乱石穿空焕烟霞

2017-03-06 19:30:48 航空世界 2016年11期

俞敏

余光尚未熄灭

其实早在1981年英国国防部就因为青睐美国导弹而放弃了“天空闪光”-II,外购导弹的口子这次是被皇家海军打开的,海湾战争后不久,美国国防部正式采购AIM-120,英国海军航空兵的“海鹞”FA.2也成为了最早装备该弹的国外战机。这就给皇家空军出了一道难题,到底是等着“主动天空闪光”(又称“天空闪光”-90)稳步成熟,还是解决眼前之需,直接采购美国货?这确实是个问题,因为改良版的“天空闪光”现在不光是英国的项目,它还是当时BAE和马可尼技术公司联合研发的一个重要的出口推广导弹,如果英国皇家空军自己放弃或放缓采购,必定挫伤潜在用户的信心。

到头来空军还是没能抑制住不能被海航比下去的冲动,还是在第一时间引进了一批阿姆拉姆,用于“狂风”飞机的战斗力维持项目(CSP)。不过这些导弹却配备了国产的改良型AI.24雷达导引头,试图通过增加数据链的方式,提高中继制导能力,与导弹的远射程相匹配。可惜这种混搭改进效果并不理想,没能让“狂风”F.3的能力上一个台阶,空军又想着吃回头草的种种好处了,国产导弹价格据称只需26万美元上下,显得十分诱人,公司还说了,可以考虑旧弹改造,如此一算还能省下不少。

主动版尾控“天空闪光”又被称为S225X,第一个前缀字母代表研制单位邮政所在地斯蒂文内格(Stevenage),为了满足国防部未来中程空空导弹,即FMRAAM的SR.(A).1239规范,BAE公司选用了双模雷达和红外结合的导引头,还有所谓的滑动助推技术,而方向控制也仍然靠的是尾舵面的调节。在这基础上出现了冲压动力版本的S225XR,因为暂定的150千米的射程显然不是国防部的终极目标,这一设计当时主要向瑞典推销,后者当时也正在积极寻求二代中距弹的替代型号,S 225X项目本身就有瑞典政府的参与(1988年时就斥资2.54亿美元),因此又被称为Rb 71A。

需要提到的是,早在1989年汤姆逊-CSF就已经代替马可尼防务成为了导弹毫米波导引头的供应商,公司声称新导引头配有全固态发射机,拥有极高的频率稳定性能和先进的数字处理技术。不过说穿了法国人是把当时正在搞的“鸬鹚-II”空舰导弹的技术储备挪到了空空导弹上,对此瑞典人并不买账,他们要自己搞导引头。这种表态实际上就是一个打算散伙的信号,到了1994年瑞典终于公开表态,和英国一样采购AIM-120导弹,这个说到底也是英国人自己首鼠两端酿成的苦果。

然而瑞典方面有过先前向美方求购AIM-9L遭拒的经历,因此这次的阿姆拉姆引进方案也在国内引起了诸多争议,前途飘忽不定,数年不决。后来干脆就提出新一轮招标,也就是在“主动天空闪光”基础上搞一个升级改良版,称之为Rb.73E,采用沃尔沃航空发动机公司的火箭和冲压发动机一体化动力系统,预计其速度可以接近马赫数5,射程比Rb.71A翻了一倍,甚至可以考虑改造成垂发面对空导弹。制导头部分瑞典不想做太大改动,军方确实和马可尼与达索电子组成的团队进行过相关磋商,只不过没有达成任何协议。

当然这一方案在议会也遭到了部分议员的反对,毕竟一个小国独立搞这样的项目风险偏大,研发费用据算下来要16亿美元(最高估价),对空军是个沉重的负担,采购单价自然也不会便宜,过去瑞典完全自行研发的空空导弹项目都无果而终。其实最适合瑞典人的工作,还是坐等成熟产品问世,然后在原产国四处张罗合作者的宝贵岁月中适时切入,拿下特许生产权。其实这对多数欧洲国家国防工业来说,也是必须面对的现实问题之一,组建欧洲人自己的“技术家园”已经箭在弦上,欧洲合作战斗机项目不断深入,需要与之相称的机载杀手锏!

