力臂長,而且對各個方向都可以產生快速向量力矩,靈活效能非常突出,因而大多數對空導彈都採用這種翼面佈局,中國的霹靂-10、霹靂-12、霹靂-15也同樣是採用這種氣動外形。
AIM-120彈徑178毫米,彈長3.7米,重152公斤,最大射程方面AIM-120A是55公里,B型75公里,C型是105公里,D型則達到160公里
當然X-X彈翼佈局也不是沒有缺點,其最大缺點在於升阻比較差,飛行阻力較高。然而美國的發動機以及固體燃料技術可以說是執世界之牛耳,這方面缺點對美國來說後果並不嚴重,因而美國自然沒有必要在氣動佈局上做文章。
中國的霹靂-12同樣是採用X-X彈翼佈局
而AIM-120系列空空導彈,射程從最初的55公里,一路增大到160公里,在外形改變不大的情況下,射程得以增加兩倍多,靠的是最佳化內部結構,改進工藝以及最佳化彈道等方式實現挖潛,這種變革可以說有很大的借鑑意義。
最初的AIM-120A產量很少,在其小規模測試後不久就推出了AIM-120B型。AIM-120B型主要改動是制導系統從WGU-16/B更換為WGU-41/B,提高導引頭的運算能力。而其一大創新就是改進引導的演算法,之前導彈引導是典型的“狗追兔子曲線”,即時引導導彈飛向目標位置,改進之後是打提前量,計算出雙方交會時目標大致位置,從而引導導彈飛向該位置。這樣一來可以大大減少飛行過程中的姿勢調整頻率,最佳化彈道曲線。在其他條件都不變的情況下,依靠軟體手段將射程從55公里提升至75公里。
到了AIM-120C時,則是透過技術進步和工藝發展提升射程。AIM-120C幾乎把整個彈體內部結構都進行更換,導引頭換成WGU-44/B,新的電子元器件體積大大減少,戰鬥部換成WDU-41/B,重量從22.7公斤減少到18.1公斤,兩者的體積都減少了很多,使得燃料段增加了12.7cm。此外AIM-120C使用新的HTPB固體燃料,這種燃料採用新的澆築工藝,可以直接澆築在彈體內壁上,不再需要設計燃料罐,如此一來AIM-120C在外部體積不變的情況下,增加了約1/3的燃料容量,這樣使得導彈的最大射程從75公里,再次增加到105公里。
而AIM-120D採用的增程方式,則是透過走高拋彈道和二次點火技術路線。AIM-120D在執行遠距離攻擊時,採用類似“拋射”模式的彈道式曲線,導彈發射後先爬升到高空,高空空氣稀薄,飛行阻力大大降低,導彈可以飛出更長距離。而在臨近目標時,導彈發動機再次點火,利用事先剩餘的部分燃料再次加速,增加末端能量,提高末端機動效能從而提高摧毀率。透過這種方式,AIM-120D在僅增加10磅燃料情況下,最大射程暴增50%,達到160公里。
AIM-120D有個很大缺點,單價是AIM-120C的四倍……所以美軍除了F-22外,主要還是使用AIM-120C
綜合來講,AIM-120改進過程中增程方式,非常有參考借鑑意義,其更多是透過最佳化彈道和改進演算法這些“軟體”技術來提升射程,所付出的代價和負面效果最小。中國的霹靂-15同樣是採用AIM-120D的二次點火技術和高拋彈道來實現遠射程,外媒估計霹靂-15的最大射程可以達到非常驚人的300公里。
中國新一代遠端空空導彈設計其實還有一種學歐洲流星導彈的衝壓方案,但最終選擇是二次點火加高拋彈道的霹靂-15
值得一提的是,AIM-120的設計基礎其實並不理想,其設計初只不過想弄個射程40公里內的中近程空空導彈,因而其彈徑只有178毫米。雖然美國透過強悍的技術手段,硬生生的將其射程拔高到160公里,成為中遠端空空導彈,但畢竟還有先天體型限制因素在。在面對中俄等新一代中遠端空空導彈面前很吃虧,比如中國的霹靂-12彈徑是203毫米,霹靂-15彈徑在210毫米左右,燃料攜帶量上優勢明顯。所以美國也開始新一代超視距空空導彈AIM-260 JATM的研發工作,該導彈計劃在2026年前投入生產取代AIM-120,由此AIM-120的增程改進之路也宣告終結。
