空空導彈
空空導彈是從飛行器上發射攻擊空中目標的導彈。殲擊機的主要武器之一，也用作殲擊轟炸機、強擊機、直升機的空戰武器。此外從理論上講它也可以作為加油機、預警機等軍用飛機的自衛武器。空空導彈由製導裝置、戰鬥部、引信、動力裝置、彈體與彈翼等組成。它與機載火力控製、發射裝置和測試設備等構成空空導彈武器係統。
武器簡介
空空導彈與地地導彈、地空導彈相比，具有反應快、機動性能好、尺寸小、重量輕、使用靈活方便等特點。與航空機關炮相較，具有射程遠、命中精度高、威力大的優點。它與機載火控係統、發射裝置和檢查測量設備構成空空導彈武器係統。
空空導彈分為近距格鬥導彈、中距攔射導彈和遠距攔射導彈。近距格鬥導彈多采用紅外尋的製導，射程一般為幾百米至20千米，最大過載30～40克，主要用於近距格鬥，具有較高的機動能力。中距攔射導彈多采用半主動雷達尋的製導，也有采取主動雷達末製導的，具有全天候、全方向作戰能力。射程一般約為數十千米到上百千米。遠距攔射導彈射程可達到上百千米甚至數百千米。
空空導彈主要由製導裝置、戰鬥部、動力裝置和彈翼等部分組成。製導裝置用以控製導彈跟蹤目標，常用的有紅外尋的、雷達尋的和複合製導等類型。戰鬥部用來直接毀傷目標，多數裝高能常規炸藥，也有的用核裝藥。其引信多為紅外、無線電和激光等類型的近炸引信，多數導彈同時還裝有觸發引信。動力裝置用來產生推力，推動導彈飛行，空空導彈多采用固體火箭發動機。目前和未來的一些新型空空導彈采用衝壓噴氣發動機，具有更好的機動性。彈翼用以產生升力，並保證導彈飛行的穩定。
工作原理
導彈在截獲目標並滿足其它發射條件後被發射，脫離載機，火箭發動機工作一定時間便停止，導彈進入慣性飛行段。在飛行過程中，製導係統不斷測量、計算目標與導彈的相對位置，由偏差形成控製信號，使舵機工作，操縱舵麵偏轉，控製導彈飛向目標。當導彈接近目標符合引信工作條件時，引信引爆戰鬥部，毀傷目標。導彈的製導方式不同，控製信號的形成方式也有所不同。紅外尋的製導是把探測到的目標熱輻射變換成電信號，經放大，選頻與基準相位信號比較，得到誤差信號，形成控製指令。雷達尋的製導是導彈上的雷達接收目標回波信號，進行計算判斷，形成控製信號。這種製導根據雷達發射機的所在位置不同分為主動、半主動兩種。主動式的雷達發射機裝在導彈上，半主動式的雷達發射機裝在載機上。複合製導有兩種以上的製導裝置，彈道初始段一般采用程序控製或慣性製導等，中段為半主動雷達製導，末段為主動雷達製導。
武器分類
空空導彈可以用很多方法分類，根據作戰任務可以分為攔射型和格鬥型兩種。根據射程可以分近距、中距和遠距三種。根據製導體製可以分為主動、半主動、被動和複合製導等多種。根據導彈對目標的探測波段可以分為紅外型、雷達型和雙模、多模型空空導彈。空中導彈在結構上一般由導引頭、飛行控製艙、引信、戰鬥部、發動機和舵麵翼麵組成，在導彈功能上空空導彈一般由製導、引戰、推進分係統以及發射控製分係統構成導彈係統，武器裝備空中導彈係統還包括地麵保障和支援設備。因此，廣義地說，空空導彈包括導彈發射控製裝置和地麵設備。
空空導彈按攻擊方式分為格鬥導彈和攔射導彈；按製導方式分為激光、紅外、主動雷達、半主動雷達、被動雷達和複合製導等；按射程分為近距、中距和遠距3種。
格鬥導彈是以攻擊目視距離內的目標為主的導彈，又稱近距格鬥導彈，多采用紅外尋的製導，發射後可以不管。導引頭的跟蹤範圍和跟蹤角速度大，能實施離軸發射，最小發射距離為300～500米。橫向過載30～60克，機動能力強，能對目標實施全向攻擊。迎頭攻擊時，最大發射距離可達18～25千米。攔射導彈有中距、遠距攔射導彈之分。中距攔射導彈的最大發射距離從25千米到100千米不等，多采用半主動雷達尋的製導。遠距攔射導彈采用複合製導，可由載機在距目標100千米以外連續發射數枚，攻擊不同方向的數個目標。攔射導彈與載機上的脈衝多普勒雷達火控係統相配合，具有下視、下射能力，能攻擊超低空飛行的飛機和巡航導彈，有的兼有近距格鬥能力，可用於全高度、全方向、全天候作戰。