虎視眈眈的美国人最终目的自然希望该项目胎死腹中,休斯公司就联手肖特、马特拉-汤姆逊fl索恩、法国航宇等多家欧洲公司,抛出了他们自己的方案,并且“嚣张”地直接定名为FVRAAM,试图拆散和弱化欧洲导弹集团的合力,达到搅局的目的。皇家空军只得重新调整设计要求,并将导弹改名为BVRAAM,新上台的工党政府倾向于采购“纯国产”的导弹,再退一步来说也是“欧洲家庭”的导弹,这样可以最大程度避免受到美国的政治掣肘。当然其他欧洲大陆国家也有同样的想法,而且逐渐意识到希望还得寄托在英国人身上,多年来BAe从来没有放弃中距空空导弹的研发,对“天空闪光”后续型号的改良也从未停止。

超视距导弹方案经历了多次反复才最终确定下来。最初它的外观和225X没有太大区别,但之后弹翼重新出现,也就是后来的在2000年5月16日被选中的MBDA“流星”导弹,可是到了2003年又一次变成了无翼鸟,绕回到了最早的S225XR的布局,当然尾翼还是保留了,只是改成了面积更小的切角梯形。气动方面的谨小慎微、瞻前顾后也情有可原,“先进天空闪光”当初存在的最大问题之一就是过于笨重,比AIM-120重了整整52千克,对性能的提升有着很大局限,而且导致携带数量明显少于AIM-120。所以现在的问题不仅仅是要替代“天空闪光”,还必须在技术指标上对AIM-120预留足够的提前量,因为后者当时已经服役并进入了第二代的开发,美国人还提出通过AIM-120渐改的方式来满足英国人的需要。

法国和瑞典在2001年6月的巴黎航展上与英国签订了导弹研发和采购备忘录,几个月后意大利也加入进来,到12月11日西班牙也成为了项目新成员。不过当时另一个重要参与者德国人还在犹豫观望之中,国内的财政部门看得很紧,另外德国人的换装要求并不迫切,选择余地也更大(本国曾经上马过自研的火箭发动机/冲压喷气的A3M),后来虽然同意加入,但认领的采购量不到原先允诺的一半,仅有600枚,另外2002年12月的合同中也提到,英国必须保证购买,另外如果计划严重拖延,技术展示节点没有达标,参与的6个国家就可以终止合同,并要求退还已经投入的研发资金。

不过此后项目发展的艰难程度大大超过参与国的估计,尤其在一些关键领域始终不能达到预期目标,对于冲压发动机给出的展示期限是合同签订后的40个月内,可是2006年5月的机载试射却以失败告终。试射失败是因为助推火箭燃尽后,冲压发动机没能顺利起动,根据设计方的说法,这只是火控软件方面的“微不足道”的小故障导致的衔接失误,后来的第二次决定性试射中总算得以通过,但这并不意味着项目就此步入坦途。它的起点定得偏高,而且凝聚了太多国家的个别要求(还没有那么多国家联合研发空空导弹的先例),还牵扯到了数百个子承包商的经济利益,早已不是最初的发起国所能决定得了的项目了,英国项目所占份额将近40%,德国为16%,意大利和法国都是12%左右,但其实各国的投资比例一直在不停地变动。

现在看来所有参与该项目的国家都得调整自身的装备计划了,很多设计指标需要单独测试,比如对付高机动战斗机和小型无人机以及巡航导弹,就各有不同的要求,还有导引头需要对抗最为严峻的杂波和干扰环境,尤其是后者,与世界飞速发展的电子战总体水平相竞逐,要保持研制周期内的始终领先极为不易。导弹的服役日期(ISD)无限推迟,英国人原本打算2005年就少量配发空军,和最早的欧洲战斗机中队形成战斗力保持同步,显然永不可能,随着冲压发动机问题的不断暴露出不成熟的种种弊病,加之对于俄罗斯新一代主动弹Р-77的担忧不断增加,某些参数还需要继续改。幸亏英国方面储备了足够“熬过严冬”的AIM-120,否则的话那些相继入列的三代半没有中距弹的苦日子可不知道要撑到哪天了,导弹搭载于“台风”飞机的配套试验一直得不到资金的保证,大多一个气动搭载而已,与台风战斗机的全面整合从2013年相关各方签订合同之后正式展开,单价在100万美元左右,如果台风的外销局面能进一步拓开,价格还能进一步降低。

