AIM-9X导弹(全称AIM-9X air-to-air 导弹),绰号响尾蛇(Sidewinder),是美国空/海军2000年后采用的第4代近距空空导弹,用于取代第3代“响尾蛇”AIM-9L/M/S/R导弹。
AIM-9X的开发是在美国海军和美国空军的联合计划下开始的。1993年底,AIM-9X导弹研制计划由美国国防部提出,1998年,AIM-9X导弹进入飞行试验阶段,1999年3月进行了分离控制试验弹的发射。2003年AIM-9X装备美国军队并达到初始作战能力,2004年进入全速生产状态。2006年7月,AIM-9X成功进行了第100次导弹试射。
AIM-9X导弹保留了第三代AIM-9M导弹的弹体、引信、战斗部和火箭发动机重点改进了弹翼结构尺寸,采用了推力矢量技术,以满足美国海军和空军的现役及未来战斗机的使用需要。AIM-9X主要由美国海军负责发展和生产管理,装备美国海军、海军陆战队和美国空军,装备载机为F/A-18C/D/E、F-15战斗机、F-16战斗机和F-22战斗机等。
发展历程
研制背景
AIM-9X的开发是在美国海军和美国空军的联合计划下开始的。研制 AIM-9X的重点是通过提供下一代AIM-9空空导弹来取代AIM-9M导弹,以满足飞机部队和地面部队的需求。
第一枚"响尾蛇"导弹编号为XAAM-N-7,于1953年9月11日成功完成打靶试验,而正式的AIM-9响尾蛇导弹编号直至1962年才得以确定。发展初期,第一代AIM-9B导弹的制导系统没有采用致冷措施,在性能方面受到很多限制,射程只有3.2公里,主要用于攻击各型战略轰炸机,不具备夜间和正面攻击目标的能力,其传统破片式弹头的杀伤力也极为有限。美国海军从50年代末开始着手发展第二代AIM-9C型和AIM-9D型导弹。重点改进了导弹的气动外形,更换了固体火箭发动机,使射程增大到17.7公里,采用了杀伤力更强的连续杆式战斗部。其中C型是"响尾蛇"系列中唯一的雷达精确制导导弹,D型导引头则改用由氮致冷的pbs光敏元件。
70年代初,在对越南战争中AIM-9空空导弹作战效果评估和分析的基础上,美国海军和空军联合发展了以AIM-9L和AIM-9M为代表的第三代“响尾蛇”导弹。AIM-9L导弹导引头采用了氨致冷的锑化铟光敏元件,大幅度提高了探测灵敏度,具备了一定的全向探测、离轴截获和跟踪能力,同时火箭发动机和舵面都相应得到改进,提高了导弹的机动性能。接着,从1979年开始研制性能进一步提高的AIM-9M导弹,重点改进了抗红外干扰能力,增强了背景分辨能力。该型导弹曾经在海湾战争中初露锋芒,是美国在90年代主要生产的AIM-9空空导弹型号,并成为第四代“响尾蛇”导弹发展的基础。
1985年,当美国首次发现米格-29战斗机外挂R-73导弹时,并没有立即着手研制大离轴角近距空空导弹,这主要是因为美国空军过分强调了超视距战术和超视距导弹的作用,而忽略了目视格斗时也需要高机动性的近距导弹。随着R-73导弹不断改进,其射程从30公里增加到40公里,离轴角也从45°扩大到60°,最新型R-73M导弹的离轴角甚至大于90,抗红外干扰能力进-步增强。此时,美国空、海军才逐渐意识到在今后空战中的近距格斗能力渐处下风。
研制历史
AIM-9X
第四代"响尾蛇"导弹的代号为AIM-9X,这种导弹的研制计划由美国国防部在1993年底提出,当时有英国航空航天公司、美国的休斯飞机公司和雷声公司三家参与竞争。1996年底,凭借技术指标、生产成本和后勤保障等方面的优势,休斯公司在最后的评估中击败了雷声公司,以总体性能较好和设计改动较小的方案获得了价值1.69亿美元的研制合同,AIM-9X导弹开始进入工程制造和发展阶段。一年后,休斯公司出于空间业务发展的需要,将负责生产飞机和导弹的分公司出售,雷声公司及时地抓住这一机会,通过与当时的麦道公司的较量,最终再度获得"响尾蛇"导弹项目。