AIM-260目前有洛克希德·馬丁和雷神兩組人馬進行設計,圖為洛克希德馬丁方案的想象圖
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3 # 魑魅涅磐
當前美軍最先進的機載中距彈就是已經改進多次的AIM-120D機載中距彈了,該導彈經過升級改進後,最大射程已經由早期AIM-120C的70千米提升至110公里,而且導彈的探測和機動過載能力都得到了很大的提升,但是細看最新的AIM-120D氣動外形的話,會發現其外形基本就沒有看到些許改變,但是導彈的效能卻實打實的提升了不少。
機載導彈的氣動佈局發展到今天的第四代雖然中間經過了傳統氣動佈局、鴨翼、格柵舵、無翼等不同氣動佈局在內,但是發展到至今大體也就只有常規和鴨式這兩種主流氣動佈局,所以我們看到雖然現階段各國研發的中距彈效能差異很大,但是在氣動佈局上的差異卻不大相當接近。這主要也是因為氣動佈局發展到第四代後並沒有什麼好的發展方向,且加上短期內很難有所大的改變,所以大家普遍採用相似的氣動佈局,只通過改變導彈內部來提升導彈的效能差異。雖然在這個過程中歐洲的ASRAAM也就是美軍裝備的AIM-132中距彈雖然沒有翼面,只是純粹依靠尾部的向量舵控制導彈的機動過載能力,但是介於機動過載能力和成本等侷限性限制下,,第四代主流中距彈的氣動佈局依然停留在傳統氣動佈局上,所以這也是AIM-120系列中距彈改進到D型了,卻沒有下一代或者其他氣動佈局的中距彈出現的原因所在。
所以在氣動佈局沒有太大的改變下,最新的AIM-120D透過內部換裝大推力、高密度的雙推發動機也是可以增加射程的。比如相比早期的AIM-120C採用的雙室雙推固體火箭發動機而言,最新的AIM-120D換裝了密度和熱值更高的固體燃料,並且採用了更先進的多室多推固體火箭發動機來滿足導彈不同射程下的動力需求。說起多室多推固推就得提最早的單室單推火箭發動機了,這種單室單推固體火箭發動機一旦燃燒室內的藥柱開始燃燒就只能等到燃燒完畢,而且在整個燃燒過程中固體藥柱的燃燒速度不能調節,意味著導彈不能根據飛行過程隨意調節發動機推力的大小。所以後面發展了單室雙推模式,也就是在一個密閉燃燒室裡封裝了兩種藥柱,一種是速燃的,起到加速作用,另一種是持久燃燒的起到巡航作用,而雙室雙推力或者多室雙推力則是在其基礎上增加了一到多個燃燒室,原理基本與單室雙推力不變,但燃燒更持久,更經濟,可以相對增加更大的射程,美軍最新的AIM-120D就是採用了單室多推的固體火箭發動機後,其最大射程才從早期的70公里提升近一半達到110公里遠的。
當然從射程角度來說除了考驗固體燃料效能外,改變導彈的飛行彈道也是可以的提升射程的,比如對付超遠距離目標時可以爬升高度換距離,那麼在AIM-120D彈體和翼面的氣動升力下,射程還是比較可觀的,而且留下更多燃料能夠提升導彈在末端的機動格鬥過載能力。
其次在電子技術升級上,相比早期的AIM-120C還是被動雷達制導系統而言,最新的AIM-120D則升級為更先進的主動雷達制導頭,大大的提升了導彈的綜合作戰能力。而且最新的AIM-120D還大量採用廣泛採用包括遠距離複合制導技術、多模末制導技術、高能定向引戰技術、新型電子抗干擾技術等先進電子技術來增強其主被動綜合作戰實力。同時在提升導彈制導系統的同時,最新的AIM-120D還採用了雙向資料量來提升導彈在飛行過程中的機動過載和打擊精度優勢,以及採用了更新的軟體演算法後,最新的AIM-120D不光離軸發射角度大大提升了,而且導彈還可以根據載機計算出的最佳飛行路線飛向敵機。
