原创 大鱼鉴水 2025-08-17 16:00 加拿大
空对空导弹发展历程：红外和雷达两条道路、半主动雷达制导的局限、主动雷达制导的特点，经典现役中距主动空对空导弹：美国AIM-120、俄罗斯R-77、法国“米卡”
这两天中国军迷的盛宴已经拉开了序幕，不过在9月3日之前还不能写，很多自媒体反映只要沾边的文章存在时间都不超过几小时，大家还是耐心等待一下，九三之后才能开始解读。
本文是《兵器知识》的约稿，刊登在今年8月号上，因为杂志的相关要求没有具体写国产空空导弹。有少部分内容在以前“响尾蛇”系列和印巴空战的文章中出现过，这篇进行了比较系统的整理。我分为上下两篇发在公众号上，补上了国产导弹的介绍。
以下是正文：
今年5月7日爆发的印巴空战令中国空对空导弹一战成名，而对手印度空军手中也拥有“流星”这款欧洲明星武器，再加上巴基斯坦空军为F-16配备的AIM-120，小小的克什米尔空域齐聚了世界现役最先进的三型主动雷达制导空对空导弹，引起世人瞩目，这篇文章就来谈一谈中距主动弹。
空对空导弹发展历程
【 早期探索】
空对空导弹的雏形是二战之前出现的空对空火箭弹，如诺门罕战役期间击落过16架日军战斗机和3架轰炸机苏联RS-82火箭弹、德国在二战后期开始装备的BR21和R4M。它们没有制导系统，无控飞行的单发命中精度很低，依靠集火射击爆炸产生大量弹片进行概率杀伤。
> 一架在德国本土上空被王牌飞行员鲁道夫·拉德马赫驾驶的Me262发射R4M击落的美国B-24轰炸机，整个机尾部分被炸断，可见威力之大
进入喷气时代，航空机枪和航炮射程短、精度低、威力差的缺点越发突出；无控火箭弹射程远、威力大，但精度太差，面对高机动性的战斗机早已无能为力。德国和美国于二战末期分别研制过无线电指令制导、半主动雷达制导甚至是线导的空对空导弹，因为系统过于复杂、性能低下都没有实际装备。
50年代航空大发展时期，美国成为现代空对空导弹技术的发源地，通过多种型号的验证确立了两条发展路线：红外制导和雷达制导。红外制导依靠导引头的碲化铅、硫化铅等类型的光敏元件感应目标的红外辐射，通过设计精妙的光学斩波盘从背景辐射中分离出目标飞机型号、生成方位信息，推动弹体转向使导弹轴线和探测头的轴线重合，它不依赖外部设备完全自主被动工作，结构异常简单可靠，但在早期存在红外探测元器件灵敏度不高，受大气环境影响不具备全天候作战能力等缺陷。
> 上图为AIM-9L红外导弹的制导段，下为R-27半主动雷达导弹的制导段，两者的复杂程度形成鲜明对比
雷达制导则正好相反，最初开发的半主动雷达制导体制需要载机在导弹命中之前持续提供目标照射，无法脱离或者进行大幅度机动，导弹接收到目标的雷达反射回波后解算偏差角度，引导导弹飞向目标。无论导弹还是载机的雷达系统都非常复杂，可靠性低下，但它可以全天候工作，且具备迎头射击能力。
美国空军第一种投入使用的空对空导弹 - 休斯“猎鹰”导弹就采用了导引头可更换结构，半主动雷达型为GAR-1，红外型为GAR-2。在实战中载机往往齐射两种类型的导弹以提高命中率，首先发射红外型，片刻之后再发射雷达制导型。
> GAR-1D（右，头锥不透明）和GAR-2（左，头锥为透明玻璃罩）
“猎鹰”作为空对空格斗导弹的实战表现很差，它的射程太短，战斗部威力小，缺乏近炸引信，红外导引头致冷、锁定速度很慢（需要6-7秒，且仅有一次持续2分钟的致冷机会），无法有效攻击高机动性的战斗机。1967年它挂载在最新型的F-4D上参加了越南战争，只取得5个击落记录（4架米格-17和1架米格-21），2年后就被一线部队弃用。
对日后全世界空对空导弹发展影响最大的两个型号都来自美国海军，分别是AIM-9B“响尾蛇”红外格斗导弹和AIM-7“麻雀”半主动雷达制导中程导弹。“响尾蛇”也曾衍生出一个半主动雷达制导的D型专供埃塞克斯级航母搭载的F-8“十字军战士”战斗机使用，不过这只是昙花一现。