1996年确定了研制方案。1998年,AIM-9X导弹进入飞行试验阶段,1999年3月进行了分离控制试验弹的发射。同年,AIM-9X完成了首次发射试验。2000年6月完成了多数工程研制样弹的试验,同年3月展开了生产型试验弹的试验。1999年至2000年间,美国海军的F/A-18和美国空军的F-15战斗机飞机进行了13次分离与控制测试发射和12次制导发射。截至2001年,AIM-9X导弹取得了19次发射18次命中,14次直接命中QF-4靶机的成绩。2003年AIM-9X装备美国军队并达到初始作战能力,2004年进入全速生产状态。2006年7月,AIM-9X成功进行了第100次导弹试射。2008年9月,美国空军完成了AIM-9XBlock II导弹的首次携载飞行试验。2009年11月和12月,完成了第2次和第3次发射试验。2011年3至4月,海军完成了5次实弹发射试验和9次挂飞试验。
AIM-9X Block Ⅱ
2008年9月18日,美国空军一架F-15C战机完成了对雷锡恩公司AIM-9XBlock II导弹的首次携载飞行试验。此次试验环境中的风力-压力、振动和高度条件与实战使用的相同。试验验证了AIM-9XBlockII的硬件和软件能够在与真实作战条件相似的环境下工作,还验证了该导弹能够成功集成在F-15C战机上。
2009年11月20日,美国AIM-9XBlock II导弹在美国埃格林空军基地试验场完成了第2次发射试验。12月21日,由澳大利亚空军的F45C完成了第3次发射试验,两次试验均获得成功。第3次发射试验的载机为F45C战斗机,导弹最后成功命中了杀伤范围内的一架BQM-74靶机,达到了试验预期目的。与AIM-9X相比,AIM-9X Block II导弹对战斗机的速度、机动性的限制更小,同时增大了离轴发射角,从而使载机的生存能力有较大的提高。
2011年1月,美国海军完成了装有OFS9.2软件的AIM-9X Block II导弹的作战使用试验2011年3~4月,美国海军完成了带有OFS9.3软件的AIM-9X Block II导弹的作战评估。它由5次实弹发射试验(包括4次研制试验弹发射)及由F-15战斗机和F/A-18战斗机完成的9次挂飞试验组成。最初结果表明,5次实弹发射试验中有4次直接命中,所有挂飞任务都完成了预期目标。由于安装DSU-41/B有源光学目标探测引信/数据链组件,科研经费减少,软件花费以及进度表延迟等原因,使导弹单枚成本增加,因此,负责采办、技术和后勤的国防部副部长决定为AIM-9XBlockII项目"再设基线",把它归入一个新项目并进入里程碑C前期决定中。
2011年6月24日,AIM-9X Block II导弹获批2011年6月,作战试验与评估办公室主任批准了AIM-9XBlock II导弹里程碑C试验与鉴定总计划(TEMP),该计划包括4次综合试验,17次实弹发射试验和61次挂飞任务。
2011年8月31日和9月1日,美国海军成功进行了两次AIM-9XBlockII实弹发射试验,试验在加利福尼亚州中国湖的海军空战中心武器分部由空中试验和评估31中队完成。在两次试验中,都由一架F/A-18D战斗机发射一枚遥测弹攻击一个BQM-74缩比目标,试验测试了加装新数据链后的AIM-9XBlockII导弹发射后锁定能力,远程高抛弹道发射能力和改进的全天候DSU-41激光引信能力以及对付小目标的能力。第一次试验测试了导弹超视距发射对付加利福尼亚沙漠上低空小目标的能力。第二次试验验证了导弹的全天候能力,当时测试飞行员飞行在远离加利福尼亚州海岸的304.8m高的海上云层下,向飞在云层上的目标发射导弹。这次试验采用了新型高精度遥测系统,能把末段目标交会情况精确地记录下来。