在该导弹的发展历程中,法国人的作用自然不可低估,一直以来对本国产品大力偏袒的法国军方经过了多年等待与详细对比,终于在2010年末做出了采购“流星”导弹的决定,其实签下法国空军和海军的订单对于这种“英国血统”比较纯正的导弹而言还是有着不同寻常的意义,之前的所有法国作战飞机都仅配备本国马特拉系和少量美系空空导弹。法国人投资占总额20%,因此军方自然也乐见其成,因为现役的米卡导弹作为空空型号,地位有些尴尬,何况新弹的导引头也采用了紫菀和米卡的部分技术,赋予了导弹较强地捕捉“横越”目标的能力。不出意外的话,法国会成为该导弹的第四个用户,目前采购数量是200枚,全部用于“阵风”系列战斗机,正式交付恐怕要等到2018年之后,当然现在“阵风”反正已经实际出口,卡塔尔空军的“阵风”也确定使用“流星”。

另一个重要的保证就是来自BAe和萨伯联合打造的JAS-39,兼容的工作进行的比较顺利,实际上该机成为了“流星”导弹的首个实用平台并不意外,最早的“流星”试射就是在该机上完成的,原因有点楚楚可怜:因为该机飞行成本较低,能为项目省点钱。瑞典方面对于流星的态度相比英国人要更为乐观,因为这可以为JAS-39赢得不少出口机会,而美国方面还没有上马冲压发动机空空导弹。

当然美国人理论上对于“流星”导弹也并不排斥,因为F-14退役也带走了AIM-54“不死鸟”导弹,“流星”这样的导弹可以填补海军远程空空拦截弹的空白。商业上来说,这对于他们来说也是机会,F-35从联合打击战斗机(JSF)时代就考虑到了“流星”导弹的兼容性问题,欧洲方面也把F-35的海外客户看做“流星”导弹的潜在用户,比如日本自己的AAM-4(也是有源相控阵雷达)就塞不进“闪电II”的内部弹舱,很可能转而钟情“流星”,唯一遗憾的是直到最近F-35B仍在“傻等”。不过欧洲方面对于日本的有源相控阵雷达技术颇感兴趣,MBDA已经在2014年7月作出了与日本三菱电子公司签订了合作升级“流星”计划,实际上就是将AAM-4B的先进导引头小型化。

尺有所短

冷戰结束后西方通过盘点原华约国家库存装备,对于苏/俄的中距拦截弹的基本水平逐步有了较清晰的了解,认识到目前的主力Р-27系列并不像原先想象的那么强大,可靠性也很成问题,大可不必过虑。倒是在近距格斗弹方面,多年来英国人拿不出令人信服的产品,面对机动性突出的苏/俄三代机,总感到信心不足。其实这也是美国人的感受,而且很大程度上比英国人更深刻,因为越战多年的空中格斗经验,将AIM-9的所有缺陷都暴露无遗,尤其是超近距离的“肉搏战”,导弹的机动能力明显跟不上米格飞机。海军的F8U“十字军战士”和空军的F-105“雷公”多数战果都靠航炮取得,而原先作为导弹载机打造的“鬼怪”战斗机为适应需要,只能在1967年5月临时加装SUU-16和SUU-23航炮吊舱,但这些吊舱的问题是精度与内置航炮不可同日而语,因为瞄准基线较长,受后坐力影响也就更大。

