温哥华的鱼 09月12日
现代中距主动雷达制导导弹发展趋势
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本文深入介绍了当前世界范围内现代中距主动雷达制导空对空导弹的发展现状与未来趋势,重点分析了日本AAM-4B、印度“阿特拉斯”、欧洲“流星”、中国霹雳-15以及美国AIM-260等先进导弹的性能特点、技术革新和作战理念。文章详细阐述了有源相控阵雷达、双向数据链、双脉冲发动机及固体燃料冲压发动机等关键技术在提升导弹射程、速度、机动性和突防能力方面的重要作用。同时,也指出了各国在研发过程中面临的挑战与差异,并预示着新一代中距导弹将把空战推向一个全新的时代。

🎯 **先进雷达技术推动探测能力飞跃**:新一代中距空空导弹普遍采用氮化镓(GaN)有源相控阵雷达导引头,相较于上一代砷化镓(GaAs)材料,其功率密度、输出功率、分辨率和抗干扰能力显著提升。这意味着在相同空间下,雷达导引头更轻便,探测距离大幅增加,对隐身目标的作用距离也从几公里大幅提升至10-20公里,为实现“先敌发现、先敌攻击”提供关键支持。

🚀 **动力系统革新实现超长射程与高速巡航**:双脉冲发动机或固体燃料冲压发动机的应用,使得新一代中距导弹能够实现更长的燃烧时间和更高的推力输出。例如,“流星”导弹通过其独特的固体冲压发动机,能在全射程中大部分时间维持3马赫以上速度,射程远超传统火箭发动机导弹。霹雳-15采用的双脉冲发动机,通过二次加速显著提升了射程和末端速度,使其在中距弹体型下实现了重型远距弹的射程。

🔗 **双向数据链赋能“发射后锁定”与态势感知**:双向数据链技术使导弹在飞行过程中能够与载机、预警机等节点实时交换数据,实现“A射B导”(发射后锁定)。这不仅能让导弹根据外部信息动态修正弹道,优化射程,还能将导弹自身状态和探测到的目标信息回传,增强了指挥员对战场态势的感知能力,并有助于评估毁伤效果和定位目标。

📏 **尺寸优化与隐身设计适应第五代战机需求**:为了能够装载于F-22、F-35等第五代战斗机的内置弹舱,新一代中距导弹在设计上更加注重尺寸的优化。例如,AIM-260采用了无弹翼“光杆”布局,并尽量保持与AIM-120一致的尺寸。霹雳-15也对弹翼进行了切角处理。这种设计不仅便于内挂,还能降低雷达反射面积,提升导弹的隐身性能。

🌍 **国际合作与技术竞争驱动导弹发展**:文章展示了各国在发展中距主动雷达制导导弹方面的合作与竞争。例如,欧洲“流星”导弹是多国合作的典范;日本与英国联合研制JNAAM导弹,结合了双方优势技术;印度则在自主研发的同时,也受到外部技术的影响。这种国际合作与竞争,极大地推动了全球空空导弹技术的进步和迭代。

原创 大鱼鉴水 2025-08-20 19:01 加拿大

现代中距主动雷达制导导弹介绍:日本AAM-4、印度“阿特拉斯”、欧洲“流星”、霹雳-15、AIM-260,主动中距弹的发展趋势

【 日本AAM-4 】

AAM-4又叫99式空对空导弹,三菱电机作为主承包商于1994年开始研制,1999年入役。弹长3.66米,直径203毫米,重222公斤,高爆定向破片战斗部重31.3公斤。和上篇介绍的各种中距主动弹相比是个大块头,几乎和“麻雀”导弹一样重,外观也和“麻雀”很像,只是把前面的弹翼换成了AIM-120那样的小翼展梯形翼,尾翼前端切角。

AAM-4采用2级固体火箭发动机,中段惯性制导+数据链,末段主动雷达制导,射程达到85公里,在当时是相当高的水平。最大速度4.5马赫,最大过载只有20G。之所以造得这么大且显得笨重,弹头威力又这么大,是因为日本空自在2000年前后最主要的任务是远程拦截挂载重型反舰导弹和对地导弹的俄罗斯战略轰炸机,机动性的重要性排在射程和威力之后。

