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[科普中国]-AIM-4/26/47(Falcon)“猎鹰”空对空导弹

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研发历程研发背景

在参予第二次世界大战的所有国家中,美国是唯一把战火拒之门外、本土安然无恙的国家,因而是战后唯一有雄厚经济实力迅速发展各类导弹核武器的国家。

正是在这种背景下,美国休斯飞机公司于1947年自投资金,在同年研制成功的“受激辐射微波放大”(MASER)器件的基础上,研制一种能从截击机上发射的、不受任何气象条件限制的、雷达制导导弹。1949年休斯飞机公司向美国海/空军提交研制称之为“猎鹰”空空导弹的建议书。这项计划在当时被认为是无法实现的,因为当时最好的小型雷达也只能装在重型截击机上,故遭到了海军的拒绝,但空军为解决其防空截击机远距拦截武器装备之急需而接受该建议。1

研发过程休斯飞机公司1950年开始设计制导系统,到1951年已花费数百万美元,为研制发动机和其它部件更花费了出乎意料的巨额款项。到1953年6、7月间,休斯公司面临严重的资金短缺,其直接后果是许多著名的专家流失,1953年底该公司经理H·乔治同他的全班人马撤走,使休斯飞机公司几乎陷入破产境地。休斯飞机公司的创建人—豪厄德·休斯,被迫动用他拥有的、占环球航空公司80%的股金,不顾各方反对,继续坚持研制“猎鹰”空空导弹。

随着微小型电子元件的发展应用,到1953年,导弹的心脏部分—制导装置已见端倪,从1950年时占据1m3空间的装满电子管、变压器、干电池的庞大设备,改造为1个长圆筒形装置。到1954年初,使体积进一步缩小到直径150mm、长度0.5m的1个部件,达到了原来确定的设计标准。随后制成了供空中试射用的代号为XF-98的“猎鹰”导弹。与此同时,设计了与之配套使用的XMA-1火力控制系统。1954年春,在军方观察人员面前,从F-94战斗机上首次实弹试射,尽管地面遥控的B-17靶机作各种规避机动,还是被导弹上的雷达导引头截获、跟踪,在几秒钟内被击落。首次试射成功,使休斯飞机公司得以从五角大楼获得一笔继续改善和提高导弹性能的经费。1954年小批投产并装备部队使用,到1955年即从军方获得“猎鹰”导弹和MA-1火控系统的大量订货。至此,休斯飞机公司走出困境,进入大发展的新时期。1

首次服役首次进入空军服役的“猎鹰”空空导弹,最初编号为GAR-1,随后在该型号基础上迅速改进发展,到1961年3月向空军交付了30000多枚各型“猎鹰”导弹。其中,4000枚GAR-1/1D,9500枚GAR-2,300枚GAR-3“超猎鹰”,800枚GAR-3A“超猎鹰”,100枚GAR-11“核猎鹰”。1962年上述GAR-1/2/3/4/11各型号按三军统一编号改为AIM-4/26/47。到1970年,“猎鹰”导弹就发展为包括12种型号的完整系列,成为美国空军国土防空截击机的标准装备,并输出瑞士、瑞典和芬兰空军。虽然该导弹系列发展很快,其形成期所跨越的年代,比美国同时发展的“响尾蛇”空空导弹系列要短得多。但面对现代局部常规战争,两者的命远却大不一样。1

改进与退役“猎鹰”导弹是为拦截敌方非机动轰炸机编队而设计的,该系列中仅有AIM-4D红外型有机会在越南战场一试身手。这个专门为美国空军F-4D战斗机改进的第一个近距空战导弹在与越方战斗机空战中,共发射43枚,仅4枚命中目标,如此低的命中率使其迅速被美国空军撤下战场,被同时代的更适宜于近距空战的“响尾蛇”AIM-9D型所取代。其余“猎鹰”导弹系列型号留在本土的截击机上,而北越的飞机不可能飞到美国本土去轰炸,“猎鹰”系列导弹当时无用武之地。到1971年,该系列中在AIM-4D基础上改进的最新型号AIM-4H因无订货而被迫取消,随后生产线全部关闭,至此“猎鹰”空空导弹走到了尽头。1

结构和性能特点该系列导弹具有相同的气动外形布局和相似的舱段结构。头部呈半球形,弹体呈圆柱形,4片三角形弹翼及其矩形舵面位于弹体后部,弹体、弹翼均采用镁合金制成,后弹体内装1台锡奥科尔公司的固体火箭发动机。近/中距型头部有4片带圆角的小鸭翼安定面,远距型头部有4片分别处于每片弹翼之前的边条,与4片弹翼处于同一平面。

