2006年03月31日 07:34 《国际展望》杂志 ◎发展简史 R-73导弹北约代号为AA-11射手(Archer)，是前苏联上20世纪70年代中后期发展的第4代近程导弹，也是世界上第一种能离轴发射，且搭配头盔瞄准具达到“可视即可射”的导弹。1973年时的苏联空军除第4代中程空对空导弹外，也需要新型近程格斗导弹(射程12—20公里)或格斗导弹(射程小于10公里)。新型短程导弹由锦旗与闪电两家设计局竞标，锦旗设计局提出与美制AIM-9同级的K-14，闪电设计局则提出K-73的设计。 锦旗设计局提出的K-14是在已装备苏联空军的R-13与R-13M1的基础上改进而来，采用气动力控制及彩虹(Raduga)全向红外制导头，并增强抗过载能力以提高机动性。K-14与R-13、R-13M1具有很高的共通性，因此可轻易换装于米格-21、米格-23、米格-27、雅克-28P、苏-22等战机上。 闪电设计局提出的K-73最初计划采用推力矢量控制及非全向红外制导头，但前苏联根据对未来近程空战环境及美国近程格斗导弹的技术分析，认为新型短程导弹必须装备全向红外制导头，因此K-73装上了灯塔(Mayak)全向红外制导头，K-73的尺寸与重量都因而增加。另一方面闪电设计局存1976年发现，仅靠推力矢最控制的导弹，当固体火箭发动机燃料耗尽后，推力矢量控制就不能发挥作用，无法有效控制导弹了。而K-73设计最大射程可达20公里，有相当一段距离是在发动机燃料耗尽后依靠惯性飞行完成的。这对K-73来说是个很大的缺陷，因此闪电设计局最后改用推力矢量控制、气动控制面两种控制方式。至此K-73重量达105公斤，成为现役R-73导弹的雏型。 1976年，K-14与K-73基本完成慨念设计，其中K-73的外形和结构显得相当前卫，技术上也比K-14更为先进。但由于K-14与当时正在服役中的R-13有高度通用性，这使得苏联空军可以用较少的经费完成采购和换装，形成战斗力的时间也较短。一时间，苏联军方难以抉择。在苏联空军犹豫不决的这段时间里，K-14得以与K-73H步发展多年。但到20世纪70年代末，由于考虑剑K-14已无法适应未来空战需要，且锦旗设计局此时正忙于K-24、K-27、K-33等计划而无暇为K-14的设计进行大幅修改，因此闪电设计局的K-73成为前苏联唯一种第4代近程格斗导弹。 尽管K-73是闪电设计局的研制成果，但在定型生产阶段，却归属到锦旗设计局旗下。因为，苏联政府于1976年将闪电设计局改组成闪电科学与生产联合体(N P OMolniya)，并逐步过渡到以空间科技研究为主攻方向，其中包括设计“暴风雪”号(Buran)航天飞机。因此到1982年，闪电设计局内负责K-73的人员全部转归锦旗设计局，这使得锦旗设计局成为前苏联最大的空对空导弹研制单位。1985年R-73空空导弹定型服役。 ◎ R-73及其改进型性能简述 R-73基本型系列 弹长2.9米、翼展0.51米、弹径0.17米；发射重量105公斤、弹头重7.3公斤；其最小射程300米，最人射程则为20公里，探测角度±45度，目标对制导头角速率需小于60度/秒，目标高度20-20000米，目标过载需在12g以下，目标速度不大于2500公里/小时，载机过载8g以下，对固定翼飞机一类目标的杀伤率为60%。安装的MK-80全向红外制导头探测距离10-15公里，发射前视野±45度，射后±60度，从制导头锁定目标到发射只需1秒。 R-73基本型系列包括R-73K、R-73L、R-73E、R-73LE，其差异仅在引信以及使用对象。R-73K是全系列最早的苏联空军自用量产型，采用无线电引信，在安装有激光引信的R-73L问世后就被取代而停产。R-73E与R-73LE分别是R-73K与R-73L的外销型。 R-73M1(R-73RDMl)型 其尺寸、射程、制导头视野与基本系列相同，只是技术比较先进，可能采用与R一73M2一样的探测元件。 R-73M2(R-73RDM2)型 又称为R-73M，它的问世使R-73家族在欧美同级武器如雨后春笋般问世之际，仍能够傲视群伦。R-73M2的弹长增加到3.2米，冀展缩至0.404米，发射重增至115公斤，采用初期惯性导航，无线电巾途修正加末端红外制导，住某种程度上可视为一种超视距攻击的中程导弹。其前向动力射程30公里，保证杀伤射程13公里。