殲6戰鬥機的解鎖導彈引導頭效果咋樣?
2010年兵器知識第7期「一個老兵眼中的殲6」中有一段話」我們給導彈加上小控制盒,讓導彈引導頭按著一定規律搜索,相當於小紅外雷達,發展目標後自動截獲並反饋發射參數飛行員在瞄準具中看到鎖定後就駕駛飛機湊參數(高度、距離、角度),然後發射導彈」,這貌似很不錯呀,現在殲7在用嗎?效果如何?
這就得從紅外彈的導引頭髮展說起了。
早期的紅外彈,如AIM-9B、山寨AIM-9B的R-3S以及山寨R-3S的PL-2,採用的都是非製冷的硫化鉛導引頭,這種導引頭的原理圖示如下:
採用一個矩形透鏡安裝在導彈的頭部,其對角線交點被垂直固定在導彈軸線上,透鏡可以圍繞這個圓心水平轉動。紅外線感應器則被安裝在透鏡的後方。當透鏡平面的長軸、導彈的中軸線還有從目標通過鏡片折射到紅外線感應器的紅外線處於一個平面時,目標發射的紅外線就可能被紅外線感應器感知。因此透鏡折射目標熱輻射到達紅外線感應器的連線和導彈中軸線之間夾角可以引導導彈飛向目標所在大致方向。
響尾蛇探測到的目標偏離導彈軸線的角度大小取決於目標熱輻射到達透鏡時,其折射點距離透鏡邊緣有多遠。如果目標距離透鏡固定軸(就是透鏡的對角線交點)很遠,被紅外線感應器捕捉到的目標紅外輻射肯定是通過接近透鏡邊緣的區域折射來的,反之會落在透鏡中央。由於透鏡以固定角速度圍繞導彈中軸作自旋,所以當目標發出紅外線落在透鏡邊緣的時候,角速度一定的情況下,透鏡邊緣自旋的線速度肯定會很快,反之紅外線折射點處於鏡子中央的時候,線速度會很慢。目標離軸角度可以根據透鏡上折射紅外線持續時間長短被估算出來(目標離軸越遠,折射紅外線在透鏡上留存時間越短;反之則越長)。
這樣的設計,決定了目標和導彈中軸線的離軸角度不能太大,這種早期型的非製冷硫化鉛導引頭對熱輻射的敏感程度是比較小的,我記得PL-2的離軸角度只有2度,這樣在操作上就需要藉助瞄準具進行精確地瞄準操作,通過耳機中提示音的變化來確定導引頭是否跟蹤到了目標。
殲六系列(非夜戰型號)沒有雷達,能掛紅外彈的應該是殲六IIIG,使用的應為PL-2,這種沒有雷達的飛機,在使用紅外彈時候的操作就是:給導彈通電激活導引頭,使用瞄具按發射條件瞄準目標,等耳機中的提示音發生變化之後,就可以得知導引頭已經鎖定目標,在發射包線之內即可發射。這完全是使用導引頭自行鎖定目標,效率較低且不能測距。
通過題主的描述,這應該只是給導引頭加了一個反饋裝置,輔助飛行員的瞄準,可能也對導引頭的搜索方式做了改進(個人認為概率不大),方便飛行員瞄準目標和使用導彈,本質上來說只是一種土法上馬的小改動,對作戰性能影響不是很大。
至於殲七系列,除了殲七III以外,中國的殲七系列均是源於米格-21F-13系列,該系列飛機也沒有裝備雷達(除出口巴基斯坦的F-7P、PG採用格里夫-7雷達以及國內的J-7G採用EL/M-2001雷達外),但在進氣錐內裝備了一個小型的雷達測距器,這個雷達測距器的原理和現在車上使用的倒車雷達差不多,就是起到一個測距的作用,當採用導彈模式的時候,米格21/殲七座艙右上方有兩個小燈,一個燈是進入燈,當目標進入導彈最大射程時候亮起;另一個燈是退出燈,當本機與目標距離小於導彈最小發射距離時亮起,提示飛行員應退出攻擊。這種雷達測距的方式比起殲六系列手動裝定翼展來測距的方式精度高得多,使用也較為方便,但對於導彈對目標的尋獲而言,依舊是採用導引頭自行尋獲的方式,與殲六發射導彈的方式基本相同。以上對殲七系列的導彈發射過程表述適用於米格-21F-13系的使用R-3S導彈時的情況。
