陳黎 段鵬飛 袁成

摘 要：隨著軍用飛機(jī)自防護(hù)技術(shù)的快速發(fā)展，空空導(dǎo)彈打擊空中目標(biāo)的難度也在不斷提高，迫切需要采用各種先進(jìn)技術(shù)來提高自身的突防能力，以確保其在未來高技術(shù)空戰(zhàn)中的命中率，隱身技術(shù)就是其中非常具有代表性的一種。 本文全面分析了現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下發(fā)展隱身空空導(dǎo)彈的現(xiàn)實必要性，同時對空空導(dǎo)彈的各種信號特征及其縮減措施，以及國外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)論述，并在此基礎(chǔ)上提出了今后發(fā)展隱身空空導(dǎo)彈的初步思路。

關(guān)鍵詞：空空導(dǎo)彈;隱身導(dǎo)彈;隱身技術(shù);命中率;隱蔽性;空戰(zhàn)

中圖分類號：TJ760??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：?? A?? 文章編號：1673-5048（2022）01-0014-08[SQ0]

0 引? 言

空空導(dǎo)彈作為現(xiàn)代軍機(jī)、尤其是戰(zhàn)斗機(jī)的主要對空作戰(zhàn)武器，自20世紀(jì)50年代正式投入使用以來，其家族成員不斷發(fā)展壯大，戰(zhàn)技性能也不斷完善提高，并在歷次局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要作用。 但與此同時，隨著世界各國軍方對空空導(dǎo)彈威脅的日益重視，各種軍機(jī)自防護(hù)技戰(zhàn)術(shù)措施不斷推陳出新，有效地增強(qiáng)了軍機(jī)對抗空空導(dǎo)彈的能力，導(dǎo)致其作戰(zhàn)效能出現(xiàn)不同程度的下降。 在這樣的時代背景下，要確?？湛諏?dǎo)彈適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭需求，在未來高技術(shù)空戰(zhàn)中高效完成各種作戰(zhàn)使命，將有必要采用各種新概念、新技術(shù)、新原理，進(jìn)一步提升其戰(zhàn)技性能，隱身化就是空空導(dǎo)彈今后的一個重要發(fā)展方向。

1 現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下發(fā)展隱身空空導(dǎo)彈的現(xiàn)實必要性

空空導(dǎo)彈出于精確制導(dǎo)和高速高機(jī)動飛行的需要，加上其獨(dú)特的彈體結(jié)構(gòu)和外形布局，不可避免地會具有雷達(dá)、紅外、紫外、射頻等各種信號特征[1]。 盡管這些信號特征相對飛機(jī)目標(biāo)來說較為微弱，傳統(tǒng)機(jī)載設(shè)備探測跟蹤有一定難度，但在現(xiàn)代高性能傳感器面前已經(jīng)越來越“無處遁形”，由此會給載機(jī)的作戰(zhàn)使用帶來很大影響，空空導(dǎo)彈實施隱身化改進(jìn)也就顯得越來越有必要，這突出表現(xiàn)在以下兩個方面。

1.1 隱身空空導(dǎo)彈可有效降低敵機(jī)告警系統(tǒng)的任務(wù)效能，提高實戰(zhàn)命中率

為了應(yīng)對日益嚴(yán)重的導(dǎo)彈威脅，現(xiàn)代軍機(jī)（尤其是擔(dān)負(fù)一線作戰(zhàn)任務(wù)的固定翼飛機(jī)/直升機(jī)）普遍配裝有雷達(dá)告警接收機(jī)（RWR）以及各種基于脈沖多普勒雷達(dá)、紅外、紫外探測原理的導(dǎo)彈來襲告警系統(tǒng)（MAWS）。 它們可對敵方發(fā)射離機(jī)的空空導(dǎo)彈進(jìn)行探測、分析、識別，及時向飛行員發(fā)出告警并顯示威脅類型、來襲方位、到達(dá)時間（TTI）等信息，在多目標(biāo)威脅的情況下還可根據(jù)各目標(biāo)威脅程度大小快速確定優(yōu)先級，并提出最優(yōu)對抗決策建議，由此可以有效提高載機(jī)對抗各種導(dǎo)彈威脅的能力[1-3]。

以美國諾斯羅普·格魯門公司研制、配裝美國及其盟國多型軍機(jī)的AN/AAR-54紫外告警系統(tǒng)為例（見圖1），該系統(tǒng)通常在載機(jī)上布置有4～6個高靈敏度紫外成像傳感器，具備360°全向探測、分辨率小于1°、截獲時間低于1s、探測距離大于10 km（對近距面空/空空導(dǎo)彈基本可以做到發(fā)射即截獲）等優(yōu)異性能，并且通過采用先進(jìn)分析算法，有效解決了傳感器靈敏度提高導(dǎo)致虛警率上升的問題，可以快速準(zhǔn)確地將所探測到的紫外輻射源分為“具備威脅性的導(dǎo)彈”、“不具備威脅性的導(dǎo)彈” 和“雜波干擾”三類， 因此，即使在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下也能為載機(jī)提供及時有效的威脅告警[1， 4-7]。