当时皇家空军暂时也只能用美国的航炮凑合着,但对于近程空空导弹的重要作用一直念念不忘,尤其对于缺乏“闪电”和“鬼怪”这样先进目标获取能力的飞机,这种武器更为重要。空军参谋部在1970年就起草了AST.1218计划,霍克-西德利动力公司拿出了一个名为“狗尾”的方案,全长仅有2米,弹径160毫米,发射重50千克,采用管式发射,以6片折叠尾翼为气动面,打击范围在250~2000米之间。技术上的亮点是采用夏田研究所开发的E577推力矢量控制技术和加速度矢量导航(AVN)控制系统,后者是专为短程导弹研发的。矢量控制也就是在固体火箭喷口上装4片尾流扰流器,可以弹开或折拢,使得尾流在10°范围内偏离,从而改变导弹飞行速度。试射结果还算比较乐观,但扰流器问题较多,后来就被穹形偏流器取代了,另外地面试验还采用旋转支架,以模拟高G状态飞行。

不久之后国防部为项目注资,方案需要进一步改进,以满足空军部ASR.1222招标规范制订的参数,航空部名称为QC.434(1972年1月),同时还被称为近程空空导弹(SRAAM)。这种导弹要比“狗尾”稍大,全长2.7米,弹径165毫米,分为两种版本,一个是-75,一个是-100,设计和发展模型(DADM)揭示了矢量控制的不少问题,后来就在火箭发动机上增加了旋转喷嘴,机动能力非常强。导弹的适装性也很不错,几乎能和任何飞机“搭档”,但还是需要一个吊舱,发射瞬间前后盖同时打开。

项目八字还没一撇,很快就蹿出一连串的衍生型号,霍克-西德利将该导弹装在“鹞”式战斗机的后机身,搞了两个方案,一个是HS.1184-16后射版,另一个是HS.1184-17“斜狗”,发射角45°,前者作为重点项目专门讨论。另外公司当时还在研发HS.1193高机动战斗机,SRAAM导弹也是预选机载武器之一,这种轻型三角翼格斗机装有一台带加力涡扇发动机(“飞马座”衍生而来),后来还增加了一对鸭翼和机头垂直舵面,每架可在机翼上方挂载6枚SRAAM。由于风险太大,项目还是不出意料地下马了,导弹进展虽然令人满意,但也还是收到了非技术因素的困扰,最后被降格为“技术演示项目”,1977年的第一轮制导状态试射没多久,国防部就作出了采购美国全向“响尾蛇”导弹(即AIM-9L)的决定。

不过国产近程空空导弹项目到了1980年又一次峰回路转,包括英国在内的欧洲多国签署了谅解备忘录,BAe公司和西德BGT联手开发,后来又有美国休斯公司加入进来。英国国防部为此制订了AST.1234规范作为招标条款,尽管门槛较高,但以色列的“怪蛇”-4和法国马特拉的米卡短程版(MICASRAAM)也曾是英国人考虑的对象,只不过两者都采用常规的气动控制面,飞行阻力较大,射程明显不如SRAAM。

当时国防部的基本要求是能够兼容“响尾蛇”所用的挂架,这也决定了必须放弃管式发射,通过气动方式(4片尾翼)取代复杂的矢量推力。梯形弹翼面积较小,位于尾喷管稍前位置X型布置,战斗部总重仅5千克,冲击波破片战斗部和激光近炸/触发引信。它选用比较成熟的两级固体推力火箭,第一级燃烧15秒,将导弹推离发射架,之后第二级药柱实现导弹加速攻击目标,理论上可以利用高速动能摧毁敌机。初始段的捷联惯性导航是该弹的亮点之一,挠性陀螺完成工作之后,红外成像导引头就接替其功能,完成对目标的截获和锁定,并向燃气舵偏转机构发出指令,调整导弹飞行路径。

