歼20越肩发射导弹后,导弹还能掉头攻击后方,警告背后偷袭的敌机

“越肩发射”是歼20掌握的一项高难度空战战术,这一技能全世界现役战斗机只有两种战斗机能使用。

所谓的“越肩发射”,就是说战斗机将导弹向前发射出去以后,导弹进行一个180度掉头越过战斗机向后飞行,攻击尾随的敌机。

歼20越肩发射导弹后,导弹还能掉头攻击后方,警告背后偷袭的敌机

(歼20空战能力强大,“越肩发射”是歼20空战技能之一)

“越肩发射”对于战斗机使用的空空导弹,以及战斗机本身的态势感知能力都提出了非常高的要求。

目前,全世界可以实现“越肩发射”的战斗机只有歼20和F35两种战斗机,而且歼20在“越肩发射”时候比F35要更为优秀

歼20能够实现优秀的“越肩发射”能力,是因为哪些优秀的设计先进的技术呢?

1

四代格斗导弹——“越肩发射”的基本功

对于想要掌握“越肩发射”的战斗机来说,第一道难关是要有一款可以进行大离轴发射,目标跟踪能力强而且机动能力优秀的近距格斗导弹。

离轴发射能力是衡量空空导弹性能的一个指标,这里的“轴”指的是战斗机飞行的方向。也就是说,离轴发射能力是指空空导弹能够多大角度地偏离战斗机飞行方向进行发射。

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(战斗机要把目标放在一定范围内,才能发射空空导弹)

这种能力的获得和导弹的制导方式息息相关,比如说早期的半主动制导空空导弹,它的离轴发射角度只有3-5度

这使得早期的半主动制导空空导弹,需要战斗机一直保持敌机在正前方的状态,而这在瞬息万变的空战中是非常困难的,这也就是为什么早期空空导弹命中率那么低的原因。

在第三代近距格斗导弹研发出来以后,这一代的空空导弹做到了30度以上的离轴发射能力,这使得战斗机只需要粗略对准敌机,就可以按下发射按钮发射导弹。

不过30度的离轴发射能力对于“越肩发射”来说仍然不够用,要想实现“越肩发射”,空空导弹的离轴发射能力起码要达到90度

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(第三代格斗导弹性能不足以满足“越肩发射”的要求)

能实现这一点的空空导弹,就只有第四代格斗导弹了。

目前全世界现役的第四代格斗导弹不过一手之数,仅有AIM-9X、AIM-132、IRIS-T、怪蛇-5、PL10这五种第四代格斗导弹。

这些第四代格斗导弹的共同点在于:最大可用过载都达到了50G,使用了红外成像制导,甚至可以在直面太阳的情况下仍然牢牢锁定敌机,离轴发射角度都在90度以上

AIM-9X是美国著名的“响尾蛇”AIM-9系列格斗导弹的最新型号,它使用了256×256的红外成像导引头,锁定目标的能力大幅度提升。

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(AIM-9X第四代格斗导弹)

为了实现对于可用过载的苛刻要求,AIM-9X在气动上做了大幅度的改进,使用了矢量发动机,而且兼顾了内置挂载的需求。

怪蛇-5的技术路线和AIM-9X比较相似,是以色列“怪蛇”系列的最新型号。

这个系列读者朋友可能有些陌生,不过“怪蛇”系列中的怪蛇-3格斗导弹,是我国PL-8格斗导弹的原型

怪蛇-5同样是在怪蛇-4的基础上对气动进行了改进,而且改进的幅度非常大,这使得怪蛇-5成为了四代格斗导弹中唯一一个不用矢量发动机就达到了50G可用过载的导弹。

AIM-132是英国的第四代格斗导弹,它是第四代格斗导弹里面最奇特的一个。

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(AIM-132的定位和其他第四代格斗导弹有一些不同)