2012年1月9日,美国作战试验与评估办公室(DOT\u0026E)在2011财年年度报告中宣布,雷锡恩公司新型AIM-9X Block II导弹在2012年4月开始其作战评估试验准备审查(OTTR)之前,需要进行实弹发射试验,以及完成更进一步的5次实弹飞行试验。报告中介绍,最近挂飞试验暴露出导弹的可靠性在下降,这是由于9.303版软件存在通信方面的问题以及与载机兼容性不足引起的。这些不足将通过OFS9.308版软件进行改进,并且制造厂商计划在作战试验装备审查之前研制更完善的系统。
性能特点
AIM-9X"响尾蛇"导弹研制计划由美国空军和海军共同实施,设计目标是在性能上必须超过俄罗斯的R-73导弹"射手"和以色列的"怪蛇"-4等大离轴角发射的全向攻击导弹,在未来近距空战中占据优势,并夺回世界军火市场的潜在用户。
基本设计
AIM-9X导弹长3m,直径12.7cm,翼展44.4cm,翼展35.3cm,重约85kg。它可以携带9.36公斤的环形爆炸破片战斗部,射程超过十英里。
气动布局
总体结构改进新一代"响尾蛇"导弹在总体结构和气动布局上保留了第三代AIM-9M导弹的弹体、引信、战斗部和火箭发动机,重点改进了弹翼结构尺寸,采用了推力矢量技术,以满足美国海军和空军的现役及未来战斗机的使用需要。AIM-9X导弹仍然采用圆柱形弹体,但头部略有改变,以减小气动阻力,加上改进的Mk36Mod71型火箭发动机,导弹射程明显增加。为了获得较高的转弯速度,保留了常规鸭式气动布局,但用三角形舵面替代了原来的双三角形舵面,与弹翼呈"X-X"交叉状排列。同时还考虑到战斗机的挂载特点,相应减小了控制舵面的结构尺寸,削去了弹翼的翼尖,使翼展为406毫米,以满足F-22战斗机F-22的内挂要求。此外,AIM-9X导弹保留了杀伤半径为10米的环形破片式战斗部和能精确控制爆炸点的主动激光近炸引信。
导弹技术
与AIM-9M导弹相比,AIM-9X导弹在动力性能上最重要改进是采用了推力矢量控制,技术。这一技术的优点在于,无论导弹在高空还是低空飞行时,只要处于推进阶段就能有效地控制导弹的飞行状态,从而获得很高的机动性,有助于减小舵面尺寸和减小气动阻力。AIM-9X导弹的推力矢量控制装置由4个喷气导流片组成,导流片与舵面之间采用机械耦合,通过改变发动机的喷气流偏转方向,实现对导弹飞行方向的控制。采用推力矢量后,"响尾蛇"导弹的转弯速率达60~100度/秒,不仅提高了导弹的敏捷性,获得全向格斗所需的大机动过载,还使导弹能在低速状态进行大迎角飞行,最大迎角达50度,从而能有效地攻击高机动性的飞机。
另据报道,美海军正在发展两种新式推力矢量数字技术,可使此类导弹具有更大的机动性。其中一种方案是采用两个可转动喷管和四个舵面来改进三轴控制,另一种是称为"综合全矢量锥"的喷管,能够大幅度降低单喷管发动机的造价,并已经成功地在AIM-9X导弹的火箭发动机上进行了试验。
制导系统
强探测能力,新一代AIM-9X导弹采用了全新设计的制导系统,新系统主要有以下三个特征。
一是采用了高性能的确镉汞凝视焦平面阵列。这种结构紧凑的128×128元阵列导引头具有很高的灵敏度,与以往各型号探测目标时形成一个热点不同,它可以有效地探测出目标和背景之间的微小温差,形成有关目标的热像,通过对热像的处理可以获得精确的制导信息,具有很强的目标截获能力。因此,AIM-9X导弹不仅可以探测发动机喷口气流的红外辐射,而且也可探测飞机蒙皮的红外辐射,真正具备了全向攻击能力。导引头工作在3~5微米波段的范围内,大于通常情况下云雾或烟尘的颗粒尺寸,具有很好的穿透性,因此探测距离更远。同时,这种导引头还能具有一种区别诸如曳光弹等多目标对抗措施的能力,抗干扰能力非常强。光学部件安装在一个滚动/摆动的万向集团框架上,增大了导引头的框架角,使其跟踪目标时的离轴角扩大,从而提高了导引头的后视能力。