“猎鹰”系列按制导方式不同,分为半主动雷达型AIM-4/4A/4E/4F/26A/26B/47A、红外型AIM-4B/4C/4D/4G/4H和半主动雷达加被动红外复合制导型AIM-47A;按战斗部装药不同,分为常规战斗部型AIM-4/4A/4B/4C/4D/4E/4F/4G/26B/47A和核战斗部型AIM-26/26A/47A;按射程分为近距型AIM-4A/4B/4C/4D/4H/26A/26B、中距型AIM-4E/4F/4G和远距型AIM-47A;按作战性能水平,可分为两代、三挡:第一代AIM-4/4A/4B/4C,第一代半AIM-4D,第二代AIM-4E/4F/4G/4H/26A/26B/47A。1

装备情况“猎鹰”AIM-47A空空导弹是美国“猎鹰”系列导弹中最特殊的一种,是一种威力较大的远战武器。该弹作为“202A 武器系统”的一部分,专为F-108“轻剑”截击机研制。1955 年 9 月,美国空军提出了“试验性远程截击机”计划(Long Range Interceptor, Experimental, LRIX)。在经过第一轮角逐后,北美航空工业公司、洛克希德公司和诺斯罗普公司于 11 月赢得了研究合同。1957 年 6 月,北美航空工业公司的方案最终胜出,获得了为“ 202A 武器系统”生产两架原型机的合同。而“202A 武器系统”除了截击机外,还包括 AN/ASG-18 火控系统和 GAR-9 空空导弹。GAR-9 导弹由休斯公司研制的AIM-4“猎鹰”空空导弹发展而来,在尺寸上比“猎鹰”基本型要大得多。装有一台洛克希德公司生产的可储存式液体燃料火箭发动机,其最大速度很惊人,高达 6 马赫,射程超过 100 英里。1959 年 9 月美国空军宣布F-108 项目取消,AN/ASG-18 火控系统和GAR-9 空空导弹随后都被用于洛克希德公司的YF-12A 项目。遗憾的是,这个项目同样没能继续下去。1962 年,GAR-9 空空导弹被重新编号为 AIM-47A。该弹生产数量很少,仅制造了约80枚左右,现已全部退役。1

AIM-4F/G型超级猎鹰导弹仍旧在空军和空中国民警卫队中服务,主要装备F-102和F-106战斗机,一直伴随到1988年F-102/106战斗机退役。

AIM-4C型导弹则进入瑞士空军服役,瑞士人给的编号是HM-58型导弹,装备达索幻影IIIS型战斗机,瑞典空军则把猎鹰(编号Rb-28)配备到Saab35型战斗机。2

改型该系列空空导弹从1954年首次进入美国空军服役,装备美国空军的F-89H/J/K、F-101B/C、F-102A和F-106A截击机以及F-4C、F-105B等战斗机,并向瑞士、瑞典和芬兰空军出口,装备J-35“龙”、“幻影”Ⅲ-S等战斗机。在1971年“猎鹰”导弹系列关闭生产线后,各型号随着载机而相继退出现役,只有AIM-4D/F/G三种型号在美国航空警卫队服役到1988年。

作为战后世界上出现最早、形成系列最快的“猎鹰”空空导弹系列,在经历了50~60年代的辉煌发展期之后。于70年代初迅速达到顶峰,并走向尽头。该系列的第一个型号为半主动雷达型,最初编号GAR-1,后改为AIM-4。既是原型,又是基本型,1955年停产,共生产4000枚。在该型基础上发展的各改进型号简介如下:

AIM-4A原编号GAR-1D,命名为“猎鹰”,是AIM-4(GAR-1)的改进型,仍为半主动雷达型,1956年底服役,共生产12000枚以上,是美国空军F一102A截击机的标准武器装备。

其与基本型的区别,是换用锡奥科尔公司的M58AMod2型固体火箭发动机,推力1700dN(dN为千牛,即1.02千克力),并加大了同三角形弹翼相连的矩形舵面的尺寸,提高舵面的气动效率,使导弹的使用高度增加。1

