真相!美国新型AlM-174B空空导弹性能究竟如何?

良陆海 2024-09-25 20:58:42

由美国主导的2024年“环太平洋”军演于6月26日在夏威夷附近海域拉开帷幕。据美媒透露,此次共计有来自29个国家的2.5万名军人、40艘水面舰艇、3艘潜艇、超过150架各型战机参与各阶段演习,演习将持续到8月2日。

7月3日,美国“战区”网站公布的照片显示,参与此次演习的美国海军第192“金龙”战斗攻击机中队的307号F/A-18E舰载战斗机,以及美国海军第2“赏金猎人”战斗攻击机中队(VFA-2)的103号F/A-18F舰载战斗机,均在翼下携带了2枚NAIM-174,即美国海军新型AIM-174B远程空空导弹的遥测弹。而停在“卡尔·文森”号航空母舰机库中的第113“毒刺”战斗机攻击中队的202号F/A-18E舰载战斗机,则在翼下挂载了DATM-174B,即AIM-174B的挂载训练弹。这些信息说明,该型导弹进入美国海军现役已成定局。

所谓AIM-174B远程空空导弹,其实就是美国海军“标准”6舰空导弹去掉助推器后,改为机载武器的产物。遥想两伊战争期间,因为和F-14A战斗机配套使用的AIM-54“不死鸟”远程空空导弹断绝了来源,伊朗空军便土法上马,将“霍克”地空导弹稍作改装,挂在F-14A上充当“不死鸟”的替代品,遭到了以美国为首的西方国家各种冷嘲热讽。但为什么号称引领全球兵工科技发展潮流的美国,如今竟也如此操作呢?这就要从美国海军的实战需求及当下美国军工产业现状谈起。

AIM-54“不死鸟”远程空空导弹最早是为F-111B重型舰载截击机研发的

现实需求

2006年,F-14“雄猫”战斗机悉数从美国海军中退役,标志着一个时代的落幕。

从上世纪70年代中期到80年代末的冷战高峰期间,具有当时超一流远程截击能力的F-14是如神话一般的存在。甚至到2000年,F-14都是美国唯一一款拥有上百千米外多目标截击能力的机型。赋予该机如此超强空战能力的,是美国海军专为拦截苏联轰炸机编队而研发的远程截击武器系统。这套远程截击武器系统,最早是为F-111B而研发的。F-111B下马后,美国海军又围绕该系统,重新研发了兼顾远程截击和近距格斗性能的F-14战斗机。该系统的核心是AWG-9雷达和AIM-54“不死鸟”远程空空导弹。F-14的服役,第一次赋予了美国航母编队可靠的远程拦截能力,是苏联轰炸机挥之不去的梦魇。

进入80年代,美国对这套远程截击武器系统进行了升级,推出了AWG-9雷达的数字化改型AN/APG-71,AIM-54“不死鸟”导弹也发展出了B型、C型这两款改进型。但随着时间的推移,昂贵而又笨重的AN/APG-71雷达和AIM-54“不死鸟”导弹在技术上渐渐落伍。加之自苏联解体后,其冷战遗产的主要继承者俄罗斯国力、军力一落千丈。俄罗斯海军迅速萎缩成只能执行近岸防御任务的黄水海军,已无力组织协调远程轰炸机群和巡航导弹核潜艇群在同一时段、从不同方位向美军航母战斗群发起多波次巡航导弹饱合突击。

2021年4月,外界首次发现了挂载AIM-174B进行测试的“超级大黄蜂”战斗机

鉴于当年已无现实威胁,故而美国海军对舰载固定翼战斗机联队的构成进行了大幅精减。将主打远程截击的F-14、为F-14“打下手”的F/A-18C/D“大黄蜂”,负责对面攻击的A-6,以及为舰载航空兵提供伴随电子掩护的EA-6B电子战飞机悉数退役,由F-18E/F“超级大黄蜂”及由其发展而来的EA-18G“咆哮者”电子战飞机替代。

从表面看,F-18E/F是在F-18C/D基础上,将后者尺寸放大约25%而来的一款改进型。但实际上,F-18E/F只是沿续了F-18基本气动布局,但各方面均重新设计的一款全新多用途战机。因为强调多用途性,所以和采用了复杂的可变后掠翼技术、兼顾了低速和高速性能的F-14相比,F-18E/F的远程截击性能和实际作战半径,哪怕是在美国海军内部也饱受垢病。好在当年外部威胁不大,而且F-18E/F所配用的AIM-120中距空空导弹从A型一路发展到D型,射程在不断扩大,所以也能确保美国航母战斗群外层防御圈安全无虞。