二是更新了将探测到的目标信息转换成制导指令信号的电子部件。AIM-9X导弹的制导电子装置包括一个C-80数字式跟踪器和一组惯性组件,前者利用导引头探测精确的目标图像,可以选择目标上的易损点,具有很高的抗干扰能力和极佳的杂波抑制能力。由于具备原位测试和重新编程的功能,所以AIM-9X导弹成为一种数字式导弹。与AIM-9M导弹不同的是,AIM-9X导弹增加了电子线路来联接制导系统的电子器件与其它部件,但由于弹体缺乏内部空间,这些线路不得不紧贴弹体下表面安装,屏蔽线路的盖板一直横跨导弹的大部分长度,以便减小阻力和保护线路。
三是改进了包括致冷装置、触发引信和两个热电池的中间段。AIM-9X导弹的导引头由于采用了没有时间限制的机械斯特林致冷装置,可连续工作很长时间,大大减少了维护工作量,也消除了致冷系统的污染问题,使30多年来美国海军和空军在发射架问题上各自为政的局面彻底改变。因此,从技术上来说,AIM-9X导弹在复杂环境条件下的性能优于目前装有普通双波段红外导引头的俄罗斯R-73导弹近程空空导弹。1999年7月14日和9月1日,F/A-18战斗机和F-15战斗机分别在中国湖和白沙粑场完成首次制导发射试验,均击中QF-4靶机,成为AIM-9X导弹发展的一个里程碑。
攻击方式
AIM-9X导弹主要通过三种模式截获和攻击具有红外辐射特征的目标。一旦红外辐射源进入导引头的视野,电子装置将产生特定的音频信号,这时飞行员通过耳机就可以听到导弹已经截获目标的提示。第一种是直接瞄准引导模式。飞行员通过操纵飞机机动飞行,使雷达瞄准线直接锁住敌机,向目标。此时导引头的红外探测能量被转换成能够满足制导需要的电子信号,并一直跟踪目标直到受到寻的器万向集团支架的限制。
第二种是"响尾蛇"扩展截获模式(SEAM)。当飞行员用机载火控雷达搜索目标时,AIM-9X导弹的导引头随动于雷达瞄准线,一旦截获目标,导弹内的导引头联锁装置被打开,导弹开始持续地跟踪目标。
第三种是头盔瞄准具引导模式。由于AIM-9X导弹的近距截击包线明显大于目前现役的任何一种空空导弹,飞行员可以通过移动头盔来引导其导引头瞄准大离轴角目标,而这一战术的关键是与AIM-9X导弹同步研制的联合头盔指示系统(JHMCS),它能够明显增强战斗机的空战能力。
作为由波音公司、洛克希德·马丁公司、美国空军和美国海军联合发展的一项计划,JHMCS是美国研制的第一种用于战斗机的生产型头盔指示系统,将主要安装在F-15战斗机、F-16战斗机、F/A-18和F/A-22等各种战斗机上,正在研制中的F-35联合攻击机也考虑采用这种系统。JHMCS上装有磁性头部跟踪系统,通过一个单目小型阴极射线管把字符直接投影在飞行员的护目镜上,显示的字符与平显上的相同。因此,飞行员能从JHMCS上看到各种数据,如空速、高度、航向和目标距离等,避免在目视空战中低头看座舱内部各种显示器的过程,从而在瞬息万变的格斗中争取到宝贵的时间和空间,大大增强了近距空战效能。在目标偏离飞机轴线角度很大的情况下,JHMCS的最大特点是允许飞行员使用AIM-9X导弹瞄准敌机,并可证实导弹已经锁定了目标。这样,飞行员无需通过机动动作进入有利位置,只需将头部转向AIM-9X导弹自然地指目标,AIM-9X导弹的导引头将被自动引导到飞行员注视的方向。一旦导弹锁定目标,飞行员只需按压控制杆上的开关,这种发射后不管的导弹将自动地攻击目标,这有利于提高载机的生存能力。
1998年10月22日,美国空军首先在F-15战斗机上验证了JHMCS,一个月后美国海军也第一次在F/A-18战斗机上完成了JHMCS的试飞,主要测试了安装适用性、大过载机动下显示目标的稳定性和持续跟踪目标的精确性。2000年3月31日,F/A-18战斗机在有红外干扰的格斗场景中首次使用JHMCS发射AIM-9X并击中QF-4靶机。JHMCS的飞行试验总共持续了一年半,其结果令美国空军和海军非常满意。据称,该装置在作战试验期间已显示出超过预计的实用性,捕获目标只需3~5秒,而采用平视显示器一般需要30~40秒。如果战斗机上装备AIM-9X导弹,飞行员可以充分利用JHMCS来增强战斗机的格斗性能,在视距内空中格斗中具有"先敌发现、先敌射击"的能力,拓宽了近距空空导弹的作战范围,在空战中具有更大的灵活性。美国海军和美国空军已在2004年1月29日正式批准波音公司开始JHMCS的批生产,预计订货量超过1500套。