> AAM-4B外观几乎没有变化

改进型AAM-4B于2010年投产,在世界上首次采用了有源相控阵雷达导引头,自主探测范围从15公里扩展到21公里,射程增加到105公里,也增强了拦截大型反舰导弹和掠海飞行巡航导弹的能力。

这种导引头还应用在12式岸基反舰导弹和ASM-3超音速空射反舰导弹上,它甚至具备合成孔径成像能力,能够发现低探测性的最上级护卫舰。

虽然AAM-4B理念领先,各项指标也挺高,是试图摆脱美式装备的一种有益尝试,但它的设计主要为满足日本空自特化的需求,对于其它国家并不一定适用。而且其基础源自“麻雀”导弹,体型太大难以装入F-35的弹舱,所以日本还是为F-35采购了AIM-120C-7,同时装备2型主动弹令后勤保障复杂化。

【 印度“阿特拉斯” 】

“阿特拉斯”是梵语“武器”的意思,由印度国防研究与发展组织(DRDO)为印度空军和海军研制,1990年项目启动,1998年在印度航展上公开展出,被媒体称为加长型超级530D。初始版本重达300公斤,射程仅40公里,计划由光辉战斗机搭载。但其实当时项目还未被印度政府批准,直到2003年DRDO完成首次地面试验后才于2004年正式立项。

> 初始设计,弹翼尺寸很小,位置靠前

初期试射表面该导弹存在严重的控制问题、高空性能很差,2006年前后进行了重新设计,缩短弹翼长度,加大翼展,改进了推进系统,2008年再次测试。2013年又因为翼面相互气动干扰再次暂停,重新设计了翼面以及控制、制导、动力系统,减重130公斤。因为整个设计过程都得到俄罗斯和法国的帮助,气动外形上能看到不少超530和R-77的痕迹。

> 地面测试时的原型弹,弹翼和R-77非常接近

> 最后定型版本,采用大型梯形弹翼,前后都带有小边条兼顾增强结构

30年磨一剑,“阿特拉斯”在2019年的测试中曾创下110公里距离命中的纪录,连续7次试射命中不同靶标,于次年定型服役,配备除空军幻影2000和海军阵风-M外所有印度战斗机机型。但后来有消息披露其首发命中率还不到70%,创纪录的命中距离实际为90公里,印度空军退役中将也表示空军更愿意用R-77,因为“阿特拉斯”还存在很多问题。

其基本型Mk-1长3.6米,直径178毫米,重154公斤,最大飞行速度4.5马赫,主弹翼尺寸很大,和细长的弹体相比略显不协调。其主动雷达导引头由研制俱乐部系列导弹火控系统的俄罗斯莫林信息系统公司设计制造,2022年开始换装本土制造的导引头进行测试,作用距离25公里,战斗部重15公斤,威力较小。

因为零部件高度依赖进口,制导芯片来自英国,固体火箭燃料来自乌克兰,月产量仅为8枚,单价110万美元,在世界同类产品中确实是最便宜的,但也只是比“德比”和R-77便宜10万美元。“阿特拉斯”几乎是和AIM-120同时起步的,其整体作战能力只是接近于25年前入役的AIM-120B,这就是印度空空导弹水平的真实缩影,由光辉战斗机挂载真可谓是难兄难弟。

【 欧洲“星” 】

“流星”是欧洲军工巨头MBDA公司研制的主动雷达制导远程空对空导弹。它最初是为英国皇家空军替代半主动雷达制导的“天空闪光”导弹而研制,设计要求发射成功率和不可逃逸区达到AIM-120的2倍,为适配台风战斗机的半埋式挂载,外部几何尺寸也受到限制。1994年英国国防部招标,共有4家参与:BAE/阿莱尼亚/GEC-马可尼/萨博提出了S225XR方案,马特拉的是“米卡”改进型,戴姆勒-奔驰航空航天和拜仁化工提出了A3M方案,休斯公司则在美国政府支持下拿出了AIM-120升级版,也就是英法德美4家之争。

