殲20越肩發射飛彈後,飛彈還能掉頭攻擊後方,警告背後偷襲的敵機

東方點兵 發佈 2022-05-21T21:31:47.406194+00:00

「越肩發射」是殲20掌握的一項高難度空戰戰術,這一技能全世界現役戰鬥機只有兩種戰鬥機能使用。所謂的「越肩發射」,就是說戰鬥機將飛彈向前發射出去以後,飛彈進行一個180度掉頭,越過戰鬥機向後飛行,攻擊尾隨的敵機。

「越肩發射」是殲20掌握的一項高難度空戰戰術,這一技能全世界現役戰鬥機只有兩種戰鬥機能使用。

所謂的「越肩發射」,就是說戰鬥機將飛彈向前發射出去以後,飛彈進行一個180度掉頭越過戰鬥機向後飛行,攻擊尾隨的敵機。

(殲20空戰能力強大,「越肩發射」是殲20空戰技能之一)

「越肩發射」對於戰鬥機使用的空空飛彈,以及戰鬥機本身的態勢感知能力都提出了非常高的要求。

目前,全世界可以實現「越肩發射」的戰鬥機只有殲20和F35兩種戰鬥機,而且殲20在「越肩發射」時候比F35要更為優秀

殲20能夠實現優秀的「越肩發射」能力,是因為哪些優秀的設計先進的技術呢?

1

四代格鬥飛彈——「越肩發射」的基本功

對於想要掌握「越肩發射」的戰鬥機來說,第一道難關是要有一款可以進行大離軸發射,目標跟蹤能力強而且機動能力優秀的近距格鬥飛彈。

離軸發射能力是衡量空空飛彈性能的一個指標,這裡的「軸」指的是戰鬥機飛行的方向。也就是說,離軸發射能力是指空空飛彈能夠多大角度地偏離戰鬥機飛行方向進行發射。

(戰鬥機要把目標放在一定範圍內,才能發射空空飛彈)

這種能力的獲得和飛彈的制導方式息息相關,比如說早期的半主動制導空空飛彈,它的離軸發射角度只有3-5度

這使得早期的半主動制導空空飛彈,需要戰鬥機一直保持敵機在正前方的狀態,而這在瞬息萬變的空戰中是非常困難的,這也就是為什麼早期空空飛彈命中率那麼低的原因。

在第三代近距格鬥飛彈研發出來以後,這一代的空空飛彈做到了30度以上的離軸發射能力,這使得戰鬥機只需要粗略對準敵機,就可以按下發射按鈕發射飛彈。

不過30度的離軸發射能力對於「越肩發射」來說仍然不夠用,要想實現「越肩發射」,空空飛彈的離軸發射能力起碼要達到90度

(第三代格鬥飛彈性能不足以滿足「越肩發射」的要求)

能實現這一點的空空飛彈,就只有第四代格鬥飛彈了。

目前全世界現役的第四代格鬥飛彈不過一手之數,僅有AIM-9X、AIM-132、IRIS-T、怪蛇-5、PL10這五種第四代格鬥飛彈。

這些第四代格鬥飛彈的共同點在於:最大可用過載都達到了50G,使用了紅外成像制導,甚至可以在直面太陽的情況下仍然牢牢鎖定敵機,離軸發射角度都在90度以上

AIM-9X是美國著名的「響尾蛇」AIM-9系列格鬥飛彈的最新型號,它使用了256x256的紅外成像導引頭,鎖定目標的能力大幅度提升。

(AIM-9X第四代格鬥飛彈)

為了實現對於可用過載的苛刻要求,AIM-9X在氣動上做了大幅度的改進,使用了矢量發動機,而且兼顧了內置掛載的需求。

怪蛇-5的技術路線和AIM-9X比較相似,是以色列「怪蛇」系列的最新型號。

這個系列讀者朋友可能有些陌生,不過「怪蛇」系列中的怪蛇-3格鬥飛彈,是我國PL-8格鬥飛彈的原型

怪蛇-5同樣是在怪蛇-4的基礎上對氣動進行了改進,而且改進的幅度非常大,這使得怪蛇-5成為了四代格鬥飛彈中唯一一個不用矢量發動機就達到了50G可用過載的飛彈。

AIM-132是英國的第四代格鬥飛彈,它是第四代格鬥飛彈裡面最奇特的一個。

(AIM-132的定位和其他第四代格鬥飛彈有一些不同)

