新概念空空导弹“突变”有何技术特点？应用前景几何？

前不久，美空军研究实验室（AFRL）在“空天协会战争研讨会”上展示了“突变”导弹（MUTANT）项目，该项目旨在研究一种新概念空空导弹，通过为导弹鼻锥加装可弯曲的铰接接头实现飞行控制，从而显著提升导弹的射程、机动性和敏捷性，提高对高机动目标的杀伤力。那么“脑洞大开”的“突变”导弹有何技术特点和应用前景呢？

研发背景

美空军研究实验室AFRL认为，随着空天技术的发展，美军未来将面临越来越多的高机动性的空中威胁，主要包括先进战斗机、无人机和导弹。尤其是无人机平台和新型导弹，很可能会以超音速甚至高超音速飞行，同时具备较强的的机动性，这将增加空空导弹的拦截难度，降低美现有导弹防御系统系统的拦截效率。
为此，美军亟需发展一款新型的空空导弹，通过以有限的成本拦截更远距离的高机动目标来夺取下一代制空权。但现有的空空导弹几乎都采用刚性筒形结构，通过调整翼面改变气动布局来实现空中机动，这样的传统结构严重限制了导引头对目标的追踪。如果空空导弹能够采用无翼式布局，并能实现弹体弯曲，将会有更远的射程、更高的机动性，不需要长时间保持大攻角，同时也保证了足够大的导引头视场。基于此，“脑洞大开”的MUTANT项目应运而生。

技术特点

材料方面，“突变”导弹外壳采用全新的复合蒙皮均质材料，既要保护导弹内部设备，又要保持导弹气动外形的光滑，同时要具有足够的强度以抵抗导弹变形和机动时的大载荷，避免像常规刚性筒形结构的导弹那样因超大过载则会受力折断。为使“铰链”式鼻锥能够承受高速飞行产生的高温，美军使用了一种“填充弹性体的金属内部骨架的复合结构”，可承受900℃高温。
驱动系统方面，“突变”导弹采用创新型铰接式控制驱动系统（ACAS）。“突变”导弹弹头与弹身分离，中间靠紧凑型电磁电机、轴承、齿轮组成的ACAS进行连接，部件线路通过环形通道连接弹头和弹体。导弹的“铰链”式鼻锥最具特点，尺寸小、功率大，只需发生轻微物理转动，即可“转头”改变弹头方向，借助变形的弹体，能在提高攻击角度的同时，获得一定弹体升力，可更快、更大角度实现导弹飞行路线调整。该系统在技术机理上类似于F-35B联合攻击战斗机的垂直起降旋转喷管，但可偏转角度更大。

气动布局方面，“突变”导弹采用十字形无尾三角翼。传统的空空导弹一般采用鸭翼或中部弹翼来提高升阻比，以达到快速响应的效果，但这种布局使弹体很难作滚转控制，还需要陀螺舵等辅助，这将增大导弹的阻力，从而影响导弹的射程。无翼式布局通常应用于高速防空导弹，可随导弹攻角的提高，提高弹体升力，取消弹翼减阻提高射程，同时体积减小便于挂载，但控制系统难度更高，机动性降低，需要长时保持大攻角，另外就是红外/雷达导引头必须要大视场，以保证对目标持续跟踪。结合这两种气动布局的特点，“突变”导弹采用十字形无尾三角翼提高导弹升力和射程，借助弹头摆动实现鸭翼或中部弹翼的作用，使导弹的导引头能够扩大搜索跟踪范围，防止丢失攻击目标。

发展前景

无论是综合性能如何出色的隐身战斗机或者非隐身战斗机，如果没有强大且先进的空空导弹作为力量支撑，那么其空战能力将大打折扣。世界各国的空空导弹在发动机和翼面布局设计方面经过了多次的迭代更新，现已遇到了一定的发展瓶颈。而“突变”导弹，打破了导引头只能在弹体内偏转一定角度的限制，直接将整个弹头进行大角度偏转，极大拓展导引头的视场。这种导引头配合飞行员的头盔瞄准器，真正做到看哪打哪，而偏转的导弹弹头对于提高导弹的飞行机动性也有帮助，对于近距离格斗空战中把握转瞬即逝的战机有极大帮助。同时，“突变”导弹无需借助各种舵面及舵机，也无需依靠折流板来实现方向控制的矢量推力系统，从而导弹的体积相对较小，可以节省战斗机弹舱空间，使战斗机携带更多的导弹，这对于战斗机尤其是隐身战斗机的作战能力提升来说非常重要。美空军计划采用“突变”导弹项目的技术研制下一代空空导弹，未来装载该型导弹的第六代隐形战机将在夺取空战制空权上具备较大优势。

“突变”导弹以美空军“地狱火”空对地导弹为原型弹进行的改装。“地狱火”导弹发射平台多样，用途广，可装载于AH-64“阿帕奇”、MH-60“海鹰”、AH-1Z“蛙蛇”等型直升机，也可装载于AC-130、A-10、F/A-18、MQ-9、MQ-1B等有人或无人机，还可从舰船及地面车辆上发射。而“突变”导弹采用的“铰链”式控制驱动系统具备通用性，或许可以成为美军下一代空中和地面发射导弹的通用使能技术。目前“突变”导弹已在实验环境中进行了一次地面测试，将在2023财年至2024财年进行三次地面测试，以确认相关技术的初步效果，实现对导弹铰链和尾翼的双控制，最终成熟技术将应用于其他型号的导弹。“突变”导弹能够灵活改变导弹攻击方向，增加了导弹拦截面积，扩大了导弹搜索跟踪拦截范围，大幅提高了导弹拦截反应速度，增强美应对高机动空中威胁的能力。

当然，“突变”导弹作为一项新技术，其研发阶段时面临的困难和挑战也是比较多的。对于ACAS来说，首先要解决的就是旋转段可靠性问题。虽然“突变”导弹借鉴了F-35B隐身战斗机可旋转尾喷管来设计旋转段，但要导弹在高速飞行且承受大过载的情况下进行旋转，其难度是可想而知的。此外，旋转段也会成为整个导弹弹体结构强度比较薄弱的地方，也是一个急需解决的难题。
截至目前，AFRL已经用了6年时间研发“突变”导弹，展示了空空导弹在设计上的一个全新的方向，但由于设计较为超前，造型奇特，且技术难度高，距离真正实现量产还需要较长时间。