英德2个方案除了有无弹翼其它概念几乎完全相同,最终经过欧洲多国政府和业界的协调,采用德国A3M构型整合为统一的欧洲方案和美国团队竞争,并名为为“流星”(定型时又取消了弹翼)。美国方面为了争夺欧洲市场不惜提出将其AMRAAM项目和英国的BVRAAM项目合并,配备双脉冲发动机,将装备台风、F-22和F-35。

2000年“流星”中标,英国考虑更多的还是政治和经济因素,选择欧洲方案将增强欧洲导弹工业的实力,制衡美国的主导地位,降低台风战斗机出口受限制的风险,充分发挥台风战斗机的潜力。

为了研制“流星”,欧洲3大导弹公司于2001年合并为欧洲导弹集团(MBDA),成为雷锡昂之后世界第2大导弹公司,2003年开始全面研发,2005年搭载在阵风M上首飞,2006年由鹰狮挂载首次试射。经过10年研发与集成测试,“流星”于2016年7月达到初始作战能力,首家装备瑞典空军鹰狮战斗机。

> 挂载4枚“流星”的鹰狮

“流星”弹长3.65米(和AIM-120相同),弹径178毫米,重190公斤。它采用中段惯性制导+双向数据链修正、末段主动雷达制导方式,可以实现A射B导。主动雷达导引头以“米卡”和“紫菀”的AD4A导引头为基础开发,无线电近炸引信来自萨博博福斯动力,高爆破片战斗部由MBDA子公司TDW生产。

“流星”的固体冲压火箭发动机由拜仁化工设计,它有2个工况。冲压燃烧室兼做整体式无喷管助推器,可在发射后2-4秒内将导弹加速到2马赫,随后转入冲压工况,铝制进气道盖板通过爆炸螺栓开启开始进气。

> “流星”导弹内部结构

和传统冲压动力采用的液体燃料不同,“流星”的TDR可变推力固体燃料冲压发动机采用的是高密度、高体积比热值(为煤油的4倍)的贫氧高硼固体燃料推进剂,在燃气发生器内燃烧产生富燃料燃气,与弹体下部2个钛合金矩形进气道压缩的气流混合燃烧产生推力。间隔90度布置的进气道构成一个隧道令弹体本身也产生升力。

这种含硼量40%的高能推进剂和相配套的燃气流量调节技术才是“流星"导弹的核心科技,其理论比冲是AIM-120C5 HTPB推进剂火箭发动机的3倍以上,燃气调节比超过12:1,燃烧时间在30秒到150秒之间可调,最大速度4马赫,官方射程超过100公里,实际估计射程200公里,不可逃逸区达到90公里。

采用TDR技术的"流星"导弹发动机工作时间长,推力可通过进气道可调斜板和小直径流量调节阀实现无极调节,极大地拓展了高速动力飞行的范围,在全射程中有超过一半的距离能维持3马赫以上的巡航速度,并通过主动调整推力优化飞行弹道,不但大大压缩了飞行时间,其不可逃逸区更是达到传统火箭动力导弹的3倍。

> MBDA公布的“流星”(红色)和现役常规中距弹(指AIM-120C,蓝色)不可逃逸区对比,前向约为3倍,后向扇区为5-6倍

TDR发动机比冲和总冲远指标极高,可提供长达120秒以上的燃烧时间,高速动力巡航距离达到全射程的60%,末端保持3马赫以上高速,远距离平均速度和不可逃逸区范围都大大优于传统固体火箭导弹,可以“后发先至”迫使对方机动规避,而且它可以多次主动开闭发动机(相当于多脉冲的效果),弹道调控能力和作战灵活性最大。

“流星”的弱点则是在中距离40公里以内对低空低速目标的作战效能较差,高机动性不足。因为没有弹翼且受冲压进气道限制可用过载相对较低仅35G,冲压发动机加速慢,无法发挥冲压动力的高空高速优势。因此无论是台风还是阵风都要搭配ASRAAM和“米卡”这类高机动弹以弥补中近距离格斗的劣势。

