“半瞎家雀”AIM

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“半瞎家雀”AIM

2023-08-09 00:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

写在前面:笔者最近闲暇时间玩Warthunder的时候终于拿到了F-4EJ鬼怪,体验了一把安东星上的BVR(超视距)空战,对AIM-7E麻雀可以说是又爱又恨,有时候距离5~6km就是锁不上心急如焚,也有14km高抛弹道玄学命中的意外之喜。为了之后能更好的适应安东星麻雀导弹的性能特点,早日实现4发4中的白日梦,特此查一查资料,写一点笔记给自己以后当参考。

   飞的高,杂波少,麻雀锁上跑不了。——鬼怪飞行员们的信条之一

一、诞生

   不管你信不信,麻雀的研制需求最开始是在1947年被提出的,美国海军委托斯佩里公司(Sperry Corporation)在大名鼎鼎的5英寸高速空射火箭弹(HVAR)的基础上开发一个无线电驾束(原文是Beam-riding,这里可能我翻译的不准确,尚不清楚是激光驾束还是无线电驾束,我根据技术演进猜测是无线电驾束)制导版本的HVAR用于攻击空中目标,这种东西被命名为KAS-1。虽然海军的想法很美好,但是过于超前,以20世纪40年代的电子技术开发5英寸(127mm)直径以内的空对空导引头肯定是天方夜谭。大家可以看看Warthunder游戏中的HVAR建模想象一下以今天的技术把5英寸版的KAS-1做出来是个什么样子。是不是想到了那个制导版本的“火蛇”70mm火箭APKWS,看来海军一等人确实思维超前。

APKWS是一种激光驾束制导的70mm火箭弹

  斯佩里公司自己搞不定,海军也叫来了道格拉斯飞机(Douglas Aircraft Company)也就是参与到KAS-1的研发之中。负责弹体研发的道格拉斯作为AD-2天袭者,F3D天空骑士等一系列海军盐水机的制造商,自然有实力给海军说,让他们把KAS-1的尺寸放宽到8英寸(203mm),而海军对制导空空武器有着迫切的需求,就同意了。这样一来,海军本来打的直接给库存的HVAR换导引头成为导弹的小算盘就落空了,必须重新开发一种新规格的弹药。

  在1947年9月,该项目改称AAM-2(空空导弹-2型),又在1948年改称AAM-N-2(空空导弹-海军-2型)。

  AAM-N-2项目在1947年就确定好了弹体形状(ballistic shape),并在当年内晚些时候就用F3D天空骑士(道格拉斯不出意外的选用了自家飞机)战斗机搭载模型弹进行了飞行测试。开发过程中遇到的问题非常多,直到1952年,推进系统和制导系统才算成熟,实现了对空中目标的首次成功拦射。

F3D Skyknight 道格拉斯公司自家的孩子

  虽然在之后两年的开发中继续使用F3D作为载机,但美国海军在20世纪50~60年代快速迭代的舰载机机队显然不会为尚未成熟的麻雀保留F3D战斗机,而作为后继机型的F3H“恶魔”和F7U“弯刀”又饱受批评,1956年投入正式服役的AAM-N-2麻雀导弹本身的性能也未能弥补载机在空战性能上的不足。因此,这种无线电驾束制导的AAM-N-2麻雀很快就无疾而终了。

二、借尸还魂

    虽然最初的本体迅速消亡,但在AAM-N-2项目进行的同时也诞生了许多“副产品”,比如1950年开始测试的主动雷达制导的AAM-N-3“麻雀II”(因技术不成熟,项目在1959年底崩溃),甚至还有1958年被取消的称为“Sparrow X ”的“核麻雀”美国人真是疯了.jpg。以上这些各种各样的“麻雀”都是采用同一弹体更换导引头和战斗部得到的。

    我们现在常提到的半主动雷达制导的麻雀导弹实际上起源于1951年开始由雷声公司(Raytheon)研制的AAM-N-6 “麻雀III”(日后改称AIM-7C),半主动雷达制导方式更简单的特点让美国海军表示满意,于1958年投入使用。美国空军也使出传统艺能“你老婆不错,可是下一秒就是我的了”,于1959年采用了AAM-N-6a “麻雀III”,比起海军型,空军采用的a型修改了导引头和液体燃料发动机,现在这种空军型麻雀也被称为AIM-101(后来随着三军装备命名系统通用化改称AIM-7D)。空军将它装备到了F-110 “幽灵”(Spectre)战斗机(其实就是F-4C“鬼怪II”,空军自尊心不想承认要了海军盐水机,结果真香)上。海军不甘示弱,也改进出了自己的AAM-N-6b(日后改称AIM-7E)。

F-4C号称为导弹时代设计的战斗机,没有设置内置机炮,图中挂载了外置机炮吊舱当然后面F-4E还是真香了,加长机头的下方白色突出条状物为内置的M61机炮

说道美国三军装备命名系统通用化,这是冷战神童麦克纳马拉的杰作,也正是因为这个规定才让美军的装备命名没有像某些国家一样一物多名。(说的就是你,毛子)根据该规定,装备编号变更如下:

AAM-N-2 Sparrow I --------> AIM-7A

AAM-N-3 Sparrow II --------->AIM-7B

AAM-N-6 Sparrow III -------->AIM-7C

AAM-N-6a Sparrow III (AIM-101) -------->AIM-7D

AAM-N-6b Sparrow III -------->AIM-7E

F-110 Spectre --------> F-4C Phantom II

F4H-1 Phantom -------->F-4B Phantom II

三、型号更迭

   AIM-7A:原始生产型号,具有短程和无线电波束引导。由于这种导弹在服役中出现问题,除了最初交付的2000枚导弹外,没有进一步的订单,并且很快就退出了服役。

   AIM-7B:这基本上是为高速截击机改装的 AIM-7A,即 F-5D Skylancer 和 CF-105 Arrow(这架飞机也是个传奇,加拿大航空工业的巅峰时刻)。采用主动雷达制导,射后不管,用于拦截可能入侵的苏联大型战略轰炸机。由于这些飞机都没有进入生产或服役,加之自身技术可靠性较差,AIM-7B 也就没能进入现役。

   AIM-7C:AIM-7A 的衍生型号,是第一个使用半主动雷达制导的麻雀,传奇的开端。相比于前型,AIM-7C 拥有更强大的连续杆战斗部、更长的射程,以及在载机超音速下更好的发射能力,以及。由于它很快被 AIM-7D 取代,因此只生产了 2000 枚这种导弹。

   AIM-7D:该型号引入了改进后的制导系统、电子对抗 (ECCM) 功能和新的液体燃料发动机,尽管这种修改增加了麻雀的有效射程和高度。D型麻雀是该系列的第一个较为成功的服役型号,共生产了 7500 枚。

   ATM-7D:AIM-7D 的惰性训练版本。

   AIM-7E:该型号引入了改进的固体燃料火箭发动机(固推还是好啊),使麻雀的速度增加了一倍,射程增加了三倍。整个“E”系列是 Sparrow 中产量最高的型号。

   AIM-7E-2:根据越南战争的实际空战经验而开发,改进后的 AIM-7E 的航程被缩小,其尾翼被剪掉,以增加其机动性,即所谓的“格斗麻雀”的开端。

   AIM-7E-3:持续的生产质量问题导致了这种型号的开发,它基本上就是进行了可靠性改进的 AIM-7E-2。

   AIM-7E-4:这是一款带有改进型导引头的 AIM-7E-3,用于配备了更强大火控雷达的飞机。这使得大名鼎鼎的“雄猫”F-14A Tomcat可以挂载麻雀作为中距空战武器,与AIM-54不死鸟远程空空导弹形成远近搭配。

   RIM-7E 海麻雀:在20世纪90年代到新世纪各种军事刊物彩图上美军舰艇甲板上的常客,RIM-7E 海麻雀本质上是一种标准的 AIM-7E 麻雀,由箱式发射器发射,是一种为美国海军舰艇开发的海军地对空导弹。

小时候经常在各种杂志上看到的海麻雀,巨大的八连装转塔发射箱相当帅气

   XAAM-N-9 麻雀 X:这是前面提到的麻雀的核弹头版本,配备 W42 弹头。最终没能走下绘图板。

   AIM-7F:这种导弹的外观和组成与 AIM-7E 几乎没有区别。但AIM-7F的内部布局和性能与原型天差地别,以至于它几乎是一种全新导弹。AIM-7F 有新的制导系统。电路板被固态电子设备取代。该导弹还使用了新型双推力发动机。它的最大射程是 AIM-7E 的两倍多(70 公里对 30 公里),并携带更重、更强大的弹头。这种中距空空导弹于1976年被采用。

   AIM-7G:它与 AIM-7F 大致相似,但专为 F-111D 土豚(Aardvark) 战斗轰炸机使用而设计。它具有一个新的导引头,可以锁定由 F-111D 的 APQ-130 雷达系统照亮的目标。从理论上讲,这将允许 F-111D 编队在其路径上清除敌方飞机的天空,而无需依赖 M61A1 火神 20 毫米加农炮或 AIM-9 响尾蛇等短程武器。然而,AIM-7G 计划被取消。

   阿斯派德(Aspide):意大利制造的麻雀变种。最初的型号可与 AIM-7E 相媲美,而后来的型号则引入了主动雷达制导。它既可用作空对空导弹,也可用作海军防空系统——与麻雀不同的是,还存在作为陆基地空导弹使用的版本,以 Spada 防空系统的形式存在。顺带一提,Aspide是中国中距空空导弹的启蒙者,20世纪80年代中国引进了一批Aspide导弹及其相关技术,由歼-8挂载。后来经过技术吸收,最终催生了霹雳-11(PL-11)中距空空导弹,主要装备歼-8和歼-10A战斗机。还是摸到了鹰酱头上

