有了霹雳-15,中国是否还需要研发一款类似“流星”的空空导弹?

世界的多重视角 2024-12-02 17:01:25

就来了解一下“流星”空空导弹水平如何,以及它的优缺点是什么,然后再看看我们是否也需要“流星”这样的导弹。

“流星”是由英国、德国、法国、意大利、瑞典等多个欧洲国家研发的远程空空导弹,几个关键的部分,比如导引头由MBDA(欧洲导弹集团公司)和法国Thales公司联合研发,无线电近炸引信由瑞典·博福斯动力公司提供,动力则由德国拜尔公司负责。1994年,该项目由英国牵头开始招标,目标是取代“天空闪光”半主动雷达空空弹(麻雀的英国分支),作为EF-2000“台风”战斗机的配套武器。2000年5月,经过多年的招标,项目正式启动,并且变为多国合作的项目。2003年10月,“流星”全尺寸模型弹与鹰狮战斗机首次对接测试成功。2006年5月9日,流星”首次发射失败;排除故障后,于5月20日再次试验,取得成功。2008年3月6日,“流星”完成最后的试验。随后就是上述各国将“流星”整合在自家的阵风、台风、鹰狮战斗机上,并陆续服役。

德国台风和流行

我们来分析一下“流星”的技术特点。“流星”长3650毫米,弹径178毫米,重185公斤,射程超过160公里。对比一下,霹雳-15E长3996毫米,直径203毫米,重210公斤,射程超过145公里。自用版的霹雳-15,射程则可以超过200公里。可以看到,“流星”的尺寸比霹雳-15E小一号,射程却更高。这就不得不提“流星”独特的火箭助推+可变推力冲压发动机了。大部分空空导弹用的都是火箭发动机,即导弹自带燃料和氧化剂,不依赖外界的空气。而冲压发动机则是需要从外界吸入空气的,导弹只需要携带燃料即可。这就意味着,“流星”导弹可以用更小的容积,携带更多的燃料。再加上空气也能作为推进工质,其发动机的比冲比火箭发动机更高,那么射程自然就会增加。不过,冲压发动机启动需要一定的飞行速度,所以“流星”导弹还有一段火箭助推器。发射的时候,先启动助推器,工作3秒钟的时间,将导弹加速到2马赫左右,然后启动冲压发动机。此时,助推器的里的燃料也烧完了,空出来正好当做冲压发动机的燃烧室。

尾部的助推器一开始是填充火箭燃料的,烧完后就当做冲压燃烧室了,这设计确实巧妙

而“流星”导弹最大的优点,就是其冲压发动机推力是可调的。“流星”导弹的发动机可以调节燃料的燃烧速度,从而控制发动机产生的推力,这是火箭发动机做不到的。在控制推力的同时,还可以配合调整弹道。比如在中段飞行时采用高弹道(高空空气密度低,阻力小),降低推力也不会太影响速度。等到飞行末端,再把推力调到最大,做最后的冲刺。此时“流星”导弹还会保持很高的速度,机动性好,确保命中率。而传统空空导弹采用的火箭发动机,工作十几秒就结束,最后阶段只能靠惯性飞行,越到后面速度越慢。

流星空空导弹,下面的2个进气口是其识别特征

了解完“流星”导弹的技术特点,估计大家也发现了,该弹的最大优点,还不仅仅是射程远,而是动力段飞行距离远,最后的存量速度高。

下面几张图,取自早前西北工业大学对“流星”空空导弹的研究论文,可以作为参考。

这篇论文以仿真计算的模式,研究了“流星”的飞行性能。

仿真的前置条件:导弹和目标都是15000米,相距160公里,迎头发射。导弹发射时,载机速度443.78米/秒(1.3马赫左右)。

发射时间为0秒,那一瞬间开启了火箭助推,所以导弹获得的推力是最大的。但是仅3秒左右,推力就急剧下降了,因为火箭助推器只工作这么长时间。后面那一段平缓的曲线是冲压发动机的工作时段,一共120秒。而且,120秒的时候冲压发动机还是有推力的,因为曲线没有归零。

可以看到,导弹的火箭助推器工作3秒钟左右就停止了,然后进入冲压发动机工作模式。而这个冲压发动机,工作到了120秒。减去助推器的3秒,也就是工作了117秒。

到120秒时,导弹飞行了100公里,目标飞行了60公里

此时,导弹已经飞了100公里了。注意,是动力段飞行100公里。而这时候发动机还有推力,说明燃料还没烧完,还可以继续加速(导弹此时的速度超过900米/秒,即2.65马赫以上),其最后关机速度没准能达到3马赫以上。如果后续再依靠动力推进一段时间,加上惯性滑行的距离,“流星”最大射程超过160公里就不奇怪了。

不过从上图也可以看到,“流星”导弹在冲压发动机工作时,加速很慢,这也该弹最大的缺点。所以,“流星”导弹需要足够的距离和时间来加速,把它冲压发动机工作时长发挥出来,这样才能达到较大的速度。如果距离近了,反而会因为速度还不够大,无法发挥导弹的性能。对于“流星”导弹来说,其最佳发挥距离是100公里以上。而AIM-120、霹雳-12这种采用火箭发动机的弹种,最佳发挥距离则是70公里以下。所以,我们平时看到台风、阵风的挂载,“流星”都会搭配其他中距弹使用。法国的阵风喜欢搭配米卡,台风则喜欢搭配AIM-120。

至于霹雳-15的射程,目前唯一能知道就是超过200公里。但是不确定其动力段飞行距离,尤其是不可逃逸区的距离。考虑到霹雳-15的双脉冲机制,在射程后段具备再次点火能力,存量速度显然也很可观。就这一点来说,跟“流星”应该是半斤八两(当然,只是猜测)。但是,除了前面说的加速太慢,导致中近距离发挥不出性能,流星还有2个缺点:一个是其单侧进气的形式,会让它在大攻角或者大角度转弯时,进气效率受到影响(飞机也有这个问题),发动机无法正常工作,从而影响发挥;另一个是“流星”导弹的舵面宽度达到了635毫米,远大于霹雳-15,。再加上不规则的形状,让其不大容易放进四代机的内置弹舱。

霹雳-12的翼展是674毫米(参考SD-10),从上图看,霹雳-15的翼展明显更短。所以,“流星”635毫米的舵面宽度显示是远大于霹雳-15翼展的。

综上分析,“流星”是一款不错的远程弹,但是并不比霹雳-15更好,中国暂时不必搞一款(尤其是不好塞进内置弹舱,是个大问题)。但是,这条科技线上的那个可变推力发动机的技术,中国应该点出来。如果能搞定可变推力技术,并结合双脉冲机制,那画面可就太美了。

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评论列表
  • 2024-12-02 21:30

    流星的燃料技术和发动机燃室精巧设计,我们目前无法追上

    污水处理工 回复:
    真能舔
  • 2024-12-03 07:52

    流星射程145、自用PL15是200,但流星射程更高?

    用户14xxx91 回复:
    有没有可能有人在吹牛

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