歼-10 挂载的 PL-8 与 PL-10
作为二代空空导弹的代表,麻雀导弹奠定了现代中距空空导弹的基本设计布局:高弹径比使得弹体显得细长,减小了飞行阻力,使得导弹无需采用大推力引擎就能获得较高速度和较远航程;选择雷达半主动制导技术使得导弹在可靠性和命中精度之间获得了较好平衡。因此后续的中距空空导弹都采用类似布局。麻雀的表现可谓中规中矩:越战时表现平平不被看好,到了海湾战争终于扬眉吐气,历经改进目前仍在不少国家空军服役并衍生出一大批跨国型号,但即使如此其性能也只能说差强人意。这点和麻雀合理的总体设计有关:总体设计比较合理给未来的改进打下良好基础;由于弹体空间冗余量大,给后续的改进提供了空间;选择雷达半主动制导等一批比较成熟的技术使得导弹的可靠性较高。当然也由于采用的都是成熟技术特别是采用雷达半主动制导技术,导弹改进潜力比较有限,当未来空战需要空空导弹具有“多目标拦截”和“发射后不用管”能力时,麻雀就显得有点落伍了。此时新一代空空导弹——AIM-120“阿姆拉姆”呼之欲出。
制造商:雷声公司; 单价:125,000 美元; 弹重:230 公斤; 弹长:3.7 米; 弹径:200 毫米; 战斗部:40 公斤破片战斗部(AIM-7M/P); 动力段:Hercules MK-58 固体火箭发动机; 翼展:810 毫米; 最大射程:32 公里(AIM-7C/D)/45 公里(AIM-7E/E2)/50 公里(AIM-7F/M); 最大飞行速度:4 马赫; 制导体制:雷达半主动制导

雷达半主动制导空空导弹的总体结构
相比红外制导空空导弹,雷达半主动制导空空导弹,如“麻雀”导弹在战场上的表现可谓大器晚成,直到海湾战争,其命中率也没有超过 40%,这其中原因很多,一个重要的原因就是雷达半主动制导空空导弹需要实现超视距精确攻击,这就决定了导弹的制导方式必须更为精密复杂,由此导弹的弹体结构也更为复杂。
雷达半主动制导空空导弹由六个大的部分构成:导引段、引信/战斗部、控制段、能源系统(为导引/控制段提供能源)、数据链系统(配合控制段为导弹提供中段制导)和动力系统构成。其中导引段负责捕捉并跟踪目标,获取目标的角度、角速度、导弹与目标的相对速度或相对距离等信息。通过导引系统中信息处理装置向飞控系统提供制导所需的角速度和相对速度等信息。
雷达导引系统除了向控制段提供制导所需的主要信息外,衡量它性能优劣的还有两个重要指标:作用距离和抗干扰能力。其中导引段的控制距离就是导弹本身的发射距离,对于复合制导的导弹,导引段的作用距离就是复合制导末制导的距离。而抗干扰能力就是指导引段在复杂电磁干扰环境下截获和跟踪目标的能力,并提供符合要求的制导信息的能力。雷达导引段在工作时,不但要接受跟踪目标所需的信息,还要有效识别、过滤对方实施的各种干扰:包括敌机的自卫用干扰机、护航专用干扰机和支援式干扰机等释放的各种无源、有源的压制干扰和欺骗干扰。


AIM-7E 导弹的引导头,使用了大量真空电子管元件 到了 AIM-7F,引导头开始使用固态电子元件和印刷电路板制造,提高了可靠性

更加进化的 AIM-7M 引导头
目前雷达导引段根据其工作形式有主动导引系统、半主动导引系统和被动导引系统之分。目前世界上使用最广泛的是半主动导引系统,但是最新一代导弹多采用主动导引、脉冲多普勒体制,并工作于厘米波段,正向毫米波和雷达成像/红外成像双模导引发展。

AIM-120A 的主动制导引导头
控制段负责接收导引段发来的目标信息,根据导引律生成一定的控制信号,使导弹具有良好的稳定性和操纵性,引导导弹飞向目标,使导弹的制导精度在规定值以内。控制段主要包括自动驾驶仪、制导律形成装置和惯性导航系统等。其中自动驾驶仪一般由惯性传感器、计算机、电子线路和舵机等构成,它根据导弹制导指令,操纵舵机偏转,控制导弹飞行。制导律形成装置,根据预定的制导律和算法,由弹载计算机形成导弹制导指令。惯性导航装置由惯性传感器(包括陀螺和加速度计)和电子线路组成,在复合制导中,它与弹载计算机和数据链系统一起构成惯性导航系统,负责导弹的中段制导,在末端制导中也参与导弹的稳定控制。飞控系统性能的重要指标是导弹制导精度。
导弹通过引信/战斗部毁伤目标,当导弹接近目标时,引信探测到目标并发出爆炸信号,战斗部瞬间爆炸,杀伤目标。导弹的引信系统分为近炸引信、触发引信、自毁引信和安全与解除保险机构。战斗部是导弹毁伤目标的唯一部件。具体可以分为破片战斗部、连续杆战斗部和离散杆战斗部:对于体积小、生存能力低的目标多采用破片战斗部;对于体积大、速度低的目标多采用连续杆战斗部;对于速度快、生存能力强的目标多采用离散杆战斗部。以麻雀导弹为例,它采用的就是连续杆战斗部。

AIM-7 连续杆战斗部爆炸效果
雷达制导空空导弹引信系统中的近炸引信一般采用无线电和激光近炸引信。当导弹与目标近距离交会,而导弹制导精度又在规定范围内时,引信启动信号,经适当延迟引爆战斗部。当导弹与目标在接触碰撞时,由触发引信给出战斗部引爆信号。自炸引信在导弹制导精度超过规定值或者导弹遭遇目标战斗部不爆炸时,该引信按照规定时间给出引炸信号,使战斗部爆炸,导弹自毁。此外还有安全与解除保险机构,保证导弹在地面测试和挂机飞行时安全,导弹发射后能解除保险,并在得到引信传来引爆指令时,可靠引爆战斗部。自动延迟可调装置将引爆战斗部的指令以一定的时间延迟后,产生引爆信号,使战斗部毁伤目标的效果最好。
引信/战斗部的重要指标是引信作用距离和战斗部绝对杀伤半径。
动力系统为导弹提供飞行动力,保证导弹获得所需要的速度和动力射程。表述推进系统的性能指标主要是发动机总冲、推理和工作时间三个相关参数。目前用于雷达制导空空导弹的发动机主要还是采用固体火箭发动机,主要由点火装置、装药、燃烧室和喷管组成,根据需要可以加装推力矢量装置。以美国“麻雀”导弹为例,目前采用的是 Hercules MK-58 固体火箭发动机。

“流星”导弹将冲压发动机和固体火箭助推器组合在了一起以获得更大的射程
而现代远程雷达制导空空导弹正在发展和使用整体式固体火箭冲压发动机。它把固体火箭助推器和作为主发动机的火箭冲压发动机组合在一起,两个发动机共用一个燃烧室,构成了一类新型组合式发动机,为导弹需求的远射程、高速度提供了动力。欧洲的“流星”导弹就安装了这种型号的发动机。