AIM-4B原编号GAR-2,命名为“猎鹰”,是AIM-4A(GAR-1D)的改进型,仍为被动红外型,1956年6-7月投产,同年底服役,1963年停产,共生产16000枚,亦是美国空军F-102A截击机的标准武器装备,与对应的半主动雷达型AIM-4A混合携带。其与AIM-4A的区别,仅在于改用被动红外导引头。1

AIM-4C原编号GAR-2A,命名为“猎鹰”,是AIM-4B(GAR-2)的改进型,仍为被动红外型,1956年投产,1957年服役,1974年退役。1960年向瑞典空军出口,改编号为HM-58,随后向其转让生产技术,再改编号为RB-28。该弹1963年停产,共生产13500枚,其中包括出121瑞典的1000枚。其与AIM-4A的区别,在于改善红外导引头的灵敏度,增大截获目标距离,扩大攻击范围。1

AIM-4D原编号GAR-2B,命名为“猎鹰”,是AIM-4C(GAR-2A)的改进型,仍为被动红外型,由“猎鹰”AIM-4C的弹体加装“超猎鹰”AIM-4G的被动红外导引头构成,1963年服役,1970年停产,是整个“猎鹰”系列中的最后一个生产型号,共生产8000枚。

其主要改进之处,是提高红外导引头的作用距离并采用推力更大的固体火箭发动机,是美国空军第一个具有近距格斗空战能力的导弹,但在1965年越南战场空战中因战绩很差丽遭淘汰。1

AIM-4E原编号GAR-3,命名为“超猎鹰”,是AIM-4A(GAR-1D)的改进型,是整个“猎鹰”导弹系列中第二代型号的第一个半主动雷达型,满足美国空军对空空导弹提出的增大速度、升限、射程和威力,以提高对敌方轰炸机的中/远距拦截能力的要求。该弹于1958年投产,1960年服役,1963年停产,共生产300枚,是美国空军F-106A截击机的标准武器装备。

其主要改进之处,是改善半主动雷达导引头的性能,安装推力更大、燃烧时间更长的固体火箭发动机,弹体头锥变尖并用新材料制成,头部的4片小鸭翼安定面被4片长边条所取代,战斗部重量增大一倍,全弹尺寸和重量稍有增加,但作战性能和使用范围有飞跃,进入第二代空空导弹之列。1

AIM-4F原编号GAR-3A,命名为“超猎鹰”,是AIM-4E(GAR-3)的改进型,仍为半主动雷达型,1959年改进,1960年投产、服役,1970年停产,共生产3400枚,取代AIM-4E,成为美国空军F-106A截击机的标准武器装备。

其主要改进之处,是首次采用锡奥科尔公司的两级推力固体火箭发动机,推力2668dN,燃烧时间加长;改善了半主动雷达导引头的制导精度,并提高抗电子干扰能力,具有一定的全向攻击能力;在导弹头部加装一根伸出100ram长的激波管,以减小气动阻力,并将尾部舵面加宽,提高了高空作战性能,具有一定的上视/上射能力。1

AIM-4G原编号GAR-4A,命名为“超猎鹰”,是AIM-4F(GAR-3A)的改进型,为被动红外型,1959年改进,1960年投产、服役,1970年停产,共生产2700枚,亦是美国空军F-106A截击机的标准武器装备,与对应的半主动雷达型AIM-4F混合携带。

其与AIM-4F的主要区别,是采用性能改善的被动红外导引头,增大捕获小型空中目标的距离,该导引头随后用在AIM-4G型号上。在外形上的区别,是取消了头部上的伸出100mm长的激波管。与AIM-4F一样,也具有较好的高空作战性能和一定的上视/上射能力。1

AIM-4H原编号GAR-2B,命名为“猎鹰”,是AIM-4D(GAR-2B)的改进型,仍为被动红外型,1965年改进,1971年取消、关闭生产线,是整个“猎鹰”系列中的最后一个型号。

其主要改进之处,是改进弹体结构和气动性能,提高近距格斗时的机动性,同时采用主动激光引信和新型战斗部,提高引战性能和破坏威力。1

AIM-47A原编号GAR-9,命名为“超猎鹰”,是整个“猎鹰”导弹系列中唯一的一个远距型号,也是世界上出现最早的远距空空导弹,采用中段半主动雷达加末段被动红外制导,专门用来远距拦截敌方战略轰炸机,最初选定的载机是美国空军新研制的国土防空截击机F-108A,但该机在1959年停止发展。随后,选定的载机是美国空军新研制的YF-12,该机头部内装AN/ASG-18脉冲多普勒火控雷达,机身两侧边条的前方各装1台红外探测器,边条下方导弹舱内各装4枚AIM-47A导弹。