它使用了160毫米直径的导弹弹体(AIM-9X、怪蛇-5都是127毫米),从而装备了一台动力强劲的发动机。

AIM-132气动控制面很小,机动能力全靠矢量发动机。在发动机工作段,AIM-132可以达到50G可用过载,发动机结束工作以后,AIM-132就没什么机动能力了。

IRIS-T和PL10一样,都使用了边条翼+尾翼的常规气动布局(区别于AIM-9X和怪蛇-5的鸭翼布局),动力段依靠矢量发动机,无动力段依靠气动舵面来保持机动。

这两种导弹气动布局的不同点在于,PL10的尾翼是复杂的倒梯形切尖尾翼,而IRIS-T的尾翼只是一个简单的长条形尾翼。

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(PL10在气动和发动机上都注重机动能力)

PL10复杂的尾翼设计可以让PL10在发动机停止工作以后,仍然能够保持50G的可用过载,但IRIS-T在发动机停止工作以后,可用过载就会出现明显的下降。

虽然设计思想、技术路线都有所不同,但这五种格斗导弹都能够满足“越肩发射”对于导弹的要求。

接下来战斗机要实现“越肩发射”,要面对的就是另外一个问题了,那就是战斗机自身的态势感知能力问题。

2

EODAS系统——确保态势感知

“越肩发射”本质上是一种攻击手段,而不管哪种类型的攻击,在发起攻击之前都要先发现目标,才能有后续的攻击行动。

这也就是绝大部分战斗机在“越肩发射”这一战术上碰到的难题:如何发现和锁定后方的敌机?

毕竟对于大部分战斗机的飞行员来说,当他们回头看的时候,只能看到自己座椅的靠背,而看不到跟在后面的敌方战斗机。

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(对于飞行员来说,如何看到飞机后方的情况是一个问题)

有一些战斗机装有一个后视的小雷达,可这个小雷达的作用是提供预警信息,主要任务是发现后面有没有敌机,而不是定位敌机具体的位置

这时候就需要一套先进的传感设备,和配套的信息化系统发挥作用的时候了,这就是EODAS——分布式孔径系统

EODAS是一套非常复杂的光电传感器系统,它涉及很多信息化方面的专业知识。

我们可以将EODAS简单理解为几部安装在战斗机各个部位,视野范围覆盖360度的摄像机(这是一种非常简化的理解,实际上EODAS系统远比摄像机复杂)。

由于EODAS系统使用的是光电传感器,这种传感器的优点就是精度非常高,锁定一架战斗机轻轻松松。

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(F35上装备的EODAS系统)

而且因为光电传感器本身是对目标进行光学成像,形成的数据可以转化为图像和视频,所以在配合机载高性能计算机头盔显示器以后,EODAS还能实现一个不可思议的效果。

飞行员可以借助这几种设备,“看穿”战斗机本身,这样当飞行员向后看的时候,看到的就不是自己座椅的靠背,而是跟在自己战斗机背后的敌机

这种效果看起来很不可思议,但其实这是AR技术这一热门的信息化技术在战斗机上的运用,效果可以说非常不错。

要支持AR技术的运行,就需要战斗机上面有一台性能足够优秀的机载计算机,才能实时处理大量的图像信息,并且将其转化为飞行员看到的画面。

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(没有性能足够的计算机,是支持不了AR技术使用的)

空战瞬息万变,一点点卡顿和延迟都可能会让飞行员错失战机,所以AR技术不是什么战斗机都能用的,要机载计算机性能足够才能使用。

而且要让飞行员能够看到AR技术生成的画面,还需要配合头盔显示器,才能将生成的画面投射到飞行员眼前

EODAS系统、机载计算机、头盔显示器三者缺一不可,只有这三种设备都达到了要求,飞行员才能实现“看穿”飞机的效果,从而发现跟在后面的敌机。

至于发现敌机后的锁定问题,这倒不是一个技术难题,早在80年代的米格29战斗机上,就装备了头盔瞄准器。

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(歼20飞行员同样配备有头盔显示器)