> F-8挂载的两枚“响尾蛇”，上面尖头的是半主动雷达制导的D型，下面钝头的是红外制导的C型
两种制导方式的导弹自此分道扬镳，红外制导导弹因为探测距离近专攻近距格斗，半主动雷达制导导弹载机雷达探测范围大，为安装雷达导引头和相关电子设备导弹弹体较大，相应的射程也更远，成为超视距的中程导弹。
【 半主动雷达制导 】
早期的AIM-7E迎面攻击最大射程35公里，是同期AIM-9E射程的2倍，其产量高达2.5万枚，在越战期间广泛使用，但实战效果令人失望。由于可靠性问题（在热带环境更加恶化）、飞行员训练不足、必须目视识别目标的交战规则限制，越战中美国海空军共发射612枚AIM-7D/E导弹，其中97枚命中目标（命中率15.8%），击落59架敌机（杀伤概率不足10%），其中只有2架是超视距击落的。应为命中率实在太低，飞行员不得不同时发射4枚“麻雀”攻击同一目标。
> 越南战场上F-4C挂载的AIM-7E（下层）和AIM-9E（上层）
越战后“麻雀”导弹进一步改进，从AIM-7F开始配备固体电子设备和双推力火箭发动机，可靠性大为提高，射程增加到70公里，新型制导系统体积缩小留出空间搭载更大的战斗部，提高了杀伤力。
> “麻雀”家族部分型号
英国和意大利于70年代末分别在“麻雀”导弹的基础上研制了“天空闪光”和“阿斯派德”导弹，采用可靠性更高的逆单脉冲导引头，可以有效过滤地面杂波，具备下视下射能力和更强的抗干扰能力。美国要到1982年服役的AIM-7M才达到同等水平，并在海湾战争中发挥出巨大作用，发射44枚导弹命中30枚（命中率68.2%），击落24个目标（杀伤概率54%），其中19个目标是超视距战果，和早期的”麻雀“导弹已经不可同日而语。
> 英国皇家空军狂风ADV型挂载的“天空闪光”和AIM-9
同期世界上主流的半主动雷达制导空对空导弹还有法国马特拉公司的R.530和超级530、苏联为米格-23配套的R-23和下一代装备米格-29/苏-27的R-27。法国和苏联都一直坚持为同一型空对空导弹配备红外和半主动雷达2种导引头。
> 从上到下分别是R-73、R-60、R-27T（红外型）和R-27R（雷达型）
半主动雷达无论如何改进，命中率提高多少倍，其局限性都无法避免，那就是需要载机全程提供雷达照射直至命中，一次只能攻击一个目标；载机在发射导弹后必须维持比较固定的航向，令目标始终处于雷达的方位角和俯仰角范围内，且雷达无法同时使用搜索功能，降低了态势感知能力。如果此时载机自身遭到攻击，则必须二选一，要么放弃对目标的照射令导弹脱靶，要么冒着自身被击落的风险继续照射目标。
【 主动雷达制导 】
要解决这个问题，最好的办法就是把全套雷达都搬到导弹上，自己搜索并照射目标。但当时的电子元器件体积和重量过大，无法塞进“麻雀”这类中型导弹的弹体内。美国第一种实用化量产的主动雷达制导导弹是大名鼎鼎的AIM-54“不死鸟”，它的射程为135公里，速度5马赫，重量是”麻雀“导弹的一倍达到空前的443公斤，属于远程重型空对空导弹，只有F-14能够挂载。导弹发射后载机的AN/AWG-9制导雷达将其引导到目标空域，在距离目标18公里时启动弹载雷达进行末制导，自主锁定目标。因为具备“发射后不管”的特性，F-14最多可以同时攻击6个空中目标。
> F-14在中线挂架纵列挂载了1枚“不死鸟”和1枚“麻雀”，可以看出两者体量的悬殊差距
尽管这对重型机配重型弹的组合在冷战中一直是美国海上霸权的象征，“不死鸟”的性能在那个年代也确实出类拔萃，令人望而生畏，但实际上它的作战效能并不高，在美国海军服役整整30年实战仅仅发射过2次共3枚，都是服役末期1999年在伊拉克禁飞区且均未能击中目标。“不死鸟”的所有战果都是由伊朗空军取得的，据战史作家研究共击落过78个空中目标，甚至包括3枚反舰导弹。
经典现役中距主动空对空导弹