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眾所周知早期型紅外彈在越戰表現非常感人,於是各國就開始對導彈進行改進,這裡只講一下導引頭方面的改進,以響尾蛇導彈為例(只講海軍的改進,空軍馬鹿改的響尾蛇真心辣雞,不提也罷)簡單說一下。
AIM-9D改進導引頭,採用氮氣製冷,在LAU-7掛架中加裝了一個氮氣瓶(黃色那個就是),能夠提供2.6小時的製冷時間,足夠一次出動使用;重新設計了光學系統,採用氟化鎂代替了石英,提高了接收紅外線的範圍,也提高了導引頭跟蹤的角速度。
改進了紅外導引頭接收的波段,以便減小干擾,同時為此也縮減了導引頭的視野(其實這是一個逆潮流而動的做法,導致離軸攻擊角度減小,更難鎖定目標,但在當時的電子技術下是不得已而為之的做法)。
AIM-9G算是響尾蛇導彈的一個重大改進,這玩意引進了一個先進的模式,就是導引頭擴展截獲搜索,這也是之後響尾蛇導彈通用的一種截獲方式,就是導引頭和雷達隨動,雷達鎖定目標後導引頭與之隨動,當導引頭截獲目標後雷達解除對導引頭的控制,導彈即進入準備發射的階段。這種截獲方式實現了紅外彈的離軸攻擊。如果不使用這種模式,是無法實現離軸攻擊的,簡單以F-15C為例:
上圖為囚籠模式,導引頭只有在那個同心圓對準目標時候才能鎖定目標,這和殲六、殲七發射PL-2的過程其實是一樣的;下圖是非囚籠模式,小圓代表導引頭瞬時視場,大圓代表導引頭的總視場,小圓在大圓內按一定規律搜索截獲目標。
按題主的描述中「讓導彈引導頭按著一定規律搜索」,說不定就是類似非囚籠模式這種方式。
這兩種方式的效率都比較低,通常並不使用。
AIM-9L又是一個新的改進,採用了製冷銻化銦導引頭,具備了全向攻擊能力(原則上,實際正前方左右15度範圍還是不行),改進了導引頭掃描方式,提高了跟蹤的穩定性,同時不光掛架上攜帶氣瓶,彈體內部也攜帶了一個小氣瓶,延長了導引頭的工作時間。
順帶提及一下俄國的R-73,這玩意的頭盔瞄具和大離軸角能力被吹得神乎其神,其實這和響尾蛇的擴展截獲模式是差不多的,不過是把雷達換成了人眼,美國越戰時候在鬼怪上就試驗過:
原理就是一個透鏡加上一個發光二極體,導引頭和人眼聯動,截獲目標後透鏡上發光二極體會以2Hz的頻率閃爍,界面大概就這樣:
這玩意並不像很多人想像得那樣看哪打哪,因為導引頭的跟蹤角速度是有限的,這玩意最大角速度是20度每秒,響尾蛇的導引頭角速度同樣是20度每秒,做個比方,就像玩坦克世界,你的滑鼠相當於頭瞄,導引頭相當於炮塔,你滑鼠可以瞬間轉過來但是炮塔是不能的。而且這個東西沒法測距,容易發射距離過近或過遠,而美機採用的雷達截獲方式是可以精確測距的。蘇機採用頭盔瞄準具,更多是因為倒卡雷達性能限制以及R-73總視場較大但瞬時視場較小。
最後當波英吹,英國1965年在閃電戰鬥機上開始服役的Red Top導彈可以說也是超越時代的導彈,採用銻化銦製冷導引頭,具備一定全向攻擊能力,導引頭和雷達聯動,早於AIM-9G,全固態元件,早於AIM-9H。1965年,美國人還在用AIM-9B,蘇聯人也還在用R-3S。
