| 词条 | “弓箭手”空空导弹 |
| 释义 | § 基本资料 “弓箭手”空空导弹 “弓箭手”空空导弹 （R-73）俄罗斯的第4代近距格斗红外型空对空导弹，北约称之为 A－11“弓箭手”。该弹是目前世界上最先进的近程格斗空对空导弹之一，导弹采用了推力矢量控制技术，机动能力很强，可以攻击高机动的目标。它与头盔瞄准具一起使用，能以60°离轴角发射。除基本型 R－73 M D1和改进型 R－73 M D2外，还发展了一种 R－73 E后视发射型空对空导弹。出口到许多国家。据说中国也要有进口，与性能更加先进的R27空空导弹共同服役与SU27战机，要与台湾的魔术中程导弹与响尾蛇导弹一比高下。 [1] § 主要数据 型号： AA-11（俄罗斯编号R-73） 绰号： “弓箭手”(Archer) 总长： 2.9米 直径： 0.17米 翼展： 0.51米 总重量： 105千克 射程： 3-30千米（向前射），1-12千米（向后射） 马赫数： 2马赫 战斗部型号： 破片杀伤型战斗部 战斗部重量： 7.4千克 主动力型号： 固体火箭发动机（带推力矢量控制技术） 制导方式： 红外制导 生产商： 俄罗斯三角旗设计局（研制） 研制时间： 1980 服役时间： 1985 [2] § 设计特点 “弓箭手”空空导弹 R-73的设计并没有抛弃蚜虫的技术体系，正相反，它的布局仍然是延续蚜虫的基础进行一定放大和革新以后形成的。R-73长2900mm，弹径160mm，翼展510mm，重105kg，战斗部重7.4kg。设计相当的复杂，这和苏联一贯使用简单的技术手段获得武器的习惯有些相左，它作为一个西方四代导弹的衡量标准，奠定了日后近距空空导弹发展的几项关键性 1、杂的气动布局简单气动控制 R-73采用了一个极其复杂的气动布局，传统的鸭式布局有一些缺点，比如前翼舵面迎角大于弹体迎角，高机动大迎角时容易出现早失速现象，导弹设计时必须考虑这个问题，而将舵偏角取值较小，比如早期响尾蛇导弹前翼舵偏角仅12度，这限制了导弹的机动性潜力的提高，蚜虫上采用复合前翼，在舵面前增加一个固定翼，利用固定翼产生下洗气流减低前翼舵面的真实迎角，达到扩展舵的可用迎角的目的，舵偏角可达18度，另外固定翼面和舵面组成的一个弯度翼面产生的升力大于单一舵面的升力，使控制力进一步增强，很多西方第三代高机动空空导弹也采用了这样的设计。R-73更进一步它在前翼之前的弹头锥面增加了活动风标，活动风标起到两个作用，一是能够给前翼提供一个准确的动态的迎角参考位置，能够让导弹的控制计算机控制前翼舵面总是工作在最大气动力的角度而不失速；二是风标本身也是一个前翼它在气流中的角度和后面的弹翼组合，也能产生一个附加的增升，这个升力增量最大可以达到6-11%，也非常可观。组合而来的结果是R-73能靠气动面比西方第三代近距空空导弹获得大得多的机动性，当时西方主力的响尾蛇AIM-9L型最大过载约22g左右，号称超级响尾蛇的AIM-9M也仅有30g，而R-73可以达到40G，在AIM-9M对付7g机动目标的包线区域R-73可以对付12G的目标。R-73的尾部弹翼也因为高机动性设计采用了接近长条形的小展弦比类边条翼，一方面有较大的翼面积来获得较大的气动升力，另一方面长弦长也能加强弹体尾部的结构强度，这对增加了推力控制的R-73非常有效。R-73没有采用西方导弹常用的陀螺舵随动副翼，它采用阻尼随动副翼来控制鸭式布局的滚转，这种布局的阻力较小。 2、大离轴发射能力和头盔瞄准器 第三代近距空空导弹的导引头视角都很小，一般在2.5度左右，但瞄准线的视角却比较大，响尾蛇AIM-9L可以达到前向22度，AIM-9M可以达到30度，这个视角和战斗机的平显覆盖的角度基本一致，西方将导弹的导引头瞄准和雷达扫描交联，雷达跟踪获得瞄准线，驱动导弹导引头那狭窄的3度的视线看到并锁定目标，如果雷达失效或者被干扰，那么导弹将只能像机炮一样进行直线瞄准。西方第三代战斗机的平显上使用导弹时用绿色游动方框代表导弹导引头的视点，方框的游动表示导引头瞄准线随动于雷达瞄准线，方框移动套住目标后持续1-2秒，导弹锁定了会变成红色或者有“嘀嘀”的声音提示可以发射了。