正是由于機(jī)載告警系統(tǒng)的可靠信息支持，戰(zhàn)場上的軍機(jī)飛行員可以實時掌握來襲導(dǎo)彈的動向，并選擇最佳時機(jī)對其實施有源/無源干擾和機(jī)動規(guī)避，今后甚至可能使用自衛(wèi)攔截彈（如美國MSDM“微型自衛(wèi)彈藥”）或高能激光武器（如美國SHiELD“盾”）對來襲導(dǎo)彈實施攔截摧毀，由此將會極大地降低空空導(dǎo)彈的命中率[1]。

不僅如此，隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)上的無源/有源（PESA/AESA）相控陣火控雷達(dá)、紅外搜索跟蹤（IRST）系統(tǒng)、光電分布式孔徑系統(tǒng)（EODAS）等用于探測飛機(jī)目標(biāo)的部分任務(wù)設(shè)備，也逐步具備了探測跟蹤來襲導(dǎo)彈的能力。 與傳統(tǒng)的導(dǎo)彈來襲告警系統(tǒng)相比，這類探測設(shè)備通常發(fā)射功率/天線孔徑更大，作用距離更遠(yuǎn)，由此可以顯著增加對來襲導(dǎo)彈實施防御的作戰(zhàn)縱深，進(jìn)一步降低空空導(dǎo)彈的命中率。 例如，俄羅斯蘇-35戰(zhàn)斗機(jī)上的N035“雪豹”-E無源相控陣?yán)走_(dá)，對RCS僅為0.01 m2（接近部分空空導(dǎo)彈的頭向RCS）的空中目標(biāo)的探測距離可達(dá)90 km[1， 3]。

基于上述原因，在今后的空中戰(zhàn)場上，無任何隱身技術(shù)措施、各種信號特征較為明顯的傳統(tǒng)空空導(dǎo)彈，將很容易被敵機(jī)過早發(fā)現(xiàn)并采取防范措施，其實戰(zhàn)效果將令人堪憂[8]。 如果對空空導(dǎo)彈實施隱身化改進(jìn)，全面縮減其各種信號特征，可以有效降低敵機(jī)各種探測設(shè)備的任務(wù)效能，尤其是大幅壓縮其作用距離，使敵機(jī)因為反應(yīng)時間過短而來不及防范，或者錯過實施有源/無源干擾、機(jī)動規(guī)避、攔截摧毀的最佳時機(jī)，進(jìn)而有效提升空空導(dǎo)彈的實戰(zhàn)命中率。

研究表明，空空導(dǎo)彈隱身化改進(jìn)所帶來的技戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢，在中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈上表現(xiàn)得尤為明顯。 因為這類導(dǎo)彈普遍外形尺寸大、發(fā)動機(jī)推力強(qiáng)、飛行速度快，并且制導(dǎo)過程中很難避免產(chǎn)生電磁輻射，因而雷達(dá)、紅外、紫外、射頻信號特征均較明顯，再加上這類導(dǎo)彈射程遠(yuǎn)、接敵過程中飛行時間長，面對有源/無源干擾手段日益先進(jìn)完善、今后還可能具備反導(dǎo)自衛(wèi)能力的現(xiàn)代軍機(jī)，其突防難度將越來越大。 如果能對這類導(dǎo)彈實施隱身化改進(jìn)，全面縮減其各種信號特征，戰(zhàn)時盡量推遲被敵機(jī)發(fā)現(xiàn)的時間，將可以最大程度地減小其被干擾、規(guī)避、攔截的可能，進(jìn)而有效提升導(dǎo)彈在未來空戰(zhàn)中的作戰(zhàn)效能。

即使對于外形尺寸小、作戰(zhàn)距離近的近距空空導(dǎo)彈來說，對其實施隱身化改進(jìn)，也同樣具有重要的現(xiàn)實意義。 因為面對這類導(dǎo)彈的攻擊，現(xiàn)代軍機(jī)主要以“投放紅外干擾彈+機(jī)動規(guī)避”的方式進(jìn)行對抗，而這兩種對抗方式在實施過程中，都要求機(jī)載告警系統(tǒng)能盡早發(fā)現(xiàn)來襲導(dǎo)彈并對其保持持續(xù)跟蹤。 在此基礎(chǔ)上，載機(jī)才能精準(zhǔn)選擇投放紅外干擾彈的最佳時機(jī)（過早或過晚都會影響干擾效果），同時根據(jù)來襲導(dǎo)彈的運(yùn)動特性進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)動規(guī)避。 一旦空空導(dǎo)彈采用了隱身技術(shù)，各種信號特征大幅縮減，敵機(jī)告警系統(tǒng)的作用距離將會被壓縮，同時虛警率上升，以致于無法給干擾/規(guī)避行動提供可靠的信息支持，進(jìn)而極大地增加敵機(jī)對抗來襲導(dǎo)彈的難度。