歼-10A挂载PL-11

四、使用战术

  麻雀的制导方式同时具有优点和局限性。火控雷达发射的高功率雷达波允许所有这些制导系统在除了最恶劣的天气条件(即厚云或强降雨)之外的所有情况下使用,半主动雷达制导还带来了相比红外制导更长的探测距离,以及迎头攻击的能力(当时的红外制导技术尚不支持迎头锁定)。

   然而,这种半主动雷达制导方式也容易受到箔条干扰和电子对抗的影响。这个时代的雷达制导导弹无法区分飞机和箔条云,而针对雷达的电子战干扰也会使它们失明。另一个问题是雷达警告接收器系统(RWR)可以检测到足够远的火控雷达照射,以至于麻雀实际上无法有效地用于对抗 BVR 范围内的敌机(在Warthunder中该情况十分常见,得到RWR告警的时间远远长于导弹从发射到命中的时间,因此敌方飞行员甚至可以在遭到锁定,导弹发射出去之前就开始进行规避)。

   早期麻雀导弹制导系统的另一个问题是它要求飞行员被提示至少 5 秒才获得对当前标识目标的锁定,并且它需要 10-20 秒才能锁定可视范围内的目标,或者需要 20-40 秒锁定处于 BVR 距离的目标。这意味着在 15 到 45 秒之间,发射麻雀的飞机必须在同一方向上连续飞行。美国根据在越南战争中的经验总结了所谓的“九二规则”——即在交战中,战斗机在同一方向连续飞行不得超过9秒,否则将会成为敌机眼中待宰的鸭子。与麻雀相比, AIM-9 响尾蛇同样需要大约5秒才能获得锁定,但这是一种“发射后不管”导弹,不需要发射飞机持续面对目标提供照射,因此安全性大大增加。

   与依靠火箭发动机将自身直接从携带它们的挂架上推出去的导弹不同,麻雀是被丢出挂架的,并在片刻后发射。工程师们利用这一特性给麻雀安排了半埋挂架,用于战斗机在携带麻雀飞行的时候减小空气阻力。在 F-4 Phantom II、 F-14 Tomcats、 F-15 Eagles等经常携带麻雀的战斗机的腹部可以看到 麻雀的半埋挂架 。但是,以这种方式携带和发射导弹也有缺点,那就是它需要重力才能安全释放和发射,因此以机腹向上姿态飞行的战斗机无法发射麻雀。(安东星好像没还原这个,倒立也能飞)。

F-4EJ用半埋挂架携带AIM-7E,如果不装麻雀的话就会成为空槽安东星是可以倒飞发射麻雀的,地球上千万别这么干

  总的来说,半主动的麻雀的使用也一定程度上取决于载机雷达的性能,以Warthunder游戏举例,对于以F-4E战斗机携带的AN/APQ-120雷达来说,缺乏脉冲多普勒工作模式导致在2500m以下空域锁定敌机会显著受到地形杂波的影响,如果想使用麻雀取得对敌机的击杀最好爬升至3000m左右的高度,而对于F-4J战斗机携带的AN/APG-59雷达来说,脉冲多普勒模式对地形杂波的滤除使得麻雀可以在低空使用,锁定距离也随载机雷达性能的不同有较大范围的波动。

五、后记

  在今天这个电子科技已经突飞猛进的时代,以AIM-120,R-77为代表的主动雷达制导中距弹已经成为如今BVR空战的主流。从战争雷霆(Warthunder)这样已经做过很多简化的娱乐游戏中操作半主动雷达制导的麻雀也能感受到其操作的繁琐,不停的调整雷达的工作模式,探测范围,控制截获,人工筛选避免锁定箔条这样的错误目标,发射后要保持载机雷达锁定等等。

  有时当你锁定敌机发射麻雀后,往往你也正在被敌机锁定并攻击,这时就需要飞行员(机组)也就是玩家自己做出决断,是放弃攻击敌机,改变航向39下高,同时释放箔条规避敌方的导弹;还是狭路相逢勇者胜,孤注一掷保持锁定直到最后一刻凭借桶滚躲开导弹,这样的决断每次都会遇到。这种体验与在兵棋推演中作为一个掌控全局的指挥者是完全不同的,一个指挥者做出的决断往往是经过几分钟思考和规划做出的,而飞行员要做出的决断是在短短几秒间做出的,几秒间决定生死。这也是为什么兵棋推演永远代替不了实兵演习,因为每一个操作武器的人都不是程序,他们会发挥自己的主观能动性,在遵循命令的前提下尝试达到更好的结果。

不论武器先进与否,操纵武器的始终是人

好久也没更新了,学业还是挺忙的,偶有闲暇玩一会游戏,受其启发写点笔记。

在下才疏学浅,若有错误之处希望各位不吝指教,欢迎以站内私信或者评论的方式指出我文中写的错误,在此谢过。

资料来源:

https://www.military-today.com/missiles/aim_7_sparrow.htm

https://wiki.warthunder.com/F-4E_Phantom_II

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