西方也不是不能将导引头的离轴角做得更大，只是没有可靠的显示和瞄准方法，最早在70年代初美国就打算在f15上搭配头盔瞄准器的敏捷导弹，但技术问题很多，1975年放弃发展。R-73突破了这个技术壁垒，最初型号的视角达到45度，较新的型号达到120度，也就是说新型号的离轴角可以达到60度。这个离轴角的功能扩展一下就颠覆了第三代战斗机设计的基础：能量机动理论。能量机动靠更佳稳定盘旋和更好的加速性获得优势，号称在空战中最重要的就是保证高度和速度，但这种离轴角大的导弹不需要持续长期的稳定盘旋，它只需要飞机尽量把机头方向60度内指向目标，就能达成瞄准射击条件，这样损失能量但角度指向更快的瞬时盘旋就成为主要的手段，这种盘旋在传统能量空战中是被唾弃的，因为它的结果是丢失高度和速度。大的离轴角让雷达的扫描能力无法支持导弹的瞄准任务，第三代战斗机的机械扫描雷达天线在空战模式下大多只能提供40-60度左右的扫描角，离轴角仅30度，且扫描一遍的时间较长，约2秒，这样不利于瞬息万变的近距空战的锁定。苏联人创造性的利用一个简单而实用的设计让导弹能够很好的发挥。它们在头盔的护目镜上画了两个带十字的同心圆，内部的圆视角0.5度，如果目视飞机的翼展充满它，那么飞机的距离就是1000米，如果翼展只有一半，那么距离就是2000米，再小一半就是4000米，而充满2.5度的大圈则距离只有200米，这是导弹的最小射击距离，翼展充满大圈和小圈之间距离有500米。这个设计非常简单而巧妙，飞行员不用依靠任何设备就能确认大致距离和估测是否在导弹射程范围内，允许导弹在火控系统反应速度跟不上或者失效的时候使用手工装填目标距离数据。头盔上设计了4个磁点，座舱内有6个接收点，可以精确地确定头盔的位置和转动方向，它的探测范围为方位角120度，仰角60度，俯角15度（受机头的遮挡）。这套系统只在导弹视角内发挥作用，即早期型的60度和后期型的100~120度。头盔的瞄准线可以和IRST和雷达交联，通常由这两种设备提供测距信息，并通过火控计算机解算出导弹的杀伤概率，当允许发射时会有短促的“嘀嘀”声音提示，当进入不可逃逸区后声音变成连续音。 3、发动机推力控制矢量技术 大离轴发射能力大大扩展了导弹的杀伤区，但随着离轴角越大，导弹发射后所需要承受的机动过载也越大，采用复杂先进的气动布局和控制能获得较高的机动能力，不过导弹在刚发射时的重量比较大，而火箭发动机燃烧完全了以后起码要让导弹重量减轻30%以上，再加上发射初段导弹速度往往较低，发动机还没燃烧完全，重量大，依靠弹翼提供机动控制的导弹初段机动性较差，很有可能因为发射后出现转向角速度不够而丢失目标的情况。R-73在本身已经很复杂的气动布局外增加了导弹的推力矢量控制，能够让导弹在发射初段就拥有接近42 度/秒的转向角速度。 R-73的气动布局是鸭式布局，设计推力矢量控制技术相对比较容易，因为推力矢量方向和鸭翼的升力方向一致，考虑到尾部的空间的布局和火箭发动机能量的损耗，三角旗的设计师选择了在尾部布置4块扰流片来对火箭喷流进行控制，扰流片技术的好处在于如果不需要矢量控制时，扰流片的存在不干扰火箭喷管的气流工作，几乎没有推力损失，这样在需要远射程时导弹的基本性能不会被削弱，当需要推力矢量控制提供额外力的时候，需要力的那个方向的扰流片就切入到喷流中去，利用扰流偏流的方式，获得喷流偏转角度，扰流片最大可以获得接近20度角的喷流偏流，一般在15度左右，扰流片的切入程度不同对火箭发动机推力损失为8-20%不等。 4、先进的红外导引头 在第三代近距空空导弹中普及了锑化铟制冷点目标角度跟踪导引头结构，可以对3-5微米的红外波段异常敏感。从AIM-9L开始的第三代红外近距导弹有接近全向攻击的能力，不过在目标机头方向除非开加力，否则很难在远过1000米的距离上探测到，这个距离在迎头飞行过程中时间少于导弹瞄准所需要的时间，实际是在目标迎头方向很大一个角度范围是无法达成攻击的，所以只是一个假全向能力的导弹，全向仅仅是针对二代必须进入目标尾部而言。 响尾蛇创造的调制盘调制红外测角仪是第三代红外导弹共用结构，这种结构镜头聚集的光路上有一块局部不透明的旋转的调制盘，这个调制盘会对目标的辐射能量有减半的作用，另外在归零时，即导弹轴线正对目标时有屏蔽的问题，即所谓信号归零。