如前所述,冷战末期华约集团迅速解体,苏联从东欧各国撤出驻军,而原先民主德国的部分先进飞机也被纳入统一后的德国联邦军备体系,包括米格-29以及Р-73近程空空导弹都成为了北约重点研究的对象,尤其是后者,其优异性能令西方颇感意外。德国人很快意识到现役的德国导弹远不能与之相比,于是作出了退出阿斯拉姆项目的决定,转而以苏俄设计为基础,独立开发更能满足德国自身需要的IRIS-T导弹,后者比较注重导弹的大角度机动性,但对射程的要求则没有英国那么苛刻。

皇家空军则不然,导弹射程必须超过现有的“响尾蛇”任何型号,导弹速度也要较高,尽可能不留给对手任何躲避和反击的机会。就在德国在1990年退出項目之后不久,挪威和加拿大也跟着打了退堂鼓,当然对项目最为沉重的打击,是美国方面也很快宣布退出合作,曾几何时美国人对于新导弹的需求十分迫切,并赋予其代号为AIM-132,但后来态度发生了变化,把主要精力投放到了AIM-9X上,反过来说英国人也对新版“响尾蛇”并不感冒。

英国人为了这一计划已经投入了数百万英镑,正所谓自己发起的工程,含泪也得干完,但现在合作者四散凋零,设计参数就需要大幅调整,于是1991年5月再次发布了修订的招标书。当然这次招标并不局限于国内企业,外国厂商仍可参与,除了BAe之外德国的BGT和法国马特拉和GEC-马可尼都各自提出了自己的方案。当然在外界看来,德国人的应标几乎谈不上有什么诚意,干脆就是拿AIM-9L搞的升级方案,马特拉设计组中标的可能性也不大,其实仍然是红外导引的米卡。因此很快国防部就宣布BAe方案胜出,全面研发从1992年3月启动,并在1994年5月与BAe正式签订了合同。

皇家空军第一批阿斯拉姆在1998年12月开始交付,大多配备了“狂风”GR.4和“鹞”GR.7战斗机,不过直至21世纪初,该导弹实际上仍然只是处于“试用期”,皇家空军依然没有对阿斯拉姆表达终极态度,理由是仍未达到预期性能,到了2002年,英、法、意三国各自以原先的BAe动力、马特拉和阿莱尼亚为基础,联合组建了当时欧洲最大的防务系统集团——MBDA,短程空空导弹研发工作得以继续,并对外宣称已经做好了服役准备。第一个采购该弹的国外客户是澳大利亚空军,合同是在1998年11月签订的,但直到2004年8月20日才正式敲定,总共装备4个“大黄蜂”中队。印度空军也在2014年7月与英国方面签订了一份合同,购买384枚阿斯拉姆导弹,用于替代“美洲虎”攻击机上的马特拉R 550“魔术”空空导弹。

只限欧洲专用?

和“狗尾”一样,阿斯拉姆也通过自由挂架带吊舱方式进行悬挂,吊舱前后开门,导弹出舱后能迅速截获目标方位,并通过前述的矢量推进系统,实现大角度飞行路径调整。导弹全长2.9米,弹径166毫米,发射重87千克,略小于“响尾蛇”,能适应几乎所有的现役型号,无论是“台风”还是“鹰狮”均能搭载,服役后阿斯拉姆装的是雷穆斯发动机,配备红外热成像导引头,碲镉汞凝视焦平面阵列(1024X1024单元),能显示清晰的目标图像,而不是过去那样白晃晃的一个光斑而已,这样就能选择飞机最薄弱的部位攻击,达到最大杀伤效果,平面阵列灵敏度极高,可感受到千分级的温差,从而为确定优先攻击顺序提供依据。

由于头锥内制导头产生的是电视图像,保证了任何射程范围内都不会被打断,而且内部的常平架还能对瞄准姿态进行调整,所采用的对照锁定概念与“小牛”导弹所用的技术相似,目标飞机轮廓只要被咬死,要想逃出覆盖区基本不可能。导引头之后是辅助电子设备,包括达萨公司研发的惯性导航组件,也就是确保导弹盲目飞行精度的三轴固态加速器/光纤陀螺仪,还有用于分析FPA导引头图像的视频信号处理设备,以及BAe公司自行研发的专用集成电路,特别设计的飞控处理单元负责导弹比例导航和自动驾驶计算,采用晶片机800系列芯片,采用美国标准Ada语言编写软件,在当时被认为是最为强大的弹载部件。