1.2 隱身空空導(dǎo)彈可有效減少對載機(jī)隱身性能的破壞，改善其戰(zhàn)場隱蔽性

空空導(dǎo)彈作為現(xiàn)代軍機(jī)上的典型外掛物，一旦掛上飛機(jī)，將會成為載機(jī)上的強(qiáng)雷達(dá)散射源。 因為此時導(dǎo)彈除了自身的雷達(dá)散射面積（RCS）外，與機(jī)體之間還會形成很強(qiáng)的角反射效應(yīng)，導(dǎo)致全機(jī)的RCS劇增，有時甚至是數(shù)量級的增加，由此會極大地增加被敵方雷達(dá)探測發(fā)現(xiàn)的概率，如圖2所示[9-10]。 這一問題對目前的四代半戰(zhàn)斗機(jī)（歐洲“臺風(fēng)”、法國“陣風(fēng)”、美國F/A-18E/F等）來說，尤為突出，因為這類飛機(jī)借助機(jī)體局部修形、座艙蓋金屬鍍膜、外敷吸波涂層等手段，已經(jīng)使自身RCS大幅降低，甚至達(dá)到了“準(zhǔn)隱身飛機(jī)”的水平[9-10]，然而一旦大量攜帶空空導(dǎo)彈等外掛物，將很可能會使其在隱身化改進(jìn)方面的努力“付之東流”。

要解決這樣的問題，最好的辦法就是像目前的第五代戰(zhàn)斗機(jī)那樣，在機(jī)上設(shè)置彈艙并將武器彈藥全部內(nèi)埋攜帶。 但這樣做帶來的弊端也不少：一是設(shè)置內(nèi)埋彈艙后，將會顯著增大載機(jī)的外形尺寸和結(jié)構(gòu)重量;二是內(nèi)埋彈艙通常容積有限，導(dǎo)致彈藥外形尺寸和攜帶數(shù)量嚴(yán)重受限;三是內(nèi)埋攜帶會影響部分機(jī)載武器的使用靈活性，尤其是在使用近距空空導(dǎo)彈時，很可能會因為艙門開啟/關(guān)閉而影響導(dǎo)彈反應(yīng)速度和飛機(jī)機(jī)動性，或者因為導(dǎo)彈導(dǎo)引頭被遮擋，而難以在發(fā)射前鎖定目標(biāo)[1]。 以其中第三點(diǎn)為例，美國F-35戰(zhàn)斗機(jī)就是因為這一問題的困擾，目前只能放棄AIM-9X近距空空導(dǎo)彈的內(nèi)埋攜帶，而將其外掛使用，由此不可避免地會對自身的隱身/飛行性能帶來一定影響。

除內(nèi)埋攜帶外，目前國外已投入應(yīng)用的另一種應(yīng)對措施就是在載機(jī)機(jī)體外加裝一個專門設(shè)計、可容納空空導(dǎo)彈等武器的外置彈艙，例如美國F-15SE“沉默鷹”戰(zhàn)斗機(jī)配裝的保形彈艙（CWB）、F/A-18E/F“先進(jìn)超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)配裝的封閉式武器吊艙（EWP）和F-35戰(zhàn)斗機(jī)配裝的多任務(wù)吊艙（MMP）（見圖3）[9-10]。 不過，這樣的手段除了隱身效果不如內(nèi)埋攜帶外，還同樣存在導(dǎo)彈外形尺寸/攜帶數(shù)量受限、作戰(zhàn)使用靈活性受影響等弊端;此外，還會帶來載機(jī)自重增加、氣動阻力增大等新問題。

鑒于此，國外一直在探索其他解決外掛物破壞載機(jī)隱蔽性問題的辦法，其中最具代表性的一種就是對空空導(dǎo)彈等外掛物進(jìn)行隱身化改進(jìn)，使其自身具備較好的隱身性能，再與保形外掛（半埋式、貼合式等）或隱身掛架（采用隱身外形并外敷吸波涂層）技術(shù)相結(jié)合，由此可有效減少對載機(jī)戰(zhàn)場隱蔽性的破壞。 盡管這種方式在隱身效果方面與內(nèi)埋攜帶仍有一定差距，但與傳統(tǒng)外掛已經(jīng)不可同日而語，同時還可以在相當(dāng)程度上緩解、避免內(nèi)埋攜帶方式的固有弊端。

此外值得指出的是，隱身空空導(dǎo)彈除了外掛攜帶時的優(yōu)勢非常突出外，當(dāng)其供自身具備良好隱身性能、并且機(jī)載武器完全內(nèi)埋攜帶的第五代機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)使用時，也同樣非常具有現(xiàn)實意義。 因為這類飛機(jī)在大量應(yīng)用隱身技術(shù)后，其各種信號特征大幅縮減，部分方向的信號特征（如頭向RCS）很可能已經(jīng)接近、甚至低于自身攜帶的空空導(dǎo)彈，由此導(dǎo)致后者一旦被發(fā)射出艙，將很可能先于載機(jī)被敵方發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而間接暴露載機(jī)的存在[8]。 顯然，要從根本上解決這樣的問題，只有同步提升空空導(dǎo)彈的隱身性能，才能避免其戰(zhàn)時“拖累”載機(jī)。