该机从1963年至1966年进行该导弹的载飞和试射,但因发现飞机过载设计值较低,美国空军未批准投入批生产。该导弹只生产了80枚,由于没有载机,该计划项目被迫取消。1

AIM-26A原编号GAR-11,命名为“核猎鹰”,是整个“猎鹰”导弹系列中唯一的一个带核战斗部的型号,也是世界上唯一进入现役的带核战斗部的空空导弹,50年代开始研制,60年代初开始服役,1964年停产,1977年退役,共生产1900枚,装备美国空军截击机F-102A。该弹采用“猎鹰”系列半主动雷达型号的导引头,同时采用“妖怪”AIR-2A空空火箭弹的2000吨TNT当量级的核战斗部,与该战斗部配用的是主动雷达引信,其4根雷达天线位于4片弹翼之前,平贴于弹体。

该弹由于战斗部重量大,弹重加大,因而飞行速度较慢,采用迎头攻击方式,利用核战斗部的爆炸威力,可以弥补飞行速度慢、起爆精度低的不足。1

AIM-26B原编号GAR-11A,命名为“猎鹰”,是“核猎鹰”导弹换装非核战斗部的出121型,编号为HM55.1963年投产,1970年停产,共生产4000枚。1976年前出121加拿大200枚,装备F-101B战斗机。1977年出口瑞士400枚,装备“幻影”Ⅲ-S等战斗机。此外,还向瑞典出口并特许生产该弹,编号改为RB27,装备J35F战斗机。1

性能指标弹重: 360千克

动力装置:预贮存液体火箭发动机

制导方式:半主动雷达中段制导加被动红外制导

使用高度:>21000米

战斗部: 既可装常规高爆炸药,也可带核装药

最大射程:超过 100 英里

速度:高达6M

“猎鹰”AI在作战中,F-108截击机内部的弹舱旋转式发射架上可挂 3 枚休斯 AIM-47A “猎鹰”空空导弹。AIM-47A在中段由机载AN/ASG-18火控系统(作用距离超过 100 英里)提供半主动雷达制导,末段则利用自身的红外导引头实施被动红外制导。曾有计划为 GAR-9 安装低当量的 W-42 核弹头,但最终采用的仍是常规高爆弹头。

最大射程:11.1km(AIM-4/4A/4B/4C/4D/4H)

13km(AIM-4E/4F/4G/26A/26B)

100km(AIM-47A)

最大速度:M3(AIM-4/4A/4B/4C/4D/4H)

M4(AIM-4E/4F/4G/47A)

M2(AIM-26A/26B)

使用高度:15000m(AIM-4/4A/4B/4C/4D/4H/26A/26B)

21000m(AIM-4E/4F/4G)

>21000m(AIM-47A

制导系统:半主动雷达(AIM-4/4A/4E/4F/26A/26B)

被动红外(AIM-4B/4C/4D/4G/4H)

半主动雷达加被动红外复合制导(AIM-47A)

引 信:无线电近炸引信(AIM-4/4A/4B/4C/4D/4E/4F/4G)

主动雷达引信(AIM-26A/26B)

主动激光引信(AIM-4H)

战 斗 部:高爆炸药,重9kg(AIM-4/4A/4B/4C)

高爆炸药,重18kg(AIM-4D/4E/4F/4G/4H)

核装药,2000t级(AIM-26A)

高爆炸药(AIM-26B)

动力装置:1台固体火箭发动机

弹 重:55kg(AIM-4/3A/4B/4C)

60kg(AIM-4D/4H)

64kg(AIM-4E)

66kg(AIM-4G)

68kg(AIM-4F)

113kg(AIM-26A)

119kg(AIM-26B)

360kg(AIM-47A)

弹 长:1.98m(AIM-4/4A/4B)

2.02m(AIM-4C/4D/4H)

2.18m(AIM-4E/4F/4G)

2.13m(AIM-26A/26B)

4.6m(AIM-47A)

弹 径:163mm(AIM-4/4A/4B/4C/4D/4E/4F/4G/4H)

274mm(AIM-26A/26B)

350mm(AIM-47A)

翼 展:510mm(AIM-4/4A/4B/4C/4D/4H)

610mm(AIM-4E/4F/4G/26A/26B)

910mm(AIM-47A)