制导头发射前视野±60度，发射后±80度。 R-73M2采用MK-80M红外制导头，用灵敏度更高的中长波探测元件；配备可程式化新型电脑，抗干扰能力更强，对战机的探测距离约15-20公里。MK-80M制导头解析度高，可辨识目标热辐射分布，能在命中前约1毫秒计算出目标的中间部位为命中点，增加杀伤率。 R-73M2最具震撼力的功能的是它可掉转180度攻击后方目标。使用时，载机先通过资料链引导导弹转向，待完成敌我识别，确认不会误击友机后再启动制导头，这种发射方式已在苏-35上试验成功。据说与机上的雷达告警器配合使用，还可用此方法拦截来袭导弹。其在向后射击最大射程8-12公里，最短射程1公里。 R-74ME型 按照俄罗斯／前苏联的空对空导弹命名法(研制中用K开头，定型后用R开头)，该型导弹目前应称为K-74ME，它是以R-73为基础发展的新一代空空导弹，弹上的制导、动力系统均进行了大幅度改进，射程增加到40公里，据说制导头视野可达±80-90度。 ◎领先世界10年 R-73可以称得上是世界第四代近程格斗导弹发展的领航员，其基本性能远远超出当时所有的近程格斗导弹。北约国家曾在两德统一后利用德国接收东德的米格-29与F-16进行了空中格斗模拟，更加确信了R-73导弹超群的性能。一般估计当时的R-73比AIM-9领先20年左右。因此西方国家急起直追，存20世纪最后十年间发展出多种性能顶尖的格斗导弹，包括美国的AIM-9X、英国的ASRAAM、德国的IRIS-T，以色列的怪蛇-IV等，R-73也持续推出改型。虽然前述西方导弹局部性能可能比R-73改进型更好(特别是制导头与电子技术)，但整体性能却未必比得上R-73，特别是与载机搭配后，R-73的缺点就不再是缺点，这点我们将在最后详述。而且由于R-73改型大都比其同级西方对手早5-10年服役，因此说“R-73领先世界10年左右”并不过份。 笔者归纳R-73导弹的三大特色为： 1、与头盔瞄准具(HMS)搭配的离轴发射能力。 2、超过一般格斗导弹的射程。 3、气动控制方式使R-73兼顾极短射程与远程的机动性能。 其中第一项在欧美第4代战机相继服役后，将不再是R-73的专利；但第二项却仍将是R-73导弹的强项。 所谓“离轴发射”，就是载机能以偏离机身纵轴线很大的角度发射导弹，使得载机无需将机头对准敌机就能发射，这极大的颠覆了从空中格斗出现沿用至今的“机头对准目标”的法则。加之R-73的瞄准可由飞行员的头盔瞄准具负责，飞行员只要在瞄准具许可角度内看到目标(苏-27S的可看±60度)，就能加以锁定并攻击之。这不得不让人佩服前苏联科研人员能为人所不能为。“离轴发射”概念未必是前苏联首创，据说早在R-73研制之前美国就曾论证过此概念，而经过初步分析，也确实认为离轴发射导弹优于传统前向发射导弹。只是基于技术原因，这种导弹价格会很昂贵，加上美国空军一向以视距外交战为优先，因此没有对格斗导弹的离轴发射技术深究下去。然而几年后，欧美专家眼中“华而不实”的离轴发射格斗导弹却在苏联萌芽生根。类似情况也发生在战机推力矢量技术(TVC)上，同样由欧美论证，但就在他们认为TVC技术会增加上千公斤重量，而停止住现有战机上动TVC的脑筋时，只见俄国人仅增加百来公斤的推力矢量发动机“横行”各大航空展，赚取大把外汇。 在射程方面，R-73基本型射程就有20公里，改进型甚至有30或40公里的最大射程。远射程的特色与前苏联对空对空导弹的需求有关，早期苏联将空空导弹射程区分为远程、中程、近程(12-20公里，如R-13)与格斗(射程小于10公里，如R-60)四类，而K-73一开始就是应“近程导弹”需求研制的，但由于其机动性足够高，完全可以起到格斗导弹的作用，因此它取代了R-60成为苏-27战斗机唯一的近程导弹武器。 ◎R-73M2(R-74MF与其他国家新一代格斗导弹的比较 R-73M2虽不是俄国最先进的导弹，但却在许多新世代格斗导弹的重要特性方面超越对手。满足笔者认定的“新时代格斗导弹”需求。 R-73基本设计优异，即使不修改，机动性、射程也都不会落后太多；但电子技术绝不可能撑过几十年而不落伍，因此R-73的主要改良基础上多集中在制导头与电脑。R-73以后使用的新型制导段使用高灵敏度的双色抗震制导头、新电脑等。在制导头探测角度方面，目前已量产的型号至少达±60度。