不过,事物是在不断发展变化中的。进入新世纪后,这个世界变化之大、变化之快,是美国决策层始料未及的。曾经“拔剑四顾心茫然”、压根就找不到像样对手的美国突然发现,自己与新兴强国间的技术差距在迅速缩小,在越来越多的技术领域内被对手追平,甚至在少数领域内已显落后。惯于为自己寻找对手,就算他国并没有威胁美国之心,也要硬生生为自己制造出“强大现实威胁”,好以此为借口向国会伸手要钱的美军宣称,“潜在对手”的“区域拒止”能力与日俱增;其远程轰炸机群对美海军航母防御圈的威胁已不弱于鼎盛时期的苏联红海军;尤其是对方新税的超远程空空导弹问世,更是让美国海空军如芒在背。因此前些年,素来不睦的美国海空军联合启动了“新一代空空导弹”JATM项目,并势在必得地提前将未来的研究成果命名为AIM-260远程空空导弹。

兼顾远程截击和近距格斗性能的F-14“雄猫”战斗机第一次赋予了美国航母编队可靠的远程拦截能力,是苏联轰炸机挥之不去的梦魇

JATM项目由洛克希德·马丁公司负责牵头研发。AIM-260远程空空导弹将采用红外/雷达双向数据链复合制导,为了能装进F-22、F-35的机腹弹舱,该新型导弹将不会采用冲压发动机。美国海空军要求AIM-260不仅能在超远距离上攻击敌方机动性较弱的目标,而且要能凭借巨大的能量优势和高灵敏度的红外热成像导引头和有源相控阵弹载雷达,在较远距离上对付具备高机动性的隐身目标。

第2“赏金猎人”战斗攻击机中队(VFA-2)的103号F/A-18F舰载战斗机,翼下携带了2枚NAIM-174B远程空空导弹

除了这个优先级最高的JATM项目,美国雷声公司负责牵头研发的“远程交战武器”LREW项目也在积极推进中。据称该导弹为达到400千米级别的射程,不仅采用了冲压发动机,而且还采用了空空导弹中罕见的2级设计。

不过,无论是JATM项目也好,LREW项目也罢,其超高的技术要求注定了其研发周期短不了,而且还未必一定能成功。在缓不济急的情况下,美国海军想到了一个“短平快”办法:让新锐的“标准”6舰空导弹由舰载改机载。

跨界客串

“标准”6不仅是雷声公司为美国海军研发的最新型舰空导弹,而且还是不折不扣的多面手:该导弹可利用协同作战能力系统(CEC)提供的网络化火控数据进行制导,不但可以上打弹道导弹,中打飞机类目标,下打掠海突防的反舰导弹,必要时甚至可以客串超音速反舰导弹。

“标准”6舰空导弹本质上是由现有成熟货架产品“搭积木”而来。它沿用了“标准”2 Block IV导弹的弹体,内装Mk30-3改进型主发动机。弹体后方串联了1具直径为533毫米的MK72型助推器。该型导弹制导单元采用了由AIM-120C7空空导弹上的主动雷达导引头发展而来的新型主动/半主动雷达导引头,并移植了AIM-120导弹的先进信号处理技术和制导控制能力。“标准”6所采用的MK-125型战斗部与以往型号相比,爆炸后弹片飞散速度更高,对来袭目标的毁伤能力更强。

“标准”6弹长6.55米,弹重1497千克,最大翼展1.57米,最高飞行速度3.5马赫,最大射高33千米。至于最大射程,根据资料来源不同,有从240千米到400千米多种数据,不一而足。2017年4月6~13日,美国海军对“标准”6 Block I导弹的软件系统进行了首次测试,并对外宣称这款导弹具备了满足海军海基终端导弹防御需求的能力。

“标准”6由舰载改机载,并非全须全尾地原样照搬,而是去掉了助推器,弹长缩短为4.5米,弹重降为816千克,弹体重新设计了挂点和相应的电气接口,型号也改称为AIM-174B。关于该弹至关重要的最大射程,美国海军并没有给出明确的说法,只是含糊其辞地表示:虽说去掉了强有力的助推器,但考虑到载机可以赋予AIM-174B导弹较大初始高度和动能,所以其最大射程没有明显降低。