世界上仅有几个国家能够研发主动中距弹，它们是美国、俄罗斯、欧洲（主要是法国）、中国、日本、以色列、印度和南非。
【 美国AIM-120 】
美国空军并没有采用AIM-54，它对主动雷达制导导弹的需求和美国海军不同，需要适配F-16以及北约盟国的“海鹞”这类体型更小的战斗机，新锐的F-22采用内置弹舱也需要主动弹的体积尽可能小，同时美国海军和陆战队也需要为F/A-18和AV-8B配备小型化的主动弹，这促成了多军种联合发展的AMRAAM先进中程空对空导弹计划。休斯公司在竞标中战胜雷锡昂（后于1997年被雷锡昂并购），从1981年到1989年历时8年，耗费100枚试验弹才研发成功AIM-120，测试中命中率达到77%。
AIM-120的整体布局和AIM-7非常接近，因为微电子和材料技术的进步，长度相同，弹径还缩小了12.5%（8英寸减小到7英寸），重量减轻了32%（230公斤降低到161公斤），翼展缩小了47.5%，飞行阻力减小1/3，过载从25G提高到35G，射程增加，速度也有所提高。
> 上为AIM-7E，下为AIM-120C
该弹采用中段惯导/指令修正加末端主动雷达制导的方式，发射前载机将目标数据传输给导弹，发射后导弹依靠惯导系统按规划航线飞行，载机可通过数据链向导弹发送来自本机、其它战斗机或者预警机的目标更新数据和修正指令，将其引导到自主寻的范围。
AIM-120的Ⅰ波段脉冲多普勒主动雷达导引头作用距离约10公里，导引头具有±5°的视场角，发现并锁定目标后可自动将导弹引导到目标方位，无需载机干预。载机可同时向多个目标发射导弹，在导弹进入主动段后即脱离规避或执行其它任务。
AIM-120于1991年列装美国空军，第二年就在伊拉克禁飞区首开纪录击落一架米格-25，在之后的伊拉克、叙利亚、克什米尔等地区冲突中多有斩获，获得了宝贵的实战经验，也验证了其作战效能，成为美国和北约盟国的主力空对空导弹。
> F-22发射AIM-120
AIM-120问世至今已有34年，发展了ABCD4个型号，其中射程75公里的A型和B型翼展较大，在F-22的内置弹舱内只能挂载4枚。B型于1994年量产，主要改进了电子系统，包括全数字式处理器和升级的内存。1996年出现的C型缩小了弹翼面积，F-22的挂载量增加到6枚。C型内部也在不断迭代改进：C-5开始增加了发射的离轴角度，过载增大到40G，导引头视野有所增加，加长了发动机段，扩大了攻击范围；C-6改进了引信和软件；C-7大幅度升级了制导系统软硬件，射程增加到90公里。
AIM-120家族最新型号是D型，在几乎所有方面都有所改进，在整个飞行包线内具有更好的制导能力，增加了双向数据链，配备了增强型GPS导航系统，扩大了不可逃逸区。美军自用的D3和对应的出口型C8通过采用体积更小、耗电更低的电子元件增加燃料空间和弹载电池工作时间，C8的测试航程达到180公里。
> 2023年6月30日，F-15E挂载AIM-120D3进行了首次制导发射测试，创下2项新的飞行时间纪录
顺便介绍一下不可逃逸区（NEZ）的概念，这个名称是比较有误导性的。它是以导弹发射点为顶点、最小射击距离为近界的一个扇面（实际为三维的圆锥体），即目标机在发现来袭导弹后立即转弯脱离仍然将被导弹追上的范围，在该区域内杀伤概率超过90%。
不可逃逸区的范围和形状都不是固定的，而是动态变化的，和目标与导弹的性能都有关系。目标速度快、机动性强，相应的不可逃逸区范围就小。导弹的速度、射程和导引头的灵敏度决定了扇面的长度，而导弹的敏捷性（转弯速率）和导引头的探测性能（探测速度和探测离轴目标的能力）则决定了扇面的宽度。
不可逃逸区只是给飞行员确定发射时机的一个参考范围，并不保证一定能击落该区域内的敌机。但它在发射程序中非常重要，直接体现在平显上。