【 霹雳-15 】

霹雳-15于2011年开始测试,2013年由歼-20挂载首次公开露面,2015年官媒报道入役,逐步取代霹雳-12成为空军主战装备。根据2024年珠海航展的展板数据,出口型霹雳-15E长3.99米,弹径203毫米,重209公斤。霹雳-15的外观和半主动的霹雳-12非常相似,只是弹翼和尾翼都做了切角处理,以便缩小翼展装入歼-20的弹舱,这也让不少观察家将霹雳-15误认为是霹雳-12的一个小翼展改型。

在看不见的弹体内部霹雳-15已经发生了翻天覆地的变化。它配备了直径180毫米的氮化镓相控阵雷达,大幅提高了末制导作用距离、探测精度、抗干扰和反隐身能力。空对空导弹速度4-5马赫,过载动辄35G以上,弹载相控阵雷达元件的工作环境比机载、舰载平台要严苛得多,霹雳-15的成功显示中国在捷联波束稳定与跟踪、波束指向精度、相控阵天线高密道集成与散热、T/R组件低成本制造等关键技术领域实现突破达到世界领先水平。

霹雳-15配备中国独门的北斗导航系统,带来更高的导航精度,中段依靠双向数据链实时更新导弹和目标的位置,规划更精确的飞行航线,在末端校正所需消耗的能量就更少,有利于提高射程。

霹雳-15身上还有一大亮点是采用了双脉冲固体火箭发动机,通过脉冲隔离装置将装药分割为2个脉冲,分别拥有独立的点火装置。一脉冲装药燃烧完毕后经过预设的间隔时间二脉冲装药再次点火,在所需的弹道段进行二次加速,形成一个M型的速度曲线,相当于在单一发动机内实现两级发动机的效果。

而AIM-120等大多数现代空空导弹采用的是成熟的单室双推力发动机,在同一个燃烧室内封装了两种不同性能的装药,按顺序燃烧,中间没有时间间隔,不需要复杂的隔离措施和精确的点火控制手段,也不能二次点火,和双脉冲发动机相比落后一代。

双脉冲发动机的脉冲隔离装置(PSD)是技术关键,必须能够承受一脉冲燃烧时产生的高热量,避免二脉冲药柱被提早点燃。隔离装置有硬隔舱式和软隔层式两种:前者将药室纵向分隔为2个密闭空间,在隔热的同时还要承受压力;后者仅起到阻燃隔热作用,可以在单一药室内并列布置不同种类的装药。标准-3反导导弹的第3级就采用了MK136软隔膜双脉冲发动机,一脉冲用于弹头变轨,二脉冲进行位置精确修正。

> 2种双脉冲燃烧室结构图,上为双室硬隔舱式,下为单室软隔层式

采用双脉冲技术后导弹最高速度会有所下降,但通过合理设置双脉冲的间隔时间将优化燃料分配,先加速达到一定的高度/速度,按抛物线弹道无动力滑翔一段后再次加速延长弹道;或者在末端二次点火提高末速和机动性,令目标飞机难以摆脱。拥有双向数据链的导弹可以根据战场态势在飞行过程中实时调整两次点火的间隔,需要大推力高过载拦截机动目标就缩短间隔甚至是0间隔,需要大航程就增加间隔,其对推力的控制能力比单室双推力发动机要强大很多

霹雳-15拥有和霹雳-12相同的弹体以及更小的弹翼,却达到了更高的极速(5马赫)和末段速度(4马赫),射程翻倍(珠海航展展板显示出口型为145公里,实战超过180公里,被认为直接使用了中国自用版),不可逃逸区据说增大到70公里。这个经过实战检验的射程确实出乎意料,用中距弹的体格打出重型远距弹的射程(重达457公斤的AIM-54“不死鸟”最大射程也就180公里),显示在复材弹体材料、高能固体燃料等方面实现了质的飞跃。

美国媒体甚至宣称霹雳-15可以在大部分射程内维持4马赫的速度,似乎过于夸张了。实际上这种射程上的成倍增长主要得益于采用优化的高抛弹道,标准-6以标准-2的通用弹体将射程从160公里大幅提高到460公里也是相同的原理。