1944年4月 德國首先製成X-4型有線制導空空導彈,但尚未投入使用, 第二次世界大戰即告結束。戰後,空空導彈的發展經歷了三個階段。
第一階段是20世紀40年代中期至50年代中期。空空導彈只能對機動性能比較差的亞音速轟炸機實施尾追攻擊,射程2~6千米,主要有 美國的「響尾蛇」AIM-9B,蘇聯的AA-1導彈。
第二階段為50年代中期至60年代中期。超音速轟炸機的出現和電子技術的發展,促使空空導彈的射程、橫向過載、適用的高度和速度都有很大提高。制導規律普遍採用比例導引,導彈具有一定的攔射和全天候作戰的能力,主要有美國的「麻雀」AIM-7E導彈等。但在越南和中東戰爭中的使用結果證明,這類空空導彈不宜用於攻擊高速度、大機動飛行的目標。
第三階段是60年代後期至90年代。空空導彈在遠距全方向、全高度、全天候攔射和近距格鬥性能方面都得到了很大發展,如美國的「不死鳥」AIM-54C、「先進中距空空導彈(AMRAAM)」AIM -120、「響尾蛇」AIM-9L,蘇聯的AA-11、AA-12,法國的「魔術」2、「米卡」,美、英、聯邦德國等國家合作研製的AIM-132等。1981年以來,美國和利比亞、敘利亞和以色列、英國和阿根廷等在空戰中,都使用了近距格鬥導彈,取得了明顯的效果,大大提高了空空導彈在空戰中的地位。
中國從50年代以來先後研製出數種空空導彈裝備部隊使用,根據公開信息上已知的如PL-5,PL -8,PL-9C, PL-12,PL-15等等。
導引頭有三種工作狀態:電鎖、搜索和跟蹤。
電鎖狀態:當光軸與彈軸不一致時,由角度感測器將誤差信號直接輸給功放,力矩變換器將電信號變成力矩,驅動轉子帶動光軸進動,使光軸與彈軸一致,實現電鎖。
搜索狀態:信號傳送過程與電鎖類似。在這種狀態中,導引頭裡應有一個搜索圖形發生器,產生所要求的搜索圖案,光軸就在空間復現這個圖案。
跟蹤狀態:信號處理電路輸出的角誤差信號經功放後,分兩路輸出。第一路加到力矩器,將電信號變成力矩,驅動轉子軸,使光軸向減小目標角位置誤差方向運動。這就是導引頭角跟蹤迴路。第二路與目標視線角速率成比例的誤差信號加到坐標變換器,將前面來的極坐標信號變成直角坐標信號。其相位取決於由基準信號發生器來的基準信號。變換後的信號送自動駕駛儀的兩個通道。
如果導彈採用旋轉彈單通道控制方式,則不需要坐標變換,直接將功率放大器輸出的與導彈一目標視線角速率成比例的誤差信號送給自動駕駛儀。
從以上簡述的導引頭組成和工作過程可見,紅外導引頭的一個重要功能就是探測目標的紅外輻射能量,測定目標的角位置;它的另一個重要功能是輸出比例導引規律所需的導彈一目標視線角速率信號。
殲-7空空導彈更新近一些,就拿霹靂-8來說:
該彈採用十字形雙鴨式氣動外形布局,鴨式舵面位於導彈重心之前,同裝在尾部的大翼展、大面積彈翼相配合,可減少舵面偏轉響應時間,提高導彈的機動性,並提供導彈最大平衡攻角,提高近距格鬥時的安全性。此外,旋轉式尾翼可提高舵面橫滾控制效率;固定式前翼可增大舵面效應,減少偏航力矩。該彈在結構上的另一特點,是將導彈分為前、後2個艙段,以利於維護使用,而不是按導彈各部件分為多個艙段。該彈的性能特點,是具有自動搜索截獲能力、大機動過載和離軸發射能力、以及高的毀傷目標能力。
殲6的紅外彈就是PL2。那玩意(以及同時代的環礁、響尾蛇B)作戰效能無窮接近於零,光是改改導引頭的掃描模式沒有任何本質區別。
現在殲7在用嗎?效果如何?