它使用了160毫米直徑的飛彈彈體(AIM-9X、怪蛇-5都是127毫米),從而裝備了一台動力強勁的發動機。

AIM-132氣動控制面很小,機動能力全靠矢量發動機。在發動機工作段,AIM-132可以達到50G可用過載,發動機結束工作以後,AIM-132就沒什麼機動能力了。

IRIS-T和PL10一樣,都使用了邊條翼+尾翼的常規氣動布局(區別於AIM-9X和怪蛇-5的鴨翼布局),動力段依靠矢量發動機,無動力段依靠氣動舵面來保持機動。

這兩種飛彈氣動布局的不同點在於,PL10的尾翼是複雜的倒梯形切尖尾翼,而IRIS-T的尾翼只是一個簡單的長條形尾翼。

(PL10在氣動和發動機上都注重機動能力)

PL10複雜的尾翼設計可以讓PL10在發動機停止工作以後,仍然能夠保持50G的可用過載,但IRIS-T在發動機停止工作以後,可用過載就會出現明顯的下降。

雖然設計思想、技術路線都有所不同,但這五種格鬥飛彈都能夠滿足「越肩發射」對於飛彈的要求。

接下來戰鬥機要實現「越肩發射」,要面對的就是另外一個問題了,那就是戰鬥機自身的態勢感知能力問題。

2

EODAS系統——確保態勢感知

「越肩發射」本質上是一種攻擊手段,而不管哪種類型的攻擊,在發起攻擊之前都要先發現目標,才能有後續的攻擊行動。

這也就是絕大部分戰鬥機在「越肩發射」這一戰術上碰到的難題:如何發現和鎖定後方的敵機?

畢竟對於大部分戰鬥機的飛行員來說,當他們回頭看的時候,只能看到自己座椅的靠背,而看不到跟在後面的敵方戰鬥機。

(對於飛行員來說,如何看到飛機後方的情況是一個問題)

有一些戰鬥機裝有一個後視的小雷達,可這個小雷達的作用是提供預警信息,主要任務是發現後面有沒有敵機,而不是定位敵機具體的位置

這時候就需要一套先進的傳感設備,和配套的信息化系統發揮作用的時候了,這就是EODAS——分布式孔徑系統

EODAS是一套非常複雜的光電傳感器系統,它涉及很多信息化方面的專業知識。

我們可以將EODAS簡單理解為幾部安裝在戰鬥機各個部位,視野範圍覆蓋360度的攝像機(這是一種非常簡化的理解,實際上EODAS系統遠比攝像機複雜)。

由於EODAS系統使用的是光電傳感器,這種傳感器的優點就是精度非常高,鎖定一架戰鬥機輕輕鬆鬆。

(F35上裝備的EODAS系統)

而且因為光電傳感器本身是對目標進行光學成像,形成的數據可以轉化為圖像和視頻,所以在配合機載高性能計算機頭盔顯示器以後,EODAS還能實現一個不可思議的效果。

飛行員可以藉助這幾種設備,「看穿」戰鬥機本身,這樣當飛行員向後看的時候,看到的就不是自己座椅的靠背,而是跟在自己戰鬥機背後的敵機

這種效果看起來很不可思議,但其實這是AR技術這一熱門的信息化技術在戰鬥機上的運用,效果可以說非常不錯。

要支持AR技術的運行,就需要戰鬥機上面有一台性能足夠優秀的機載計算機,才能實時處理大量的圖像信息,並且將其轉化為飛行員看到的畫面。

(沒有性能足夠的計算機,是支持不了AR技術使用的)

空戰瞬息萬變,一點點卡頓和延遲都可能會讓飛行員錯失戰機,所以AR技術不是什麼戰鬥機都能用的,要機載計算機性能足夠才能使用。

而且要讓飛行員能夠看到AR技術生成的畫面,還需要配合頭盔顯示器,才能將生成的畫面投射到飛行員眼前

EODAS系統、機載計算機、頭盔顯示器三者缺一不可,只有這三種設備都達到了要求,飛行員才能實現「看穿」飛機的效果,從而發現跟在後面的敵機。

至於發現敵機後的鎖定問題,這倒不是一個技術難題,早在80年代的米格29戰鬥機上,就裝備了頭盔瞄準器。

(殲20飛行員同樣配備有頭盔顯示器)