發展階段
1944年4月德國首先製成X-4型有線製導空空導彈，但尚未投入使用，第二次世界大戰即告結束。戰後，空空導彈的發展經曆了三個階段。
第一階段是20世紀40年代中期至50年代中期。空空導彈隻能對機動性能比較差的亞音速轟炸機實施尾追攻擊，射程2～6千米，主要有美國的“響尾蛇”AIM-9B，蘇聯的AA-1導彈。
第二階段為50年代中期至60年代中期。超音速轟炸機的出現和電子技術的發展，促使空空導彈的射程、橫向過載、適用的高度和速度都有很大提高。製導規律普遍采用比例導引，導彈具有一定的攔射和全天候作戰的能力，主要有美國的“麻雀”AIM-7E導彈等。但在越南和中東戰爭中的使用結果證明，這類空空導彈不宜用於攻擊高速度、大機動飛行的目標。
第三階段是60年代後期至90年代。空空導彈在遠距全方向、全高度、全天候攔射和近距格鬥性能方麵都得到了很大發展，如美國的“不死鳥”AIM-54C、“先進中距空空導彈”AIM-120、“響尾蛇”AIM-9L，蘇聯的AA-11、AA-12，法國的“魔術”2、“米卡”，美、英、聯邦德國等國家合作研製的AIM-132等。1981年以來，美國和利比亞、敘利亞和以色列、英國和阿根廷等在空戰中，都使用了近距格鬥導彈，取得了明顯的效果，大大提高了空空導彈在空戰中的地位。中國從50年代以來先後研製出數種空空導彈裝備部隊使用，根據公開信息上已知的如PL-5，PL-9C，PL-12等等。
發展時期
世界上第一種空空導彈是在二戰末期，由德國研製的X-4空空導彈，這種空空導彈已經具備了現代空空導彈的典型特征，它能夠由飛機進行發射，采用無線電指令製導方式，能夠自動導引，並采用固體火箭發動機等。這些技術在當時無疑屬於真正的高科技產品，但由於技術還不成熟，此時的空空導彈還無法進入實用化。
二戰後，空空導彈技術迅速發展，並於二十世紀五十年代中期開始裝備部隊，形成第一代空空導彈家族。紅外製導空空導彈方麵，典型的如美國的AIM-9B響尾蛇、蘇聯的K-13等，它們均采用非致冷硫化鉛紅外探測器，並用超小型電子管放大器進行信號處理，隻能在目標尾後進行探測，且距離為10千米以下，有效攻擊範圍僅為目標尾後2~3千米。雷達製導空空導彈方麵，主要為半主動雷達製導，典型產品如美國的“麻雀”-1，它采用雷達波束製導，攻擊範圍較小。
金門空戰開創了人類噴氣式戰鬥機空戰史上使用空空導彈進行空戰的先河，在著名的9·24戰鬥中，台灣空軍的F-86以美製AIM-9B“響尾蛇”導彈擊落了我人民空軍米格-17戰鬥機1架。當時台灣空軍的F-86經過緊急改裝後，具備了發射近程格鬥空空導彈的能力，其飛行員也接受了美軍的培訓並擁有了在空戰中使用導彈的經驗。雖然台灣空軍的F-86占有單方麵擁有空空導彈的優勢，但在整個空中戰役期間，台灣空軍並未因此占據優勢，原因是，第一代空空導彈性能有限，在格鬥空戰中很難滿足發射條件從而把握戰機。
AIM-9B“響尾蛇”導彈的發射過載不能超過3克，超過發射過載就會導致致使導彈無法發射，或發射後出現自毀、早炸等情況，所以F-86在占位時不能靈活機動，以避免載機過載大於3克。AIM-9B“響尾蛇”導彈屬於第一代紅外製導空空導彈，隻能跟蹤噴氣式飛機的尾噴口，隻能采用尾追攻擊方式攻擊未做機動的飛機。所以，響尾蛇-9B導彈最佳發射距離僅為2~3公裏。超過此距離，我飛行員可及時發現導彈發射的醒目尾煙，及時機動進行規避；太近，很容易來不及發射便進入導彈的最小允許發射距離內，極易陷入與我機的近距離纏鬥，這時攜帶的“響尾蛇”導彈反而影響機動能力，如果這樣，F-86將處於絕對下風。若草率發射後進入機炮空戰，又可能出現導彈自動尋找到熱感應最強的目標攻擊，導致誤傷。
所以，當時的AIM-9B響尾蛇導彈隻有在尾隨我機群偷襲時才能發揮最大效能。而在迎頭攻擊態勢時很難發揮作用。第一代空空導彈僅能作為機炮的輔助武器而存在，當時國內普遍的看法是“導彈不如炮彈，空中還靠拚刺刀”。