美国“爱国者”PAC-3 MSE拦截弹外形尺寸较小,发射重量仅300余千克

不过,仔细分析一下“标准”6舰空导弹的接战过程就不难发现,MK72型助推器能将“标准”6主弹体从近海平面推送到3 000米高度,加速到接近3马赫时才与主弹体分离。F/A-18E/F“超级大黄蜂”挂载了大型外挂物后无法超音速飞行。就算是在12000米高空,F/A-18E/F“超级大黄蜂”铆足了劲加速到0.9马赫再发射AIM-174B,由此赋予导弹的动能和势能恐怕也比不上M72型推助器所能赋予的。再说了,美方所谓“没有明显降低”,显然是承认了AIM-174B的最大射程不及舰空型。但具体降低了多少才算是“明显”,这个衡量尺寸颇具弹性,外人不得而知。不过无论如何,笔者以为AIM-174B最大射程超过200千米还是没有悬念的。否则美国海军完全没必要如此折腾,F/A-18E/F“超级大黄蜂”也完全没必要付出额外的重量和阻力代价,进一步恶化本就不甚突出的各项飞行技术指标。

不过,如此远的射程,已经超过了F/A-18E/F上装备的APG-79有源相控阵雷达所能支持的极限。因此AIM-174B的主要作战模式只能是基于网络中心战的协同作战了,即俗称的“A射B导”。处于二线的预警机,前出的F-22、F-35战斗机及无人机都有可能为AIM-174B提供初始目标信息,并在其飞行中段通过高速数据链继续对导弹提供航向修正信息,直至飞行末段弹载主动/被动雷达导引头开始工作。

虽说远程空空导弹飞行末段机动性差,但它们基本都采用高抛弹道以延长射程,所以都是俯冲攻击目标。哪怕是空中态势感知能力最强的预警机,因为其机载雷达波束能量主要集中在前下方,因此未必一定能及时发现来袭的远程空空导弹,多半还得依靠导弹迫近告警装置侦测危险来临。由于现有的微型空射诱饵尚无法模拟像预警机这么强的辐射源,如果发现距离近,AIM-174B上的主动雷达导引头已开始工作,那么再干扰机弹数据链已无意义,只能针对弹载雷达集中实施电子干扰和电子欺骗。

目前,AIM-174B配备的弹载主动雷达导引头与AIM-120C7上用的别无二致,都使用同一款直径102毫米的平板缝隙天线。制造商雷声公司觉得,至少现阶段还没必要更换高精尖的昂贵导引头。弹径178毫米(7英寸)的ALM-120,弹径254毫米(10英寸)的“增强型海麻雀”ESSM Block2,弹径343毫米(13.5英寸)的“标准”6使用同款主动雷达导引头还能产生规模效应,降低生产成本。甚至在未来的“标准”2 Block 3C升级计划中,用的还是这款导引头。

从经济性和简化后勤的角度来说,这种做法有其可取之处。不过,AIM-120C7主动雷达导引头作用距离只有15~20千米,面对隐身目标时作用距离还要被进一步压缩。要想增大导引头对隐身目标的烧穿距离,就得增大导引头天线直径,换用有源相控阵天线,升级为更好的氮化镓T/R模块。因此不排除未来AIM-174B上的主动雷达导引头会有进一步的性能提升。

差强人意

在美国,有鼓吹“标准”6导弹舰载改机载的人认为,F/A-18E/F Block 3型飞机在外挂4枚AIM-174B和6枚AIM-120D的情况下,仍能够通过加装2个保形油箱的1个外挂副油箱的加持,获得约820千米的作战半径。这比没有保形油箱的F/A-18E/F Block2在外挂6枚AIM-120D和3个副油箱的情况下所获得的640千米作战半径要大28%,掩护区域面积增大64%,而且截击火力持续性将增大67%。如果考虑到AIM-174B的最大射程较AIM-120D有明显提高,经过这些综合改进后,F/A-18E/F Block3型飞机的综合截击效率将得到成倍提升。

正因为如此,F/A-18E/F Block 3型飞机还在美国海军内部获得了“超超级大黄蜂”的非正式绰号。美国海军除计划到2024年,共将采购84架全新制造的F/A-18E/F Block3,还曾计划在现役约540架F/A-18E/F返厂维修延寿的同时,将它们都升级到Block3的标准。

一架挂载了一枚AIM-174B“标准”6空对空导弹的F/A-18E“超级大黄蜂”战斗机降落在美国海军“卡尔·文森”号(CVN-70)航母上,该航母于7月19日在夏威夷群岛附近参加2024年环太平洋军演