主动中距弹的发展趋势

主动中距弹问世近35年,各方面都已经发展得非常成熟,今后技术上的突破口将集中在以下几个方面:有源相控阵雷达、双向数据链、双脉冲发动机或者固体燃料冲压发动机。

虽然日本的AAM-4B在15年前就开始采用有源相控阵雷达,但TR组件采用的是上一代砷化镓材料,到如今已不算先进,和霹雳-15采用的氮化镓有源相控阵雷达相比存在代差。砷化镓的熔点只有600度,氮化镓高达1700度,能承受更高的电压,内部电阻低,热导率比砷化镓高7倍。这些特性带来更高的功率密度和输出功率,更宽的频率和带宽、更高的分辨率和灵敏度、更强的抗干扰能力。这意味着在相同的弹头空间内氮化镓雷达导引头可以做得更轻,输出功率增大5倍以上,探测距离大幅增加,可以在高温、潮湿、盐雾等恶劣环境下稳定工作,减轻了冷却系统的体积和重量。

AIM-120、R-77、“流星”等现役先进中距弹的机械扫描主动雷达制导系统对四代战斗机的末制导作用距离约15-20公里,对五代隐身战斗机的作用距离急剧下降到3-4公里。而氮化镓体制相控阵导引头的平均发射功率比机械扫描导引头提高了一个数量级,对四代机的作用距离达到40-50公里,对五代机也有10-20公里,在载机平台水平相当的情况下可以取得压倒性优势。

配合双向数据链,新型导弹可以和载机、预警机、地面指挥中心等节点交换数据,不仅能从外界实时获取目标信息动态修正弹道,实现A射B导,还能将导弹自身工作状态和弹载雷达探测到的目标发送给后方。在中段依靠双向数据链实时更新导弹和目标的位置,规划更精确的航线飞行,在末端校正所需消耗的能量就更少,有利于提高射程;在末段可以将导弹主动雷达“看到”的场景传输给载机和地面指挥中心,帮助了解战场态势,评估毁伤效果,迅速定位被击落目标的坠毁地点。

目前各航空大国都在综合运用上述先进技术进一步升级改造现有中程空对空导弹。俄罗斯为苏-57配套研制了R-77M,从2016年底开始测试,2020年首次被媒体拍到。R-77M比R-77-1弹体加长了0.3米,用普通尾翼替代了标志性的栅格尾翼以降低雷达反射面积和气动阻力,配备双向数据链,换装双脉冲发动机,射程有望达到150公里。同期信号旗设计局还并行开发了采用固体燃料冲压发动机的R-77ME。

> 俄罗斯电视台播放的画面,4架编队苏-57中的第2架挂载了新型R-77M

2025年6月19日,MBDA刚刚进行了下一代“米卡 NG”导弹的首次实弹试验,它的红外型号采用了红外焦平面阵列传感器,雷达型号换装有源相控阵雷达导引头,动力系统采用双脉冲发动机,射程提高了40%。

以色列拉斐尔技术公司在2015年推出了“德比-ER”增程型,配备有源相控阵雷达导引头和双向数据链,换装双脉冲发动机后射程翻倍达到100公里,印度空军也引进了该型导弹。

> 印度空军苏-30MKI挂载的“德比-ER”

2014年7月,日本宣布和英国联合研制JNAAM导弹,它将结合AAM-4B的有源相控阵雷达导引头技术和“流星”的固体火箭冲压发动机技术,为期十年的预研阶段于2023年结束,2024年开始进入工程开发阶段。AAM-4B弹翼过大无法装入F-35的弹舱,而“流星”的尺寸正好适配,日本和英国、意大利也正在联合开发下一代战斗机,双方技术互补,为共同装备的五代F-35和六代机寻求更先进的中距导弹。

> 2025年2月28日,美国海军陆战队一架F-35B首次进行了“流星”导弹测试

印度在“阿特拉斯MK1”未服役既已落后的情况下早早就研制了改进型MK2,加长了弹体,换装有源相控阵雷达导引头、激光近炸引信和双脉冲发动机,最大射程提高到160公里。MK2于2022年开始试射,计划2026年完成研发入役,2027年批量生产。但它的国产相控阵导引头和双脉冲发动机无论是技术成熟度还是生产能力都困难重重,测试中遇到很多问题,而且MK2并没有配备双向数据链,这么远的射程如何有效中段修正制导成谜,其前景并不明朗。