在飞行员锁定目标并选择导弹后，平显将显示这枚导弹的相关距离参数，它是由火控计算机根据敌我双方的航向、高度、速度自动解算的，包括顶上的Rmax最大射程，箭头游标显示的当前敌机距离，底下的方框就是不可逃逸区，远界是Rnez，近界是Rmin最近射击距离，当箭头游标落入方框时可以获得最大的命中概率，实战中很少会在极限射程发射导弹，因为命中率会急剧下降。
【 俄罗斯R-77 】
继美国的AIM-120之后，主动中距弹开始蓬勃发展。俄罗斯开发了R-77，北约代号AA-12“蝰蛇”。它的研发过程极其漫长，工程始于80年代初，由乌克兰闪电设计局和莫斯科信号旗设计局竞标，前者胜出。但1982年闪电设计局授命承担承担暴风雪航天飞机研制任务，导弹设计部门被并入信号旗设计局，其主动导引头由苏联航空系统研究院、源头科学生产联合体和玛瑙研究院联合研制。
R-77于1992年小批量试生产并在莫斯科航展上首次亮相，1994年完成测试批产。作为对标AIM-120的俄罗斯第一种“发射后不管"空对空导弹，被西方记者戏称为“AMRAAM斯基”。但是苏联解体后三角旗设计局没有足够资金进一步完善R-77，而且部分参与单位位于乌克兰，之后20年陷于停滞，没有批量装备俄军。1996年印度空军为其引进的苏-30MKI战斗机配套引进了2千多枚R-77，价值8.2亿美元，我国也随苏-30MKK采购了R-77，这些宝贵的资金令俄罗斯得以在本土重建完整的生产能力，俄罗斯空天军晚至2015年才开始大批量装备改进型R-77-1。
> 米格-31BM翼下双联挂架挂载的R-77，机身底下还挂了4枚R-37M
R-77长3.6米，弹径200毫米，重175公斤，射程80公里；升级版R-77-1长度增加到3.71米，重量为190公斤，射程增加到110公里，均略大于AIM-120C。它采用中段惯性制导+数据链指令修正、末端主动制导方式，主动雷达导引头为脉冲多普勒体制，工作范围20公里，高爆破片战斗部重22.5公斤，比AIM-120重2.5公斤。
气动布局上R-77采用了和“爱国者”PAC-3 MSE相似的长方形小展弦比弹翼，既能减轻重量又能降低阻力。它最大的特色是采用了可折叠的斜置式蜂窝栅格尾翼，这种弹翼最初用于苏联时代的中近程弹道导弹（如著名的SS-20），在我国的长征火箭、SpaceX的猎鹰9号和星舰超级重型助推器上也广泛运用。
栅格翼可以看作把常规纵向分布的整片弹翼拆分为许多长方形小弹翼安装在一个平面里，所需的铰链力矩和电动偏转伺服机构都要小很多，较小的弦长令其在大攻角时不易失速，提高了控制效率，提高了低速稳定性和高速机动性。其攻角改变率达到150度/秒，失速仰角40度，具备大离轴角发射能力，部分机动性能接近采用矢量推力控制技术的格斗导弹。另外折叠弹翼也更易储运，连美国的“炸弹之母”MOAB巨型钻地弹都采用了栅格翼以便装入C-130的货舱。但相应的跨音速和低马赫数时空气阻力较大，而且会增大雷达反射面积，影响隐身性能。
整体而言R-77具备和AIM-120C之前的型号相当的作战能力，在乌克兰战场上也获得过很多战绩，积累了大量实战经验。
> 这架苏-35翼下从外至内挂载了R-73、R-77、KH-31P反辐射导弹，机身下还挂载了2枚射程超过200公里、速度5马赫的R-37M远程导弹
【 法国“米卡” 】
“米卡”是“拦截、战斗和自卫导弹”的法语缩写，由马特拉公司从1982年开始开发（2001年和马特拉BAE动力及阿莱尼亚马可尼系统公司导弹分布合并为MBDA欧洲导弹系统公司），1990年起由幻影-2000挂载进行试射，1996年入役，装备幻影2000和阵风战斗机。“米卡”有2种型号：RF型为主动雷达制导，IR型为红外制导，两者弹体相同，只是更换了导引头部件。