第二代紅外空空導彈代表產品有美國的AIM-9D響尾蛇、法國的馬特拉R530、俄羅斯的R-60T等，於20世紀６０年代開始裝備部隊，仍采用鴨式氣動布局，采用致冷型硫化鉛探測器，提高了探測靈敏度，采用晶體管電路進行信號處理，使得導彈重量減小，可靠性和壽命大為提高，采用紅外近炸引信。典型的雷達製導空空導彈有美國的麻雀3A導彈，英國的火光導彈，它們采用轉動翼的氣動布局、連續波半主動雷達製導，雖然這類導彈的攻擊包線有所擴大，但是仍然隻能在後半球或者迎頭攔截小機動目標，但是這個時期的某些技術已經奠定了發展中程空空導彈的技術基礎。
上個世紀60年代，美國的飛機設計師和空軍的決策者認為：航炮將成為空戰的擺設，導彈決定一切，空戰的模式將趨向簡單化：起飛-搜索-鎖定-發射導彈-脫離。美國空軍在此思維下發展了第二代噴氣式戰鬥機，比如F-105雷公、F-4C鬼怪，這些戰鬥機上最初並沒有安裝航炮，完全以導彈為空戰武器。這些飛機大型、複雜、多用途，重視高空、高速性能，2馬赫是這一代戰鬥機的基本要求，然而此時的發動機和空氣動力學還未能較好的支持這一性能需求。在這種情況下，第二代戰鬥機普遍呈現出大後掠角的後掠翼或三角翼、機身細長適合高速飛行。戰鬥機都擁有雷達和雷達製導的空空導彈。
以空空導彈為主要的空戰武器，雖然體現了空戰發展的大方向，但是技術發展是把雙刃劍，對技術發展過於樂觀而一樣會導致重大失利。越南戰爭中，美國戰鬥機盡可能的選擇從略微低一些的高度向前上方的米格機發射導彈，因為以天空為背景通常能減小雜波幹擾從而提高導彈的引導效率。不過對二代“響尾蛇”來說，天氣太好也不是什麼好事情，太陽往往比米格機的尾噴口更能吸引導彈，飛行員們經常發現導彈發射後不知去向，它們要麼一頭栽向大地，要麼就是義無反顧的逐日而去。所以，對付一代、二代紅外製導的近程格鬥空空導彈，被鎖定飛機典型的規避動作就是開加力飛向太陽方向，然後關掉發動機迅速脫離導彈與太陽之間的航路，使導彈飛向具有更強紅外輻射的太陽。
而二代“麻雀”在使用上也存在一些問題，發射過程過於複雜，每次發射一枚“麻雀”飛行員要做5個動作，確定目標到完成鎖定大約需要4-5秒，扣動扳機後還要將近2秒導彈才能完成點火和發射；即使是有經驗的飛行員，也很難在變化莫測的空戰中把握導彈的發射時機。為了提高命中概率，飛行員們對一個目標至少發射兩枚導彈，甚至有的時候飛行員會像發射火箭一樣一次性的把所有的導彈都發射出去，這樣的做法導致越戰期間美國導彈的命中率低的驚人。越南戰場上美國空軍共發射麻雀3導彈589枚，僅有55枚命中目標，成功概率僅10％。
而與此同時，越南、中國空軍的米格-17、米格-21主要使用航炮進行空戰，導彈僅作為輔助武器，作為一種攻擊大型轟炸機的手段，或者作為一種擴大航炮攻擊範圍的追擊性武器來使用。在中越空軍的米格機麵前隻裝備空空導彈的美國空軍被撞得頭破血流，最終不得不又重新起用了航炮。並在戰後根據越南戰場的經驗發展了重視中低空機動性的第三代戰鬥機。
第三代紅外空空導彈典型產品有美國AIM-9L響尾蛇、以色列的怪蛇3等導彈。於20世紀80年代初開始裝備；采用鴨式氣動布局，陀螺舵作為傾斜穩定，采用銻化銦致冷探測器，這種探測器具有更高的靈敏度，能夠探測目標尾氣流的紅外輻射，采用激光或無線電等近炸引信。能夠實現全向攻擊，雖然它的攻擊區擴展到前半球，前向攻擊距離僅2-3公裏，但是側向攻擊能力確實有很大提高。上世紀90年代，改進的紅外空空導彈相繼被開發出來，如美國的響尾蛇AIM-9M導彈和俄羅斯的R-73導彈，它們采用掃描探測技術或紅外多元探測技術，數字處理技術、激光近炸引信或無線電引信，實現了對目標的全向攻擊，同時具有一定的抗幹擾的能力。
00第三代雷達製導空對空導彈有俄羅斯的R-27、美國的麻雀3B、英國的天空閃光等空空導彈，采用單脈衝半主動雷達導引頭，具有前向攔截能力、一定的抗幹擾能力和下視下射能力，在這個時期空空導彈的本身戰術戰鬥技能已經基本能夠滿足超視距空戰的要求。