MK2没整利索,一项好大喜功的印度已经在开发更先进的MK3了,采用进口固体燃料冲压发动机,2万米高度发射射程达到340公里,8千米高达发射射程190公里,巡航速度2.2马赫,末段速度3.6马赫,明显低于“流星”。MK3于2023年开始飞行试验,2025年2月的2次测试验证了助推器分离机制,目前正在苏-30MKI和光辉战斗机上进行进一步测试。

> 苏-30MKI翼下的“阿特拉斯MK3",被命名为“甘迪瓦” - 印度史诗《摩诃婆罗多》中的神弓

洛马于2017年开始研制联合先进战术导弹(JATM),命名为AIM-260旨在应对未来的空中威胁,最终取代AIM-120。该导处于高度保密状态,2020年4月就已展开全尺寸靶弹空中测试,但多年来外界一直不知道它的真实样子。今年2月美国海军在网上发布了一份非机密简报,其中第一次出现AIM-260的外观,美国空军随后也确认该渲染图反映了它的实际设计。

> 海军航空系统司令部无人机与打击武器项目执行办公室下属的空对空导弹办公室项目示意图,包括AIM260A和AIM174B两种新导弹,后者是应急性改装的标准-6空射型远程导弹

从AIM-260的渲染图可以看到它采用了无弹翼“光杆”布局,仅有4片小尺寸的尾翼。JATM项目一个已知的核心要求就是尺寸和AIM-120尽量保持一致,以便能够装入F-22和F-35的弹舱。

AIM-260的火箭发动机长度远大于AIM-120,很可能采用了双脉冲技术。海军空战中心武器部在2023年的情况说明书中披露已经开发出一种新型高能药柱,可使射程提高1.5倍。《航空周刊》编辑表示在埃格林空军基地见过空军射程要求图表,显示AIM-260的射程圆圈大约是AIM-120的2倍。据此外界推测AIM-260的射程至少达到200公里,甚至可能高达325公里。

> 根据美国军用标准弹药标记,棕色带用于标记低阶炸药(如固体燃料)位置、黄色带用于标记高爆炸药位置。相应的在导弹上,一对棕色带通常表示火箭发动机在弹体内的起始和终止位置,黄色带标示战斗部。带有惰性火箭发动机和战斗部的训练弹则使用蓝色带。

AIM-260将配备小尺寸的高爆破片战斗部,而不是爱国者-3、萨德和标准-3那样的动能碰撞杀伤战斗部,因为弹体前部没有布置用于姿态矢量控制的微型脉冲固体火箭发动机,而是共形天线。

外界对AIM-260的细节了解非常有限,推测它很可能采用有源相控阵雷达、多模导引头同时具备红外成像和无源射频制导能力,通过先进的联网功能不但可以通过外部节点获取目标信息,A射B导避免导弹载机打开雷达,多枚AIM-260甚至可以组网协同作战。

AIM-260原计划2022年服役,首批装备海军的超级大黄蜂和空军的F-22,也包括设计中的F-47和CCA协同作战无人僚机。但这一海、空军导弹装备的优先项目和美军的其它重大装备采购计划一样也发生了严重的延误,目前测试已经进入尾声,预计2026年量产。为此海、空军在2026财年合计申请6.7亿美元用于它的采购,并希望另外拨款2.2亿用于继续研发。

从上面这些实例可以看出,采用有源相控阵雷达、双向数据链、双脉冲发动机或者固体燃料冲压发动机后,新一代中距空空导弹的射程普遍能够达到200公里级,末段仍然具备很强的机动性和4马赫以上的高速度,导引头主动探测范围和不可逃逸区显著扩大,可以识别出诱饵弹或者拖曳诱饵,抗干扰能力大为提高,作战效能超过过去的重型远程导弹,同时尺寸还足以装入五代、六代机的内置弹舱,它们的入役将把空战带入一个全新的时代。

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相关文章:东风西渐,猛龙霹雳(中)


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