以上这些看上去很完美,但细分析一下,却全然不是那么回事。

先说说“标准”6改机载后的重量和阻力代价。作为对比,AIM-54“不死鸟”导弹弹长3.98米,弹径0.38米,翼展0.92米,弹重447千克。与其适配的专用挂架重达180千克。美国海军此前对“不死鸟”的垢病主要集中在其过于笨重,适装性极差。由“标准”1发展而来的AGM-78“标准”反辐射导弹弹长4.575米,弹径0.343米,翼展1.07米、弹重626千克。它之所以仅仅持续生产了5年时间,产量也仅有区区1331枚,远不及其“前辈”AGM-54A“百舌鸟”和“继任者”AGM-88“哈姆”,主要原因在于其弹重甚至比空射型“捕鲸叉”反舰导弹还重。过大的重量不仅严重影响了其适装范围,而且严重拖累了载机的机动性。

具体看AIM-174B,弹长4.5米,弹重816千克,远超AIM-54“不死鸟”和AGM-78“标准”反辐射导弹。相较AIM-120的3.7米弹长、0.178米弹径和152千克的弹重,AIM-174B就是个不折不扣的庞然大物。过大的弹重决定了与之适配的挂架也轻不到哪去,偏偏F/A-18E/F算不得是款动力强劲的战机。如果波音公司再给它加两个机身保形油箱,增加的气动阻力又将抵消掉不少本该获得的载荷——航程效益。退一万步,就算美方数据没有注水,F/A-18E/F在外挂4枚AIM-174B、6枚AIM-120D的情况下,凭借2个机身保形油箱和机身下1个大型副油箱仍能达到820千米作战半径,但这种状态下的F/A-18E/F几乎没有机动能力可言,恐怕难以在瞬息万变的空战中及时抢占有利阵位。

至于近年来被吹得天花乱坠,俗称“A射B导”的CEC“协同作战”方式,不仅实现起来并不容易,而且还具有很大的局限性。因为导弹载机和中继机是从不同方位跟踪同一目标,二者各自的速度、高度及航向不尽相同,所以各自测量目标的动态误差是完全不一致的。如果不经任何技术处理,两机间就移交中继制导权限,那么导弹通过数据链接到的目标要素会有较大误差。如果这个误差不被减少到可以接受的程度,要么导弹不得不在飞行过程中作大幅机动,过多消耗能量,致使有效射程急剧缩水,要么导弹会被错误引导到弹载末制导雷达探测范围外,造成导弹失的。要消除或至少大幅度减少导弹载机和中继机各自测量目标的动态误差,就必须得有1架飞机进入另1架飞机的雷达视野,才能让火控计算机对双方坐标进行换算。要达成这样的条件,导弹载机和中继机之间的航向夹角必须控制在一个较小范围内。这就极大限制了己方战术协同的选择余地,而且中继机也容易提前暴露。

在海基反导方面,发现并解算敌方来袭导弹的弹道,还得依赖舰载“宙斯盾”系统。前面已经论述过,去掉了MK72型助推器的机载AIM-174B,其有效作战范围较“标准”6舰空导弹有明显缩水,而且较军舰直接发射“标准”6多了一个不同发射平台间消除测量误差的问题,因此难以说AIM-174B入役会给美军海基反导能力带来多少实质性的提升。

如果仅从技术角度出发,在美国基础工业空心化十分严重的当下,若想快速获得一款远程空空导弹,还有一个比“标准”6舰空导弹改装更为靠谱的选择,即在“爱国者”PAC-3地空导弹基础上开发机载型。“爱国者”PAC-3弹长4.8米,弹径0.255米,发射重量约328千克左右,明显要比“标准”6轻得多,改机载后对载机飞行性能的影响也会小得多。更重要的是,“爱国者”PAC-3配备的高精度Ka波段(据称是波长8毫米)毫米波主动雷达导引头理论制导误差小于0.17米。该导弹采用动能杀伤战斗部,为确保准确撞击目标,其弹体前部设有180个小型侧向发动机供末端修正误差之用,其机动能力及大离轴角拦截能力比仅靠气动舵面控制的导弹高出许多。在其基础上发展出的空空导弹,性能应该比目前状态下的AIM-174B要强悍许多。

事实上,几年前兰德公司就曾提出过将“爱国者”PAC-3地空导弹改为远程空空导弹的设想。但由于这款导弹是洛克希德·马丁公司的产品,在美军各军种和各军工集团彼此倾轧的复杂背景下,遂不了了之。

★忘情

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良陆海

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