2 空空導(dǎo)彈各種信號特征以及其縮減措施分析

由于現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭的迫切需求以及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)飛速發(fā)展的大力推動，目前已經(jīng)有越來越多的軍用飛機(jī)和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈（例如部分反艦/巡航導(dǎo)彈）采用了隱身技術(shù)，由此極大地提升了作戰(zhàn)效能。 與這些隱身飛機(jī)/導(dǎo)彈相比，空空導(dǎo)彈同屬大氣層內(nèi)活動的飛行器，在氣動外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、戰(zhàn)場環(huán)境、突防需求等很多方面存在相同或相似之處，因此，在今后隱身化發(fā)展過程中，將可以大量借鑒、參考甚至移植現(xiàn)役隱身飛機(jī)/導(dǎo)彈的技術(shù)成果和成熟經(jīng)驗，從雷達(dá)、紅外、紫外、射頻等各個方面提高自身的隱身性能。

2.1 空空導(dǎo)彈雷達(dá)信號特征及其縮減措施

空空導(dǎo)彈的雷達(dá)信號特征主要來自三個方面：① 彈體通常呈圓截面結(jié)構(gòu)，容易對各個方向的入射雷達(dá)波形成強(qiáng)反射;② 彈體上存在多種強(qiáng)散射源部件，包括雷達(dá)導(dǎo)引頭天線、通常以90°正交間距安裝的彈翼/舵面（截面呈十字狀）、發(fā)動機(jī)尾噴管，以及部分導(dǎo)彈上的沖壓發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口;③ 導(dǎo)彈迎頭飛向目標(biāo)時，相對于敵機(jī)上的雷達(dá)探測設(shè)備來說，其徑向速度較大，將會形成較強(qiáng)的雷達(dá)多普勒效應(yīng)[1]。

根據(jù)這樣的現(xiàn)狀，要縮減空空導(dǎo)彈的雷達(dá)信號特征，可重點(diǎn)從以下幾方面入手：① 局部修改彈體氣動外形，尤其盡量避免采用圓截面結(jié)構(gòu);② 盡量減少甚至取消彈翼/舵面，或者按照隱身要求對彈翼/舵面外形及安裝方式進(jìn)行優(yōu)化;③ 彈體表面盡量減少縫隙、臺階、孔洞以及鼓包之類的突出物;④ 飛行全程或部分時間段內(nèi)將雷達(dá)導(dǎo)引頭天線傾斜放置，以便將入射雷達(dá)波反射到無關(guān)方向;⑤ 彈身及彈翼、舵面盡量采用吸波材料制造;⑥ 彈體表面涂敷吸波涂層;⑦ 進(jìn)行合理的彈道規(guī)劃，飛行途中除非必要，盡量使導(dǎo)彈不直接對準(zhǔn)目標(biāo)，以減小徑向速度，減弱雷達(dá)多普勒效應(yīng)[1，11-12]。

2.2 空空導(dǎo)彈紅外信號特征及其縮減措施

空空導(dǎo)彈的紅外輻射主要來自三個方面：① 高速飛行中彈體的氣動加熱;② 發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高溫尾焰以及被尾焰加熱的發(fā)動機(jī)噴管/后部彈體;③ 彈體蒙皮對太陽/天空背景紅外輻射的反射[1]。

根據(jù)這樣的現(xiàn)狀，要縮減空空導(dǎo)彈的紅外信號特征，可重點(diǎn)從以下幾方面入手：① 采用特殊材料對發(fā)動機(jī)進(jìn)行隔熱， 減少其傳給彈體的熱量;② 在彈體不同部位涂覆合適的隱身涂層，以降低彈體表面的氣動加熱及其對背景紅外輻射的反射，或者改變紅外輻射的波長;③ 對發(fā)動機(jī)噴管進(jìn)行局部修形，加速熱噴流與冷空氣的混合， 降低排氣溫度;④ 在燃料中加入特殊添加劑，以抑制、改變尾焰的紅外輻射頻帶，避開敏感波段;⑤ 進(jìn)行合理的彈道規(guī)劃，當(dāng)處于動力飛行段時，盡可能增大彈體對發(fā)動機(jī)噴管/尾焰的遮擋面積;⑥ 接敵過程中如果條件具備，盡量利用云層遮擋彈體，以干擾敵機(jī)紅外告警系統(tǒng)的探測跟蹤[1，11-15]。

2.3 空空導(dǎo)彈紫外信號特征及其縮減措施

空空導(dǎo)彈的紫外輻射主要來自發(fā)動機(jī)工作時所排出的尾焰/羽煙。 因為目前空空導(dǎo)彈普遍以固體火箭發(fā)動機(jī)為動力， 其推進(jìn)劑中通常添加有鋁粉等金屬燃料以提高能量水平，鋁粉燃燒后所形成的鋁粒子（Al2O3）會在尾焰/羽煙中產(chǎn)生大量位于“日盲區(qū)”波段的紫外輻射， 同時還會引起羽煙的散射，由此會增強(qiáng)導(dǎo)彈的紫外信號特征[1]。