到現在,頭盔瞄準器已經基本上是戰鬥機的標配裝備,飛行員只需要看向目標並且按下鎖定按鈕,就可以鎖定頭盔瞄準器套中的目標。

目前,能夠做到上面這些條件的戰鬥機,只有殲20和F35這兩種戰鬥機

它們都裝備了先進的EODAS系統,裝載有現在戰鬥機領域性能最為先進的機載計算機,同時都為飛行員配備了頭盔顯示器

而且,殲20和F35都具備使用四代格鬥飛彈的能力(比如F22就仍然不具備使用AIM-9X的能力)。

(殲20掛載PL10飛彈)

所以,目前世界上能夠實現「越肩發射」的戰鬥機,也就只有這兩種戰鬥機了。

那麼,為什麼說殲20的「越肩發射」能力要比F35更為優秀呢?這又回到了殲20和F35各自使用的第四代格鬥飛彈身上。

3

PL10——更強的動力

AIM-9X和PL10在離軸發射能力目標鎖定能力機動能力可用過載上都沒有什麼區別,唯一不同的地方就在於兩種飛彈的發動機上。

我們前面有提到,AIM-9X飛彈的彈徑是127毫米,與之相比,PL10飛彈的彈徑是160毫米

(PL10使用160毫米規格的彈體直徑)

飛彈彈徑的不同,意味著飛彈使用的固體火箭發動機也不同。AIM-9X和PL10的飛彈發動機長度差不多,而彈徑更大的PL10,顯然可以在固體火箭發動機裡面裝填更多的推進劑

因此,PL10飛彈的發動機工作時間要比AIM-9X更長,推力也更大了一些,反映到飛彈本身上面,就是PL10的速度增量要比AIM-9X更多

速度增量是衡量飛彈發動機提供動力多少的一個指標,它是指飛彈發動機從開始工作到結束工作,能夠將飛彈加速多少。

在有空氣阻力的情況下,飛彈往往達不到速度增量理論上能夠達到的最高速度,但速度增量更大的飛彈顯然可以進行更長時間的飛行

(速度增量更大的飛彈有效射程更遠)

為什麼筆者要強調速度增量呢?這和「越肩發射」特殊的使用場景關係緊密

在「越肩發射」中,飛彈一開始是向前發射的,隨後進行一個180度的掉頭,然後再加速攻擊敵機。

這裡最為關鍵的一點就是,飛彈發射的時候是有一個向前的速度的,這個速度和戰鬥機的飛行速度是相同的。

也就是說,「越肩發射」的飛彈掉頭以後,首先要抵消掉戰鬥機帶來的向前的速度,然後再往後進行加速。

對比正常的飛彈發射情況,戰鬥機帶給飛彈的速度反而成為了正向加速的助力。

所以「越肩發射」對比正常的飛彈發射情況,飛彈的速度增量將會被浪費掉很大一部分,這個浪費掉的速度增量相當於兩倍的戰鬥機飛行速度

(「越肩發射」的飛彈要克服戰鬥機本身的飛行速度)

假設戰鬥機飛行速度是400米每秒,這種情況下「越肩發射」的飛彈將會被消耗掉800米每秒的速度增量,之後才能像正常發射的飛彈那樣進行加速。

要知道,AIM-9X本身總的速度增量才2000米每秒左右,這一下被消耗了800米每秒,本身10公里的有效射程在「越肩發射」以後怕是連5公里都沒有。

PL10正常發射的有效射程達到了20公里,速度增量本身就比AIM-9X大不少。

就算同樣消耗了800米每秒的速度增量,PL10剩下的速度增量也比AIM-9X多不少,「越肩發射」模式下的有效射程將會超過10公里

(PL10的優秀性能,讓殲20的「越肩發射」能力更強)

所以在「越肩發射」這種高難度的戰術中,殲20的表現將會比F35更好

「越肩發射」是對戰鬥機技術性能,對空空飛彈技術性能一個高難度的考驗,而殲20的表現說明我國在相關領域的研究應用已經進入世界先進水平

相信隨著中國航空工業的發展,未來將會有更多的中國戰鬥機掌握「越肩發射」這一高難度技術

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