R-73采用新型的偏心光机扫描，采用4元十字锑化铟制冷器件，不仅去掉了会遮挡红外信号的调制盘，增强了探测能力，还因此不会出现信号归零的盲视现象，抗干扰能力增强很多。西方导弹中法国和以色列的第三代弹采用了类似的设计。R-73的红外导引头基本达到点跟踪导引头的极限，加上后期的复杂数字处理技术，抗干扰能力上也达到这种结构的极限。从射程上来讲，迎头时R-73和AIM-9M差不多都有4.5（和h=500m）到18km（h=15000m）的能力，但实际上这个时候的射程仅仅是一个理论射程，这类导弹必须在导引头锁定目标后才能发射，而这种条件下，AIM-9M的导引头视力只有1800米，这个距离两个0.9马赫迎头飞行的飞机只需要2秒钟就能飞到导弹的最小射界上，非常糟糕的是响尾蛇导引头锁定目标最少需要接近2秒，实际上根本不可能有能力射击目标，而R-73这种条件下能比响尾蛇远22%的距离先探测到目标，而且锁定发射速度快，能在1.4秒之内完成，勉强可以实现真正的全向攻击，目标假设为开加力飞行的米格21型飞机。较晚的R-73准备使用经过改进的D80导引头，具有双色红外的功能，抗干扰能力进一步增强，导引头的数字电路也增加了可预编程的电子电路，据称红外成像的导引头也在实验中。 常规的点源目标红外位标器的发展到80年代基本已经达到巅峰，十字4元偏心扫描的红外导引头是目前抗干扰能力最强，探测能力最强的导引头，有很多第三代红外导弹都使用这样的器件，针对点源跟踪的红外对抗系统也变得多起来了，激光调制红外频闪灯，红外诱饵弹对点源模式的干扰效果相当不错，这使得当前的空空导弹面对层出不穷的干扰设备没有合适的对抗手段，作战效能在不断削减。为了更好的抗干扰和增强探测能力，红外热成像是一个第四代导弹共同的选择，成像体制一下就让所有的点源干扰设备完全失效，而且红外能量大部分被积累用于辨析目标而不象点源跟踪式的过滤掉了，因此探测距离也大大增强。此外毫米波主动导引头也是一种很理想的近距空空导弹的装备，它同样具有高抗干扰，精度高，分辨率好，视角大的优点，同时对付隐身目标效果更为优越，R-73正在尝试装备。 [3] § 建造背景 r-73 在发展第四代空空导弹上独特的地位。R-73像一条凶狠的鲶鱼，它导致了第四代空空导弹时代的到来，而且它的发展给第四代空空导弹奠定了许多技术基础，甚至划分出清晰准确的技术门槛。R-73原本只是苏联为了进一步改进和增强R-60蚜虫导弹的能力设计的新一代替代型，老的蚜虫导弹设计过于精巧，虽然尺寸小，战斗机能携带较多的数量，但是R-60战斗部太小，只有不到6kg，装药少于3kg，破片数量虽然不少，但在重量限制下生成的破片质量很小，毁伤力不足，加上火箭发动机总冲小，射程很短，在和同时代西方的响尾蛇AIM-9L导弹的较量中基本居于绝对劣势，几乎没有什么战绩。R-60蚜虫曾经在非洲拦截一架双活塞引擎的螺旋桨小客机时，导弹准确击中一侧的发动机，但飞机居然没有什么大损伤，依靠一台发动机还是完成了飞行任务，此战让苏联空军信心尽失，决心放弃几乎没有潜力可供挖掘的蚜虫，研制新一代的空空导弹搭配新的米格战斗机。 [1] R-73是高技术的集合体，在苏联空空导弹中是实战效果最好，命中率最高最可靠的导弹。在非洲之角的战争中对战双方都利用R-73获得战绩，R-73由于技术合理性能优异，也广泛搭配苏式战斗机出口。 § 多种改型 r-73 随着时间的推移，1983年就投入现役的导弹业发展出了一系列新的改型，比较重要的有早期出口型R-73E简化了部分抗干扰电路，随后出现R-73 RDM这个型号是现代化改进的出口型号，目前大量销售的就是这种型号，改进了电子线路和数字处理能力，离轴角增加到60度，而动力装置也更换为推力更大的发动机，外部尺度没有变化，只是重量增加了5kg。俄罗斯空军自用的改进型号则称为R-73M，90年代还有R-73M1和R-73M2两种改型，前者进一步增强离轴发射角，达到80度，而后者则是采用了新的火箭发动机，长度增加了200mm，主要为了试验后射和越肩的需要。由于俄罗斯战斗机在90年代以后销售状况较好，这种导弹将会在世界范围内服役到2020年以后。 |
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