“米卡”长3.1米，弹径160毫米，重112公斤，战斗部重12公斤，射程60公里，和AIM-120、R-77相比要袖珍一些。它的设计思路就是用一款体型较小的导弹同时兼容中距弹和近距格斗弹，替代超级R530的拦截任务和R550魔术II的格斗任务，一弹通吃可以提高任务弹性、减轻后勤维护供应负担、节省分头研制2型导弹的开发预算。为此它采用了AIM-9X类似的燃气舵提供推力矢量控制，具备越肩攻击能力。
> 全动尾翼和喷口处的燃气舵
“米卡”的气动布局和R-77接近，不过弹翼长度大很多，占全长的一半，而且头部和弹体中部都安装了窄小的边条。长条形弹翼使全弹压心前移，降低静稳定度，增加导弹可用攻角；头部的小边条则用于调节气动力矩，以满足发射静稳定性的要求。
RF型和IR型同时具备格斗和中距拦截能力，可以对抗箔条和热焰弹干扰。RF型配备泰雷兹和阿莱尼亚-马可尼公司联合研制的AD-4A J波段脉冲多普勒雷达（欧洲主力舰空导弹紫菀15/30的导引头由此改进而来），天线直径较小，主动探测距离约为15公里。IR型的双频机电扫描红外导引头由SAT公司研制，作用距离远，可发射后再锁定，挂载在阵风战斗机上时还可以作为附加的前视红外传感器向中央计算机提供红外图像。
> 阵风战斗机发射一枚“米卡”RF
当然格斗/中距兼顾也是有代价的，就是两者都做不到最精。作为格斗弹“米卡”重量过大，机动性要略弱于R-73和AIM-9X。AIM-9X长度比它短80毫米，直径细30毫米，重量只有“米卡”的3/4，射程也达到35公里。作为中距弹它比AIM-120轻1/3，射程和威力都不足，超过35公里后机动性下降较多，而且升级空间有限。
【 以色列“德比”和南非R-Darter】
拉斐尔公司和以色列飞机工业公司共同研制的 “德比”虽然外观和“怪蛇”家族完全不同，实际上却是由“怪蛇4”红外格斗弹发展而来，1998年正式立项，南非也加入该项目并提供了资金，2000年代中期入役。两者弹径同为160毫米，也共用很多部件（包括战斗部和近炸引信）。长度从3米增加到3.62米，重量还轻了2公斤为118公斤，只比“米卡”重6公斤。其战斗部却重达23公斤，比R-77还重0.5公斤，是“米卡”的一倍，可谓小车扛大炮。
“德比”简化了气动布局，取消了“怪蛇4”双鸭翼中前面一组固定翼面和尾翼前面的大边条，保留了可动舵翼（负责俯仰角和偏航角控制）和之后的一对可差动矩形舵面（负责滚转控制）。这个舵面在大攻角时提供额外的升力和控制力，加上鸭翼布局带来的敏捷性，令“德比”的过载达到格斗弹级别的50G，主流中距弹基本上都只有40G。拉斐尔公司曾介绍“德比”的近距格斗能力和“怪蛇3”相当，超过当时“响尾蛇”的水平。
> 上为“德比”，下为“怪蛇5”（“怪蛇4/5”都拥有多达18个气动面）
“德比”和“米卡”的概念比较接近，以色列国土狭小，周边国家空军实力较弱，远程超视距空战的需求较低，因此“德比”的射程只有50公里，速度4马赫，以较小的尺寸兼顾格斗弹和中距弹的功能。和以色列从美国引进的AIM-120相比，“德比”重量更轻，更适配F-16。美国对AIM-120的电子对抗系统严格保密不开放源代码，这也逼着以色列开发自己的主动中距弹，以防被美国人卡脖子，或者周边潜在对手也获得AIM-120后掌握其性能特征。
“德比”的主动雷达导引头有两种模式，近距格斗时接受机载雷达或头盔瞄准具的目标指示，锁定发射后全程由主动雷达引导；超视距时先发射后锁定，采用中段惯导+末段主动制导。其不可逃逸区和“怪蛇4”的最大射程相当，即15公里。
“德比“还有一个堂兄弟，就是由南非国有丹尼尔动力公司生产的R-Darter，两者的外观、尺寸完全一致，但R-Darter射程增加到80公里，以适应非洲更为广阔的作战环境。
> 挂载在“猎豹”战斗机（南非版幻影III）翼下的R-Darter
下篇介绍日本AAM-4、印度“阿特拉斯”、欧洲“流星”和中国霹雳-15，以及主动中距弹的发展趋势。
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