根據(jù)這樣的現(xiàn)狀，要縮減空空導(dǎo)彈的紫外信號特征，可重點(diǎn)從以下幾方面入手：① 開發(fā)新型動力裝置，為導(dǎo)彈換裝無煙/少煙發(fā)動機(jī);② 改變發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑配方，在不影響推力的前提下，盡可能減少其中的鋁含量;③ 進(jìn)行合理的彈道規(guī)劃，當(dāng)處于動力飛行段時，盡可能增大彈體對發(fā)動機(jī)尾焰/羽煙的遮擋面積;④ 適當(dāng)增加導(dǎo)彈發(fā)射高度和動力飛行段高度，因為高空大氣對“日盲區(qū)”波段紫外輻射的吸收減弱，會導(dǎo)致紫外信號的背景噪聲增大，敵方機(jī)載紫外傳感器探測效果將明顯下降[1，11-12，14-16]。

2.4 空空導(dǎo)彈射頻信號特征及其縮減措施

空空導(dǎo)彈的射頻信號特征主要來自三個方面：① 主動雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭開機(jī)后發(fā)射的雷達(dá)波;② 半主動雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈飛行中，載機(jī)火控雷達(dá)為了制導(dǎo)導(dǎo)彈而發(fā)射的雷達(dá)波;③ 中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈飛行途中進(jìn)行中制導(dǎo)時，載機(jī)發(fā)送來的目標(biāo)修正指令信號[1]。

根據(jù)這樣的現(xiàn)狀，要縮減空空導(dǎo)彈的射頻信號特征，可重點(diǎn)從以下幾方面入手：① 充分發(fā)揮自主制導(dǎo)無需人為控制或與外部設(shè)備配合、隱蔽性好的優(yōu)點(diǎn)，盡量延長導(dǎo)彈飛行過程中的程序/慣性制導(dǎo)時間，從而推遲開始指令修正的時間;② 在以指令修正方式對導(dǎo)彈進(jìn)行中制導(dǎo)時，載機(jī)雷達(dá)采用頻率捷變、低可截獲頻率編碼發(fā)射等技術(shù)，數(shù)據(jù)鏈采用窄波束、低可截獲波形等技術(shù)，以降低指令信號被敵方截獲的概率;③ 機(jī)/彈載雷達(dá)綜合選用能量自適應(yīng)控制、窄波束、超低副瓣天線、低截獲波形、信號處理、頻率捷變、更加靈活的波束掃描策略等技術(shù)手段，以降低探測目標(biāo)過程中暴露自身的概率;④ 導(dǎo)彈采用雙模/多模導(dǎo)引頭，通過主動雷達(dá)制導(dǎo)與紅外、被動雷達(dá)等其他制導(dǎo)方式相結(jié)合，推遲或減少末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)時間;⑤ 通過多彈（機(jī)）組網(wǎng)和己方體系支持，由他彈/機(jī)（或其他友鄰平臺）雷達(dá)照射目標(biāo)，本彈只接收目標(biāo)反射的雷達(dá)波， 使敵機(jī)難以準(zhǔn)確判明本彈位置[1，11-12，17]。

3 國外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀

早在20世紀(jì)80年代初，美國軍方就注意到了傳統(tǒng)非隱身空空導(dǎo)彈的種種弊端，開始了空空導(dǎo)彈隱身技術(shù)的初步探索，并將所取得的技術(shù)成果用于新型空空/空面導(dǎo)彈的研制。 近年來，隨著非隱身空空導(dǎo)彈性能缺陷在現(xiàn)代空中戰(zhàn)場上的進(jìn)一步暴露，以及世界各國軍方對軍機(jī)戰(zhàn)場隱蔽性的日益重視，以德國為代表的部分歐洲國家也開始了在此領(lǐng)域的探索研究，并推出了自己的隱身空空導(dǎo)彈技術(shù)方案。

3.1 美國AIM-152“先進(jìn)遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈”

AIM-152“先進(jìn)遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈”（AAAM）是美國海軍AIM-54“不死鳥”遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈的后繼型號，擬用于配裝F-14D戰(zhàn)斗機(jī)。 該彈于20世紀(jì)80年代初開始研發(fā)，后于90年代初隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束而下馬[18-19]。