低阻设计使得阿斯拉姆很容易与其他近程空空导弹区别开来,弹身前部光顺无阻,只留4片面积较小的梯形尾翼。它装有一台双段燃烧大推力固体燃料引擎(外壳采用最新的带钢层压技术),持续燃烧时间为6秒,比AIM-9略久些,瞬时加速性和最大巡航速都更胜一筹。导弹最大离轨过载为50,这一参数已经十分突出,如果说还有什么气动上的遗憾,那就是没有采用矢量推力喷口。导弹的卵圆鼻锥为透光设计,制导头由休斯公司研发,红外成像阵列为128X128单元,数字化信号处理系统和复杂的成像软件使得导弹对于目标具备“凝视”功能。

尽管美国方面铁定不会引进阿斯拉姆,但出于外销考虑,F-35仍然需要考虑与该导弹的兼容,最理想的状态是4枚内置,但这样未必能充分利用机腹弹舱,因此内外各2枚似乎更为妥帖。首批F-35战斗机将在2019年进入皇家空军,而海军的F-35B也将在翌年登上新航母甲板,这些飞机不出意外的话,可能直接跳过“响尾蛇”导弹。因此国防部未雨绸缪在2015年9月和2016年8月总共斥资4.84亿英镑采购了新版本的阿斯拉姆,这批导弹将会在英国西北部的博尔顿新工厂投产。

以“计划生产改进项目”为名发展的阿斯拉姆改版(P3I)就是和休斯公司合作搞的,设计宗旨是提升敏捷度,对离轴发射提出了较大的要求,结果也步了“狗尾”的后尘。另外该弹还发展了反雷达的斯拉姆(SRARM)型,用于满足ASR.1240规范,该弹可用于攻击飞机自卫,但不幸的是竞争失败,输给了BAe公司的阿拉姆(ALARM),后來还出现过一个超近程空空导弹(VSRAAM),干脆连战斗部都没有,直接靠动能摧毁飞机,第三个改型也叫“台风”(不是飞机),跨界到了反装甲领域,弹体保持不变,但配备了毫米波雷达,头锥较为钝圆,它显然也没什么好结果,最终英国人选择了与美国人合作开发成功了“硫磺石”。

夭折的空中“袖针”

20世纪90年代初期直升机空战理论被重新抛出,苏联解体后庞大的军工体系面临资金断链和人才流失的严峻现实,有些干脆向昔日的敌手抛出了橄榄枝,比如卡莫夫就曾向英国陆航推销其卡-50武装直升机,并提出要和美国的阿帕奇展开空中格斗竞赛。尽管英国人毫无悬念地选择了后者,但对于直升机摆脱单纯依靠航炮自卫,加挂空空导弹的做法也颇为认同,很快就提出了一个在现有的“星光”便携式对空导弹基础上开发的空空版(ATASK),又被称为“直光”(Helstreak)。

从激光制导原理的角度讲,直光和星光完全一致,只不过换了个平台,弹道特性也有了些许不同,它主要用于打击那些红外隐身能力较强的直升机。美国人很早就参与其中,当年的麦道和洛马都曾是项目的合作方,美国国防部对该导弹进行测试后,认为切实可行,英国自身的相关测试也得到了积极的反应。和法国“西北风”和美国“毒刺”一样,ATASK也是并列双发,每架直升机至少可携带4枚,英国采购的AH-64阿帕奇就考虑以此作为标准自卫武器。但对于该导弹来说,它也不可避免地遗传了肩扛版原型的大多数不足,尤其是由于采用箭镖战斗部,无法采用近炸引信,必须直接命中才可能击毁目标,以激光作为制导手段也容易被对手过早发现从而引来杀身之祸,更何况红外成像制导已经逐步成熟,曾经风靡一时的激光驾束实在找不到多少立足的资本。