目前没有迹象显示其后继改良型将如西方新型导弹般使用热成像制导头(AIM-9X、ASRAAM、IRIS-T、怪蛇-IV则是在改进型才用)及±90度视野的迹象。如就导弹本身来看，这两项都是R-73的弱点，这使得R-73因为少了60度视野而减少许多攻击机会，抗干扰能力也较弱。但事实上若仅这么看，就把R-73想简单了。 探测角度方面，虽然R-73系列不如欧美新型弹，但与新型侧卫战机搭配后，不论其探测角多少，都能做到全向防护。这归因于战机的全向视界探测／锁定能力与导弹的“越肩(向后)发射”能力。 ◎全方位防御 苏-35、苏-30MKK、苏-33UB等新型战机都具有环场红外视野，能发现导弹与战机，其中苏-35甚至还拥有后视雷达。此外俄罗斯已经有适用于苏-27与米格-29的侧视雷达阵列，若加以使用，可让导弹拥有全方位的主动雷达及红外视野(周视雷达能增加飞行员的状况意识，看到更远的目标，或是在恶劣天气条件维持应有的警戒能力等，但其与R-73环场火控关系不大)。在与全周界探测／锁定能力结合后，R-73所能发挥的战斗力甚至大于西方新一代格斗导弹。苏-35已试射过后射型及转向型R-73，我们先从其操作方式了解俄罗斯人怎么做到“越肩发射”。 攻击后方目标的方法有二：其一是直接向后发射；其二是向前发射后再转向180度攻击。俄罗斯两种方法都试验过。其中后射型是使用一种特制发射架，可在发射前向后旋转180度并释放导弹(或是直接向后安置)。导弹弹尾加装弹头型整流罩，以使导弹对战机及自身的气动力影响降到最低程度。当投放的导弹(后退)速度接近0时，启动弹上发动机、推开整流罩并开始加速。使用这种方式的麻烦之处是发射架向后旋转及导弹点火时机的问题，且操作过程繁复，对于机动性很高的战机来说似乎不太实用，而比较适合机动性差的轰炸机。但其优点是不需要担心导弹制导头抓住载机自身而造成误击，也就是在制导技术上比较简单。 转向发射则要考验载机的监视系统与制导技术。当战机发现目标后，将资料传给导弹并发射，用无线电传输目标数据引导导弹完成转向，直到导弹已飞到战机后方，确保不会锁定载机自身后再打开制导头让导弹自行按战。这个过程看来复杂，其实载机数据引导时间极短，大概在个位秒数之间。具备中途制导数据链的R-73M2就具有此种操作能力。 既然能转向180度攻击后方目标，R-73M2要攻击其他方向的目标就更没有问题了。由于导弹发射初期是由战机完成探测、锁定并引导，因此导弹制导头在此模式下，只是用于末制导阶段最终的、最精确的攻击，其探测方角已不成为导弹能否发射的决定要素。在时效方面，既然旋转180度都在弹指之间，那么转到小于180度的们度则更轻而易举。至于防卫距离呢?以当时苏-35测试R-73M2为例，其前射最大射程达30公里，后射射程8-12公里，因此对各个方向的最大射程在30-8公里间，这大都在飞行员的视距之外一般而言在天候良好时，可在约8公里远看到目标，但看到之后，可以“目送”至约15公里处)，换言之，在视距内，R-73可以做到全向视界防护(实际上天气状况的好坏对红外探测距离有较大影响，但新型中长红外探测元件对天气的适应性较好，10公里以内天候的影响不会太显著，所以这个防卫距离可能会缩短，但应该不太严重)。 上面说明了R-73全向视界发射的方法，现在我们关心的是，战机的监视能力如何?其环视系统是否看得够远、足以充分支持上述能力?以苏-35为例，其探测视野包括前视、后视雷达与环视红外线；而最新的苏-30MKI、苏-35UB等则取消后视雷达，并采用分散式环场红外阵列(而不像苏-35是集中在机背球状物中)。我们或许会直观的认为环场雷达上此具有极重要的地位，其实雷达在此主要是用于提供更好的战场感知能力，对格斗导弹火控的影响较小。环场红外线探测器可能会抓到战机、导弹的热源，有的探测距离还与雷达接近(美旧同类产品可达100—200公里)，差一点的也有数十公里。但要如何判别目标是飞机还是导弹目标是不是对自己有威胁?分散在机身各处的红外线探测器应能用三角测量或影像比对等方式知道这些情况，倘若有环场雷达，便能多提供一套判别方案(如雷达能看到导弹，就能用多卜勒效应取得的速度资料挑出高速进袭目标；如看不到导弹，则所看到的主要是非隐形战机，因此扣除这些，剩下的极可能就是导弹或隐形战机；此外雷达测距、测速能力也可与红外线测得数据互补长短，增强对远程信息掌握能力)，总之，这在战机整合了多种感测器且感测器性能都很优异的今天不是什么大难题。 