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4 # 科羅廖夫
這款全球最著名的中距空空導彈,外形十分普通,完全沒有俄式和歐式中距空空導彈那種張揚的暴力美學。它的系列改進型號也大差不差,變化不多,但效能卻大相徑庭,服役30年,仍然是世界效能最強悍的空空導彈。
美國的AIM-120“阿姆拉姆”主動雷達制導空空導彈(AMRAAM)大概是全球最為著名的一款中距空空導彈了。目前這款中距彈已經裝備10多個國家和地區,發射次數超過4200次、取得過10多個戰果。在未來相當長一段時間內,它都仍然是很多國家空軍最重要的中距彈。可能很多人不知道的是,AIM-120的研製工作早在1976年就開始了,經過10多年的研發測試,它的基本型號——AIM-120A才在1991年正式服役。作為一款研發於上世紀70~80年代、裝備於上世紀90年代,還能夠在21世紀第二個十年保持先進領先水平的空空導彈,AIM-120的秘訣就是不斷改進。
截止到目前為止,AIM-120已經發展出A、B、C、D四款大的改進型號,其中這些大的改進型號名下還有很多小的改進型號,例如AIM-120C名下就有AIM-120C-3、AIM-120C-4、AIM-120C-5、AIM-120C-6和AIM-120C-7等多種進一步改進型號。 細分起來,AIM-120已經擁有10多個子型號,這些子型號的外形設計、體積大小基本相同,但是具體效能已經有天淵之別。它們之間的效能改進方向各不相同,升級重點也是千差萬別。
例如在AIM-120B上,美國增加了可重新程式設計能力,並透過對制導艙電路板的重新設計和改進工藝,大幅度降低了生產裝備成本。
在AIM-120C系列上,美國透過減小導彈的翼展、舵展,以便讓F-22緊湊的主彈艙能夠同時容納6枚中距彈。
在AIM-120C-5上,美國透過採用更短更緊湊的制導系統,在不明顯改變導彈彈體長度的情況下為動力段爭取到更多的長度、體積,以便按照新型火箭發動機,最終明顯提升導彈的有效性以及機動性。
在AIM-120C-7上,透過對雷達導引頭的重大改進,改用新的導引頭天線、訊號處理器以及新演算法等,讓導彈的抗干擾能力明顯提升,可以在複雜干擾環境下可靠的截獲、跟蹤、鎖定目標。
在最新型的AIM-120D上,透過增加GPS輔助慣導、雙向資料鏈、改進制導軟體等手段,在採用AIM-120C-7基本彈體設計的情況下令AIM-120D的射程、精度、殺傷效果、不可逃逸區都有不小的提升。
可以看出,透過層層演進、螺旋上升、全領域升級改進,最終發展出來的AIM-120D比起最初的AIM-120A,已經是雲泥之別。AIM-120系列中距彈的升級演進之路,對於其他國家的同類中距彈來說,不失為一個很好的參考借鑑物件。
雖然目前美國正在發展“遊隼”中距空空導彈、AIM-260超遠端空空導彈等新型空空導彈,各方面效能均超過AIM-120系列中距彈。但是上述導彈無一例外都在研發中,甚至是停留在圖紙階段,要全面取代AIM-120系列中距彈還是“遙遙無期”。而在這期間,歷久彌新的AIM-120系列中距彈憑藉著精益求精的改進升級態度,更進一步的可靠效能,還是很多空軍最值得信賴的中距彈。
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5 # 九品侍衛
AIM-120是一種近程空中格鬥導彈,又不是什麼飛機。只要確定下來了最最佳化的氣動外形,為什麼還要費時費力地去變換外形呢?不僅是近程格鬥彈,就連那種一發射就是上萬公里的洲際導彈,不也是一根大圓柱子,雖然官方說這些大圓柱子經歷了一次又一次的改型,可要是官方不標註你能從外型上辨別的出來?