考慮到在20世紀(jì)90年代以后的戰(zhàn)場環(huán)境下，AAAM這樣的大型遠(yuǎn)程導(dǎo)彈在長時間飛行中，將很難避免被敵方探測、跟蹤甚至攔截。 該彈在世界空空導(dǎo)彈發(fā)展史上首次應(yīng)用了雷達(dá)隱身技術(shù)，包括使用雷達(dá)吸波材料制造彈體以及彈體表面外覆吸波涂層[18-19]。 此外，該彈的一個競標(biāo)方案（通用動力/西屋公司方案）還將導(dǎo)彈置于獨(dú)特的貯存/發(fā)射管中，后者則以半埋方式外掛于F-14D戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)腹（見圖4），由此在顯著減小飛行阻力、增加載機(jī)攜彈量的同時，一定程度上緩解了載機(jī)滿外掛時RCS急劇增大的問題[18]。

3.2 美國“海弗·達(dá)什”II隱身中距空空導(dǎo)彈

“海弗·達(dá)什”II（Have Dash II）是美國福特航宇公司于1990年開始研制的一種隱身空空導(dǎo)彈，擬取代AIM-120中距空空導(dǎo)彈，用于配裝當(dāng)時研發(fā)中的美國空軍新一代“先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)”ATF（即后來的F-22隱身戰(zhàn)斗機(jī)）[20-21]。 但由于冷戰(zhàn)后國際政治軍事環(huán)境的變化，該彈于1992年下馬，其部分技術(shù)成果被轉(zhuǎn)用于AGM-158等多型空面武器。

“海弗·達(dá)什”II是美國、也是世界首型全面貫徹隱身理念的空空導(dǎo)彈，為此采用了非常獨(dú)特的氣動外形布局。 其彈體截面除了導(dǎo)引頭部位為圓形外，其余部位均為上寬下窄、接近梯形的不規(guī)則四邊形（見圖5）[20-21]。 這樣的彈體結(jié)構(gòu)，除了可以增大升力、提升導(dǎo)彈的機(jī)動性外，更重要的作用體現(xiàn)在隱身方面：一是可由此獲得較為理想的雷達(dá)隱身外形，有效縮減全彈的雷達(dá)散射面積（RCS）;二是當(dāng)該彈以保形外掛方式供載機(jī)攜帶時，導(dǎo)彈和機(jī)體之間不會產(chǎn)生較大的縫隙和溝槽，以減少、甚至避免由此帶來的全機(jī)RCS增大。 不僅如此，該彈還取消了傳統(tǒng)中距空空導(dǎo)彈上位于彈身中部的彈翼，只保留了尾舵，并且尾舵以不規(guī)則間距安裝，可將入射雷達(dá)波反射到無關(guān)方向。 此外，該彈除了導(dǎo)引頭整流罩外，其余部位均由具備良好吸波性能的石墨基復(fù)合材料制造，由此進(jìn)一步提升全彈的雷達(dá)隱身性能[20-21]。

除強(qiáng)調(diào)雷達(dá)隱身外，“海弗·達(dá)什”II還引入了射頻隱身技術(shù)。 該彈采用了“慣性中制導(dǎo)+紅外/主動雷達(dá)末制導(dǎo)”的制導(dǎo)方式，其末制導(dǎo)雷達(dá)導(dǎo)引頭的工作模式設(shè)計中，對減少導(dǎo)引頭開機(jī)期間所產(chǎn)生的電磁波輻射做了相當(dāng)考慮，以降低被敵機(jī)無源探測設(shè)備發(fā)現(xiàn)的概率[20-21]。

3.3 美國AIM-9X Block II+近距空空導(dǎo)彈

AIM-9X Block II+（AIM-9X-3）是美國AIM-9X“超級響尾蛇”近距空空導(dǎo)彈的最新改進(jìn)型。 該彈是針對F-35戰(zhàn)斗機(jī)配裝傳統(tǒng)近距空空導(dǎo)彈時只能外掛攜帶、導(dǎo)致全機(jī)RCS明顯增加這一弊端，結(jié)合已被取消的AIM-9X BlockⅢ導(dǎo)彈項目的部分性能需求，在現(xiàn)役AIM-9X Block II（AIM-9X-2）導(dǎo)彈基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。

與AIM-9X Block II相比，AIM-9X Block II+保留了原有的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈引導(dǎo)功能，同樣具備“發(fā)射后鎖定”能力，其主要改進(jìn)之處在于通過彈體局部修形、部分結(jié)構(gòu)/部件（例如彈翼）使用吸波材料制造、表面外覆吸波涂層等措施，顯著改善了全彈的雷達(dá)隱身性能[22-23]。 為了進(jìn)一步提高隱身效果，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)掛載AIM-9X Block II+時所使用的SUU-96型掛架（位于兩翼翼尖處的掛點(diǎn)）和LAU-151型滑軌也經(jīng)過專門的隱身設(shè)計，二者外形均為棱角分明的多面體結(jié)構(gòu)，表面盡可能消除縫隙/孔洞并外覆吸波涂層，滑軌還向外傾斜安裝（見圖6）[22-23]。