延伸型号
AIM-9X Block Ⅱ
AIM-9X Block Ⅱ较AIM-9X增加了从飞机到导弹的数据链,提高了导弹发射后锁定的能力,具备了第三方制导能力。装备了新型的弹载计算机,使导弹具备从混杂环境中捕捉目标的能力。重新设计了导弹引信,利用DSU-41/B引信代替了DSU-37/B引信,降低了导弹的误炸概率。采用了OFS9.2软件代替OFS8.212软件,提高了导弹的抗干扰能力,升级版OFS9.3软件能更有效的提高导弹性能。
AIM-9X Block Ⅲ
AIM-9XBlock Ⅲ导弹是由美国海军独立改进的最新型号,目的是加强导弹与飞机的集成,特别是与F-35战斗机的集成,以有效打击敌方的隐身飞机。AIM-9XBlock Ⅲ目前处于初始研发合同阶段,预计2013~2015财年确定初始系统设计,进入里程碑,2016财年进入工程和制造研发阶段。AIM-9X Block Ⅲ采用了与AIM-9X Block II相同的导引头、激光引信/数据链,其主要改进包括:结构上,弹体直径将从127mm增加到152mm,以容纳更大的火箭发动机和战斗部:改良了钝感弹药性能,降低战斗部意外爆炸的概率,提高了使用安全性:有效射程比现有的AIM-9XBlock II提高60%,达到30km左右,最大射程约50km,以适应F-35战斗机的需求。
性能参数
参考资料:
服役信息
AIM-9X响尾蛇导弹已在全球超过24个国家服役。
2014年,美国国务院批准一项可能的对外军售的决定,向澳大利亚出售AIM-9X-2AIM-9空空导弹、相关设备和零部件以及培训后勤支持,费用估计为5.34亿美元。
2015年8月17日,AIM-9X Block II导弹达到大批量生产的里程碑,年生产率为600~800枚。2015财年的生产资金为2.11亿美元,美国军队计划购买导弹470枚(空军303枚、海军167枚)。2016财年的生产资金为3.1亿美元,美军计划购买导弹733枚(空军506枚、海军227枚)。
2015年,在一份价值4700万美元的协议中,美国政府同意向印度尼西亚销售AIM-9X-2导弹及其部件。根据5月5日美国防务安全合作局的一份声明,印尼已经申请购买30枚AIM-9X-2"响尾蛇"第2批次的全弹、20枚AIM-9X-2空中系留训练弹、2套第2批次的战术导弹制导组件、4套制导组件和2枚无战斗部的空中训练弹。
2019年5月5日,美国国防部称,国务院已经批准美国向巴林和阿拉伯联合酋长国出售合计大约60亿美元的军火,其中涉及32枚AIM-9X型导弹。
2023年12月15日,美国国防部表示,美国国务院已经批准向日本出售44枚AIM-9X Block II“响尾蛇”导弹及相关设备。
导弹评价
作为"响尾蛇"家族的新成员,AIM-9X导弹保留了体积小、重量轻、成本低和可靠性高的特点,同时大大提高了离轴发射能力和敏捷性能,使其作战效能跃上了新的台阶。特别是由于具备了"发射后不管"这一突出特点,美国海军和空军对其寄予厚望。
参考资料
AIM-9 Sidewinder.MILITRAY.2023-12-17
AIM-9X Sidewinder Air-to-Air Missile, USA.Air Force .2023-12-17
Forbidden.人民网.2023-12-17
美国将向海湾国家出售60亿美元的军火 遏制伊朗.新华网.2023-12-17
美国务院批准向日本出售44枚“响尾蛇”导弹.环球网.2023-12-17