現代紅外彈雖然有類似的工作方式,不過和那會兒的破玩意完全沒有可比性。所以稱不上「效果如何」。實際上,更常見的格鬥彈使用方式是雷達工作在垂直掃描模式:天線在左右窄、上下高的一個豎條區域快速掃描。然後導彈的紅外導引頭在雷達鎖定目標之後隨動。這個能提供的作戰靈活性要高得多。
但顯然你必須有雷達才行,而殲6的雷達(以現代技術水平來看)可以忽略不計:那個年代的雷達是用來截擊大型平緩飛行的目標的,不能提供在劇烈的格鬥機動時進行索敵;殲7絕大部分型號(除了7III/IV、7G)都只有測距儀。
紅外導引頭工作的時候一般都需要製冷,導彈基本上是靠製冷劑,工作時間很短的。別說當雷達用,就是正常使用,導彈通電一定時間內沒發射,導引頭就已經報廢了。你說的這個情況不存在。
怎麼說吧。。。這個導彈的紅外導引頭本來就是自己找目標的,你有沒有雷達都可以,至於這個拿那玩意當探測器。。。還不如老老實實裝個前視紅外探測器,那東西工作時間長而且還更好(紅外導引頭工作前還要冷卻 而且還要在規定時間內發射出去,不然就報廢了)
如果沒有條件安裝對空雷達,用解鎖導引頭的紅外導彈來近距離空戰是非常常見的解決辦法。而且靠這個方法進行空戰的優點是不易被敵方的RWR提前告警。其他回答雖然原理都說的很清楚,但是對於這個技術到底有沒有實際應用在殲6上並沒有考證,如果老兵所說為真,導彈經過改裝以後在第一代空空導彈上實踐了第三代空空導彈的局部先進技術。具有解鎖導引頭的功能,而且還能反饋給飛行員,那絕不僅僅的土法上馬那麼簡單,對作戰性能影響已經很大了。對付一下對岸的F5E不成問題。
下面是老兵回憶原文
上世紀80年代初,我國空空導彈屬第一代水平,只能定軸發射,飛行員在空戰中捕捉目標、保持跟蹤十分困難,極易失去戰機。空軍科研機構與部隊結合,研究了空空導彈離軸發射系統,在第一代空空導彈上實踐了第三代空空導彈的局部先進技術。它是通過給機上加裝一個小小的控制盒,將導彈的紅外位標器解鎖,讓其按一定規律在空中用一定視場角進行搜索,相當於一個小型的紅外雷達。當位標器發現敵機的紅外源時就自動截獲,這個位標器像眼睛一樣盯上目標,飛行員從瞄準具中看到導彈鎖定了目標的信息後,就操縱飛機湊成允許發射條件距離、方向,然後發射導彈。這種使導彈解鎖進入搜索狀態的做法擴大了攻擊區範圍,提高了飛機的作戰能力。這個技術的突破,當時填補了國內空白,後來在部分飛機型號上得到了推廣應用。
紅外引導頭一次性的,開始冷卻後一會不用就廢了
殲6飛機已經全部退役,部分封存。
離軸發射能力在三代機上得到發展,部分戰機甚至有全向攻擊能力。第一代空空導彈只能做到定軸搜索,即目標位於導彈彈體中軸線上時才能截獲目標,制動鎖解鎖後實現離軸跟蹤,但現在各型導彈都能實現。推薦閱讀:
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