通過上述一系列技術(shù)措施，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)外掛近距空空導(dǎo)彈時所導(dǎo)致的RCS增加將可以得到有效控制，不僅緩解了該機(jī)攜帶使用AIM-9X導(dǎo)彈時面臨的困境，而且?guī)砹祟~外的好處：原計劃內(nèi)埋攜帶的2枚AIM-9X導(dǎo)彈被轉(zhuǎn)移到外部掛架后，所節(jié)省出來的內(nèi)埋彈艙空間將可用于加掛2枚AIM-120中距空空導(dǎo)彈（共計6枚），進(jìn)而提升對空作戰(zhàn)能力。

3.4 德國“未來作戰(zhàn)空空導(dǎo)彈”

“未來作戰(zhàn)空空導(dǎo)彈”（FCAAM）是德國迪爾防務(wù)集團(tuán)在現(xiàn)役IRIS-T近距空空導(dǎo)彈基礎(chǔ)上改型研制的一種隱身空空導(dǎo)彈，計劃用來配裝法國/德國/西班牙聯(lián)合研制的新一代戰(zhàn)斗機(jī)——“未來作戰(zhàn)航空系統(tǒng)”（FCAS），同時也可供其他隱身作戰(zhàn)飛機(jī)攜帶使用[24]。

與現(xiàn)役IRIS-T空空導(dǎo)彈相比，F(xiàn)CAAM的氣動外形變化很大，用全新設(shè)計、截面呈矩形的升力體結(jié)構(gòu)彈體，取代了原來的圓形截面彈體，彈體前部的導(dǎo)引頭整流罩也由傳統(tǒng)的半球形改為楔形，如圖7所示[24]。 與這樣的彈體結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，F(xiàn)CAAM彈翼/尾舵的外形和安裝位置也較IRIS-T發(fā)生了明顯變化：原來彈身中部的四片狹長彈翼被取消，改為兩片沿彈身左右兩側(cè)布置、幾乎與彈身等長的邊條翼，并且翼面與彈身連接處平滑過渡;尾舵則放棄了傳統(tǒng)的90°正交間距安裝方式，而以不規(guī)則間距傾斜安裝在彈體上，并且上方兩個尾舵的根部正好與邊條翼后部外緣融合[24]。 與美國“海弗·達(dá)什”II導(dǎo)彈類似，F(xiàn)CAAM通過采用這樣的氣動布局，一方面可以有效縮減全彈的RCS，另一方面則可利用升力體結(jié)構(gòu)來提高導(dǎo)彈的機(jī)動性。 預(yù)計該彈彈體表面今后可能還會涂覆吸波涂層，以進(jìn)一步提高全彈的雷達(dá)隱身性能。

迪爾防務(wù)集團(tuán)研發(fā)FCAAM的初衷是用來與隱身作戰(zhàn)飛機(jī)配套，使后者外掛攜帶空空導(dǎo)彈時不致于對自身隱身性能造成過多破壞。 但從FCAAM所具備的良好雷達(dá)隱身性能來看，預(yù)計該彈飛行中也能大幅壓縮敵方機(jī)載有源（脈沖多普勒雷達(dá)）導(dǎo)彈來襲告警系統(tǒng)或其他雷達(dá)探測設(shè)備的作用距離，進(jìn)而顯著提升自身作戰(zhàn)效能。

4 隱身空空導(dǎo)彈未來發(fā)展思路

根據(jù)以上對空空導(dǎo)彈各種信號特征及其縮減措施的分析，結(jié)合國外多年來在隱身空空導(dǎo)彈研發(fā)領(lǐng)域的經(jīng)驗教訓(xùn)，可以初步提出未來空空導(dǎo)彈隱身化發(fā)展的技術(shù)途徑。 考慮到中遠(yuǎn)距、近距這兩類空空導(dǎo)彈在外形尺寸/重量、制導(dǎo)方式、飛行性能、作戰(zhàn)對象等方面差異較大，二者在進(jìn)行隱身化設(shè)計時，將需要根據(jù)各自性能特點(diǎn)“對癥下藥”，對各種隱身技術(shù)手段進(jìn)行綜合權(quán)衡，合理取舍。

4.1 中遠(yuǎn)距/近距空空導(dǎo)彈各種信號特征對比分析

中遠(yuǎn)距/近距空空導(dǎo)彈的雷達(dá)、紅外、紫外、射頻信號特征對比見表1。

4.2 中遠(yuǎn)距/近距空空導(dǎo)彈隱身化技術(shù)發(fā)展方向

由表1可以看出，對于敵機(jī)上的告警系統(tǒng)來說，中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈除紫外之外的各種信號特征均較為明顯，并且這類導(dǎo)彈普遍射程遠(yuǎn)、飛行時間長，會進(jìn)一步增加接敵過程中被探測發(fā)現(xiàn)的概率，因而對隱身技術(shù)的需求也更加迫切，需要全面采用雷達(dá)、紅外、射頻隱身措施。 尤其值得指出的是，今后隨著中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈射程的進(jìn)一步增大，作用距離遠(yuǎn)、全天候性能好的雷達(dá)傳感器（包括有源相控陣火控雷達(dá)）將會成為對這類導(dǎo)彈實施探測告警的主要機(jī)載任務(wù)設(shè)備，再加上照顧部分載機(jī)外掛使用的需要，大幅提升中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈雷達(dá)隱身性能的重要性將日顯突出。 當(dāng)務(wù)之急就是要為這類導(dǎo)彈選擇合適的氣動外形，因為飛行器雷達(dá)隱身性能的80%左右是由外形決定的。 另一方面，由于中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈的彈體重量/空間相對較大，同時這類導(dǎo)彈對機(jī)動性、最大過載等方面的要求也沒有近距空空導(dǎo)彈那樣高，因此在采用各種隱身技術(shù)措施時面臨的限制相對較少，這無疑對其今后隱身化發(fā)展較為有利。