導彈的效能升級從來就不是在外觀上,導彈真正的核心部件是位於導彈的殼體內部,例如控制導彈的導引頭、負責運算資料的計算機、負責甄別地形或跟蹤目標的處理器、還有負責突進導彈的火箭發動機等。
當導彈內部的每一個組成部件都隨著科技的發展而做出一點點的升級之後,再把它們整合到一起就會發生巨大的效能提升,這就是武器編號會疊加的原因,因為它已經變得更強,以至於在原本的編號上加ABCD已經顯得不那麼恰當,所以就會給它一個嶄新的編號。
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6 # 戰情解碼
美軍的AIM-120系列導彈是目前美軍現役的主力中距空空導彈,也是當今世界上效能最先進的主動雷達制導的中距空空導彈之一。AIM-120系列空空導彈改變了之前半主動雷達制導方式需要持續制導的缺點,具備了發射後不管能力。憑藉優異的效能,該型導彈不僅出口到了多個國家,還取得了10多個實戰戰果,而且還開創了一個先進的導彈家族系列。
AIM-120系列空空導彈的外形基本一致,但卻有多種改進型號,效能也不盡相同。該型空空導彈共有4個大的改進型號,即A、B、C、D型。其中最先進的AIM-120D型則是美軍F22戰鬥機的主力空戰武器。AIM-120作為一款90年代初裝備的空空導彈,歷經20多年的發展依舊是當今最先進的中距空空導彈之一,其中的奧秘就在於不斷進行改進,透過技術改進不斷滿足作戰需要提高效能。
(AIM-120中距空空導彈)
AIM-120起源於1976年美軍對越南戰爭中空戰方式的總結。美軍總結後認為大部分空戰都發生在中距離範圍內的海平面到對流層高度,使用中距空空導彈進行作戰是最為合適的。因此,美軍開發出了AIM-120先進中距空空導彈。AIM-120空空導彈採用了類似AIM-7的X-X彈翼佈局設計,彈長3.7米,彈徑180毫米,最大飛行速度為4馬赫。AIM-120採用了鈦合金前彈體和鋼製後彈體殼體,具有阻力小、重量輕、速度快和過載高等特點。AIM-120採用了慣性中制導和I波段(8~10GHz)主動雷達末制導相結合的複合制導方式。這使得導彈最大發射距離大大提升。
該型導彈還具有多目標攻擊能力和發射後不管能力。它有四種制導模式分別是中段指令慣性制導和末段主動雷達制導、中段慣型制導和末段主動雷達制導、主動雷達制導以及雷達干擾尋的。在遠距離、近距離和低空下視等情況下,可選擇不同的制導模式,這使得該型導彈具備優異的制導能力。AIM-120採用了低尾焰、雙推力、高總衝固體火箭發動機。其採用助推巡航單室雙推力的飛航模式,即導彈點火後快速加速到最大速度4馬赫,隨後在以小推力巡航飛行,在末端再次將速度提高,以此來滿足導彈的射程和末端攻擊時的機動效能。該型導彈還採用貼壁澆注成型的HTPB固體燃料,由於其彈體比較細長所以可以容納較多的燃料。
(AIM-120具備發射後不管的能力)
AIM-120在服役以後經過了不斷改進發展出了多種型號,其改進的方向主要集中在增強導彈的制導能力、提高導彈的射程以及最佳化導彈的彈道等來提升導彈的效能。首先,隨著電子技術的不斷髮展,透過換裝導引頭可以大大提高導彈的制導能力,提升導彈的作戰能力。如AIM-120B將制導系統由A型的WGU-16/B更換為WGU-41/B,不僅極大的提高了導彈導引頭的計算能力和制導能力,還使其具備了可程式設計能力,具備了計算攻擊路線打提前量的能力。
而到了AIM-120C則將導引頭更換為了WGU-44/B,不僅電子元件的數量大大減少,運算能力則是更上一層樓。AIM-120C共有AIM-120C-3、AIM-120C-4、AIM-120C-5、AIM-120C-6和AIM-120C-7在內的5種型號,幾乎每種型號都對制導系統進行了改進。在最新型的AIM-120C-7上,透過對雷達導引頭、訊號處理器和演算法的改進,其抗干擾能力有了很大的提升,即使遭到複雜的干擾,依然可以有效的的跟蹤並鎖定目標。
(AIM-120透過改進導引頭大幅度提升了制導能力)