在近距离轴火控时，有没有雷达是没什么影响的，因为向前射程30公里的R-73改进型向两侧的射程会下降，不会有30公里那么远，打后面的目标时，射程更只有8-12公里，已在R-73自身制导头的探测距离内(R-3的制导头探测距离为20公里，新型可达25公里)，因此只要确定目标在离轴发射射程之内(例如用目视，只要人眼看得到)，让导弹射出后转向目标方位，由制导头自行搜索即可。此过程只需指引方位，不需测距，这种情况下红外线探测器就够了，且精确度优于雷达。故苏-30MKK、苏-33UB等战机上的环场红外线探测器，已足以支持其全周界防御功能。 ◎R-73M2远射程的优点 上述的“环场防御”搭配R-73M2的远射程会带来多大优势?先想像一个很恶劣的情况，配备R-73M2的苏-35与配有±90度视场导弹的战机在视距外交战中均未能击落对方，最后双方在视距内发生传统格斗。此时，R-73几乎在任何时候都可发射，而西方战机虽配有制导头视野更宽的导弹，但除F-35等具有环视能力的新型或改进型战机外，将留下后半球这个危险区域，仅能靠机动性弥补。因此仅就视野而言，R-73M2存此就已多出将近1倍的发射机会。事实上，R-73M2优势不止于此，它还具备射程优势。西方格斗导弹的前射最大射程仅15公里左右，仅此R-73M2的后射射程多出约37公里。也就是说，AIM-9X这类导弹已经可以发射时，绝大多数的时候由苏-35、苏-30MKK等装备的R-73M2也可以发射，反之则否；甚至绕到苏-35后面的西方战机也不见得有射程优势，因为其AIM-9X处于追击状态，后射的R-73M2则为迎击状态，动态射程的因素弥补了射程上的差异。前述种种因素，让AIM-9X多出来的制导头视野形同虚设。 不难发现，R-73M2导弹能具有±90度的当然更好，但却没有绝对的必要。这就是说，R-73省下扩展制导头视野的成本(如加设机械装置，安装侧视阵列等)，就经济性的观点来看是有利的。 ◎保护过失速飞机的R-73M2 前文所述特性除增加格斗时致胜的机会外，R-73M2的射程优势将使得配备它的战机使用过失速机动的可行性有所提高。R-73M2采用转向式向后攻击时射程8-12公里，这是在消耗一些燃料用于转向以及将向前速度减至0后的射程，换言之，如全部燃料都用于静止时发射，则射程将超过8-12公里。有资料显示，R-73M2直接向后射击时射程可达20公里。而过失速机动时，导弹在其发射方向的初速几乎为零，满足上述“静止发射”条件。因此，过失速时R-73M2的最大动力射程约20公里。这已超过AIM-9X向前最大动力射程，当然也就超过AIM-9X的离轴发射射程。因此，只要战机像苏-35、苏-30MKI那样配有推力矢量发动机，能在还度几乎为零时任意指向，则只要再拥有R-73M2，就能在过失速时有射程优势。使过失速机动的可行性大为提高。 ◎机动性能力比较 目前格斗导弹的控制方式有3种——纯翼面控制(含弹体升力)、纯推力矢量控制(含弹体升力)、翼面与推力矢量复合控制、纯弹体升力控制(没有弹翼或翼面积极小)。其中，矢量推力控制能力极佳，且能在速度低于翼面可控临界速度时操控，但在火箭发动机烧尽后几乎没有控制力，主要优势在距离极近、离轴角极大、速度极低等极端条件下。而翼面与弹体升力则必须在有一定速度时才能发挥效力，只要速度够快，即使火箭发动机已无动力也依然可控，优势在于火箭发动机油耗尽以后。R-73系列则网罗了两种优点。 就控制能力论，确定能兼顾射程内所需机动的，仅有R-73与德制IRIS-T。以色列怪蛇-IV型控制面极大，约为传统弹翼的15-20倍，近程、低速表现不差，可减少极端环境下与推力矢量控制的差距。AIM-9X则翼面极小，在火箭发动机油尽后机动能力堪忧，不过其射程本来就比较短，加上美国计划在最大射程附近由AIM-120代打，因此AIM-9X的设计对美军而言算是够用。ASRAAM采用纯弹体升力控制，极端环境下性能应是最差的。 最大过载也是考虑导弹机动能力的指标之一。但对于控制方式差异颇大的现代导弹而言，不能接以过载值比较机动力。如R-73、怪蛇-IV型可在弹尾与弹头处同时产生抬头力矩，而这两道气动力效应却有相抵销的作用，因此这类导弹可用较小的过载将制导火指向目标。所以用过载值评估格斗性能时，须考虑控制介面是否相同，只有控制方式一样的导弹时才适宜用过载值相互比较。 [台湾地区]杨可夫斯基