同樣由表1可以看出，對于近距空空導(dǎo)彈來說，近期內(nèi)基本無需考慮射頻隱身，但紅外、紫外隱身方面的需求非常迫切。 此外，隨著軍機(jī)雷達(dá)探測設(shè)備性能的不斷提高，加上照顧部分載機(jī)外掛使用的需要，今后近距空空導(dǎo)彈在雷達(dá)隱身性能方面也需要有較大的提升。 從隱身技術(shù)應(yīng)用難易的角度來看，近距空空導(dǎo)彈的彈體重量/空間普遍較小，這對其采用隱身措施較為不利，同時這類導(dǎo)彈對機(jī)動性、最大過載要求較高，在應(yīng)用一些會改變彈體外形/結(jié)構(gòu)的隱身技術(shù)時會面臨一定限制。 盡管這樣，由于目前條件下，空空導(dǎo)彈紅外/紫外隱身主要是通過隔熱材料、紅外涂層、燃料配方/添加劑等技術(shù)途徑來實現(xiàn)的，而這些措施對彈體結(jié)構(gòu)/外形及重量/空間方面的影響通常并不大，因此仍具有較好的應(yīng)用前景。 即使是對導(dǎo)彈外形/結(jié)構(gòu)影響較大的雷達(dá)隱身措施，盡管其在近距空空導(dǎo)彈上的應(yīng)用難度相對較大，但美國AIM-9X Block II+、德國FCAAM等導(dǎo)彈的探索研究經(jīng)驗表明，目前技術(shù)條件下發(fā)展具備較好雷達(dá)隱身性能的近距空空導(dǎo)彈，也并不存在難以克服的困難。

此外值得注意的是，目前部分現(xiàn)役/在研的中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈（例如歐洲“流星”）采用了沖壓發(fā)動機(jī)作為動力裝置，其動力飛行段顯著延長，有時甚至接近全程動力，因此很可能在接近目標(biāo)時仍保持有較強(qiáng)的紫外輻射，此時將需要采取適當(dāng)?shù)淖贤怆[身措施;而部分現(xiàn)役/在研的先進(jìn)近距空空導(dǎo)彈（如美國AIM-9X Block II）為了實現(xiàn)發(fā)射后鎖定、目標(biāo)再次截獲、組網(wǎng)協(xié)同作戰(zhàn)等能力，將會越來越多地加裝數(shù)據(jù)鏈，屆時很可能需要考慮射頻隱身方面的需求。

5 結(jié) 束 語

在適應(yīng)未來戰(zhàn)場環(huán)境的隱身空空導(dǎo)彈研究方面，本文所做的工作是初步的，今后還需進(jìn)一步深入研究，以便為技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品研制提供更有價值的參考。 總的來看，今后要發(fā)展出實用的隱身空空導(dǎo)彈，將需要從作戰(zhàn)需求、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)可承受性等因素出發(fā)，綜合權(quán)衡，協(xié)調(diào)好低可探測性與高氣動性能之間、高性能指標(biāo)與低成本費(fèi)用之間、不同信號特征縮減措施之間所存在的相互沖突、甚至彼此掣肘的關(guān)系，才能在不過多影響制導(dǎo)/飛行性能的前提下實現(xiàn)空空導(dǎo)彈的戰(zhàn)場隱身。

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[HJ*3][HJ][JZ（]Research on Development Status and Key

Technologies of Stealth Air-to-Air Missiles

Chen Li*，Duan Pengfei，Yuan Cheng

（Chinese Aeronautical Establishment，Beijing 100029， China）

[HT]? Abstract：

With the rapid development of military aircraft self-protection technology， the difficulty of air-to-air missile attacking air targets is increasing. It is necessary to enhance penetration capability by using all kinds of advanced technologies to ensure the hitting accuracy in future high-tech air combat. Air-to-air missile stealthy technology is one of them. This paper comprehensively analyzes the necessity of developing stealth air-to-air missile under the conditions of modern war， and discusses the signal characteristics and reduction measures of air-to-air missile in details， as well as the research status in related fields abroad. At last， the preliminary idea of developing stealth air-to-air missile in the future is put forward.

Key words： air-to-air missile; stealthy missile; stealthy technology; hitting accuracy; concealment;air battle

收稿日期：2021-11-20

作者簡介：陳黎（1972-），男，研究員級高級工程師。