而除了更換導引頭,AIM-120在發動機和燃料方面也不斷在進行改進。如AIM-120C透過更換更輕的導引頭,降低戰鬥部重量等方式節省下內部空間來安裝更多的固體燃料,同時採用了新型工藝,將燃料澆築在彈體內壁上,而不使用燃料箱。這使得在外部體積不變的情況下,AIM-120C多了近30%的燃料,導彈的最大射程從AIM-120B的70公里,增加到100公里。
目前最先進的AIM-120D採用了更先進的燃料和發動機,還採用了二次點火技術和高彈道模式,在導彈發射後先飛到空氣稀薄的高空,降低了飛行阻力。而在臨近目標時,導彈發動機二次點火加速,提高末端動能完成攻擊。採用這種模式,AIM-120D在體積不變的條件下,射程達到了160公里。同時還透過增加GPS輔助慣導和雙向資料鏈等方式,提高了導彈的制導能力和作戰能力。
(透過最佳化內部結構,AIM-120的射程有了很大的提升)
自1991年AIM-120正是服役以來,其一直不斷在進行各種改進。透過改進電子系統提升制導能力,換裝新型發動機和燃料來提高導彈的射程,改進導彈的攻擊方式等方法,來不斷的提升AIM-120的效能。這也使得AIM-120具備了非常出色的效能和強大的作戰能力。即便歷經20多年依舊是世界最先進的中距空空導彈之一,是美軍現役的主力中距空空導彈。正是因為不斷的改進,使得目前的AIM-120C/D系列和早期的AIM-120A/B系列雖然外觀差不多,但卻是實打實的兩種不同效能的導彈了。從AIM-120不斷改進的過程來看,對於現有空空導彈的改進方法和思路有著很大的借鑑意義和指導意義。
(儘管歷經20多年,AIM-120導彈依舊是目前最先進的中距空空導彈之一)
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7 # 航空之家
AIM-120“猛擊者”從1991年9月服役以來,已經發展了四種衍生型號,其外形雖然大致相同,但是內部軟硬體卻一直與時俱進的升級中。例如最早服役的是AIM-120A,但是不久後便被更大翼面積的AIM-120B所替換。目前量產的版本主要是AIM-120C和AIM-120D。這也體現出AIM-120原版很強的設計性以及後期的可升級潛力。
AIM-120是美軍繼AIM-7之後的第四代空空導彈,這也是美國海軍和空軍聯手開發的全向攻擊和全天候的主動雷達制導空空導彈。其採用固態燃料火箭發動機,搭載高爆破片定向彈頭。整款空空導彈使用慣性/指令修正和主動雷達制導相結合的制導功能,主動雷達工作範圍內,雷達導引頭開啟既可以“發射後不用管”。
我們來聊聊這幾款導彈的區別,首先是AIM-120A型,這也是基礎款導彈,整體不可重新程式設計,軟體進行任何修改都必須返廠。
1994年10月開始生產AIM-120B,它對慣性基準裝置、RF處理器、間歇性數字距離相關器和發射器都進行了升級。而且它還採用可重新程式設計的EPROM訊號處理器,能夠及時進行改進相關程式。
接下來的AIM-120C對外形進行了縮小,這也能放入F-22的彈艙中,此外C型還使用了切梢翼式設計。在1999年8月後的AIM-120C-4型中,其更換了WPU-16/B發動機,WCU-28/C控制艙,還搭載了殺傷力更強的PBXN-110炸藥。AIM-120C-5屬於出口款,其內部電子線路進行了調整,發動機加長了127毫米,增加了射程。2005年4月開始批次生產AIM-120C-7,它對雷達導引頭進行了升級,讓射程增至120公里,並使用了商用處理器。
目前最新款的是AIM-120D,主要加裝了GPS導航系統,讓導航精度進一步提升。強化了大角度離軸攻擊能力,有效射程也提升50%,強化了電子反制效能,並使用了雙向資料鏈。
回覆列表
先進中距空空導彈專案AMRAAM阿姆拉姆的成果就是AIM-120,從AIM120B開始換裝了新的發動機,C型使用了新燃料,到了D型則宣稱使用了脈衝發動機提升了60%的射程(後來證明這是吹牛逼),D型與C-7型並無本質區別,就是換個名字。
總結一下,
1,在外形不變的情況下換裝了效率更高的發動機。
2,使用了能量密度更大的燃料。
3,導彈預設模式增加了高拋彈道模式。(類似於弓箭手的拋射)