到现在,头盔瞄准器已经基本上是战斗机的标配装备,飞行员只需要看向目标并且按下锁定按钮,就可以锁定头盔瞄准器套中的目标。

目前,能够做到上面这些条件的战斗机,只有歼20和F35这两种战斗机

它们都装备了先进的EODAS系统,装载有现在战斗机领域性能最为先进的机载计算机,同时都为飞行员配备了头盔显示器

而且,歼20和F35都具备使用四代格斗导弹的能力(比如F22就仍然不具备使用AIM-9X的能力)。

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(歼20挂载PL10导弹)

所以,目前世界上能够实现“越肩发射”的战斗机,也就只有这两种战斗机了。

那么,为什么说歼20的“越肩发射”能力要比F35更为优秀呢?这又回到了歼20和F35各自使用的第四代格斗导弹身上。

3

PL10——更强的动力

AIM-9X和PL10在离轴发射能力目标锁定能力机动能力可用过载上都没有什么区别,唯一不同的地方就在于两种导弹的发动机上。

我们前面有提到,AIM-9X导弹的弹径是127毫米,与之相比,PL10导弹的弹径是160毫米

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(PL10使用160毫米规格的弹体直径)

导弹弹径的不同,意味着导弹使用的固体火箭发动机也不同。AIM-9X和PL10的导弹发动机长度差不多,而弹径更大的PL10,显然可以在固体火箭发动机里面装填更多的推进剂

因此,PL10导弹的发动机工作时间要比AIM-9X更长,推力也更大了一些,反映到导弹本身上面,就是PL10的速度增量要比AIM-9X更多

速度增量是衡量导弹发动机提供动力多少的一个指标,它是指导弹发动机从开始工作到结束工作,能够将导弹加速多少。

在有空气阻力的情况下,导弹往往达不到速度增量理论上能够达到的最高速度,但速度增量更大的导弹显然可以进行更长时间的飞行

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(速度增量更大的导弹有效射程更远)

为什么笔者要强调速度增量呢?这和“越肩发射”特殊的使用场景关系紧密

在“越肩发射”中,导弹一开始是向前发射的,随后进行一个180度的掉头,然后再加速攻击敌机。

这里最为关键的一点就是,导弹发射的时候是有一个向前的速度的,这个速度和战斗机的飞行速度是相同的。

也就是说,“越肩发射”的导弹掉头以后,首先要抵消掉战斗机带来的向前的速度,然后再往后进行加速。

对比正常的导弹发射情况,战斗机带给导弹的速度反而成为了正向加速的助力。

所以“越肩发射”对比正常的导弹发射情况,导弹的速度增量将会被浪费掉很大一部分,这个浪费掉的速度增量相当于两倍的战斗机飞行速度

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(“越肩发射”的导弹要克服战斗机本身的飞行速度)

假设战斗机飞行速度是400米每秒,这种情况下“越肩发射”的导弹将会被消耗掉800米每秒的速度增量,之后才能像正常发射的导弹那样进行加速。

要知道,AIM-9X本身总的速度增量才2000米每秒左右,这一下被消耗了800米每秒,本身10公里的有效射程在“越肩发射”以后怕是连5公里都没有。

PL10正常发射的有效射程达到了20公里,速度增量本身就比AIM-9X大不少。

就算同样消耗了800米每秒的速度增量,PL10剩下的速度增量也比AIM-9X多不少,“越肩发射”模式下的有效射程将会超过10公里

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(PL10的优秀性能,让歼20的“越肩发射”能力更强)

所以在“越肩发射”这种高难度的战术中,歼20的表现将会比F35更好

“越肩发射”是对战斗机技术性能,对空空导弹技术性能一个高难度的考验,而歼20的表现说明我国在相关领域的研究应用已经进入世界先进水平

相信随着中国航空工业的发展,未来将会有更多的中国战斗机掌握“越肩发射”这一高难度技术