出鞘:超視距空戰的發展及其侷限性

出鞘:超視距空戰的發展及其侷限性

說起現代空戰,相信絕大多數軍迷第一個想到的空戰模式就是超視距空戰(Beyond Visual-Range Combat,下文簡稱BVR)。隨著BVR空戰模式的深入發展,網上也開始傳出“為什麼要狗鬥?因為你傻”的段子。受資料及相關理論知識的普及度所限,網絡上對於BVR空戰的理解往往與現實情況有較大偏差,這在一定程度上干擾了軍迷的認知。那麼本期《出鞘》 我們就來談談關於BVR空戰的那些事。

出鞘:超視距空戰的發展及其侷限性

上世紀70年代末至90年代初,第三代戰鬥機剛剛問世的時候,戰鬥機之間的BVR空戰也處於剛剛起步的狀態。在此之前,受BVR導彈機動能力和導引精度的限制,BVR空戰的主要應用方向是用於截擊大型、低機動目標的截擊機。而主要用於奪取制空權的空優戰鬥機則有一大部分根本不具備發射BVR導彈的能力(如早期F-16);另一部分雖然裝備了BVR導彈,但受其效率所累,仍然採用近距離格鬥為最主要的戰鬥手段(如早期F-15)。

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在這一時期,中距離空空導彈遇到的最大問題是其極為落後的制導方式——受雷達技術所限,早期的BVR導彈通常使用全程半主動制導(如AIM-7麻雀)。即導彈飛行全程都需要機載火控雷達對目標進行持續照射。導彈的導引頭僅被動接收目標反射的機載火控雷達的信號,並對導彈飛行姿態進行修正。

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雖然在此之前部分遠程空空導彈已經實現了末端主動雷達制導(如AIM-54 不死鳥),但這些導彈普遍超大、超重、超貴並不適合大規模列裝和進行空優作戰。且這一時期機-彈數據鏈系統相對比較簡陋,使用指令引導的方式對尚未進入主動導引頭指導範圍的導彈進行引導的精度尚不足,所以這些截擊導彈(如不死鳥)通常還是會使用半主動制導的方式對導彈進行前期引導。

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由於當時機載雷達的技術水平同樣不高,使用機載火控雷達持續照射目標需要照射機將自身的機動限制在較小的程度以內,不然目標非常容易脫離火控雷達的視場造成導彈脫鎖。

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所以有人形容這一時期的BVR空戰十分類似於近代線列步兵的“排隊槍斃,誰慫誰死”。因為參與空戰的雙方都需要以近乎“掛肉”的姿態為自身發射的導彈進行照射,不然就只能被動挨打。這也決定了想要在這一時期的BVR空戰中獲得優勢,除了機載雷達發現目標早、發射陣位好、導彈本身性能更出色之外,飛行員良好的心理素質也必不可少——畢竟就算你在客觀條件上佔據了絕對優勢,但是比對手先“慫了”,你的導彈就脫鎖了。

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此外,由於導彈的制導方式相對簡陋、動力射程較短且可用過載並不高,所以此時的中距導彈其實是非常容易躲避的。往往目標機在適當的位置上拉一個大過載機動,就可以將BVR導彈甩掉。這一問題也導致了BVR空戰能夠真正獲得戰果的概率非常之低,所以戰鬥機仍然需要通過近距離格鬥(狗鬥)的方式“一錘定音”。

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總體而言,這一時期BVR戰鬥最主要的作用是逼迫對方進行高過載機動,使其急劇消耗能量,這可以使己方在最終進入格鬥之前擁有更高的能量優勢。從另一方面來說,這也是早期三代機追求極致的能量恢復能力和機敏性的原因:如果這兩項性能足夠好,即使在BVR階段處於劣勢,同樣有能力在更加關鍵的近距離格鬥中“翻盤”;而如果這兩項性能較差,即使在BVR階段取得了優勢,也有可能最終輸掉戰鬥。這也是F/A-18誕生早期遭到美國海軍軍官強烈抵制的原因。

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這一情況一直持續到上世紀90年代,不過隨著技術的發展,BVR空戰自身也開始了變革。1991年,美國空軍迎來了一款劃時代的BVR導彈——AIM-120 先進中距離空空導彈(AMRAAM)。這款導彈相比於其前輩,採用了更加先進的慣性制導+指令修正的中段引導模式,解放了發射飛機,使其在必要的時候可以進行大幅度機動。使空優戰鬥機的BVR空戰進入了F&F(Fire and Forget,射後不理)時代。

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當然,即使是AIM-120也並不可能真正F&F,畢竟目標也一直在機動,發射飛機還需要通過自身的機載雷達定期為導彈刷新目標信息。但無論如何,這相比於之前的“排隊槍斃”也完全稱得上是一場革命了。

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在另一方面,新的問題也隨之而來:空空導彈末端引導被完全交給了導彈的導引頭,但導彈導引頭本身視場極為有限——以AIM-120A為例,其導引頭瞬時視場僅約4°,導引頭框架能夠提供的偏轉角度和轉動速度也相對有限。目標機通過機動逃離導引頭視場的難易度實並沒有顯著提高。

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此外,隨著導彈機動性的越發強悍,導彈在機動時也開始遇到了“能量不足”的問題。簡單來說,導彈僅靠其氣動很難實現數十G的超大過載機動,其機動幾乎必然要依賴發動機噴口的矢量偏轉。而用矢量噴口進行機動就意味著導彈必須用自身的能量“先剎車,再加速”。進行數十G的高過載機動後,導彈就很可能已經沒有足夠的能量去“追”飛機了。而如果此時導彈已經飛出的自己的動力射程,其是否還有足夠的機動性去跟上飛機的防禦機動也是一個巨大的問題,這也是我們說空空導彈的最大射程數據只能用來“打氣球”的原因。

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基於上述這種種原因,雖然BVR空戰所需求的硬件相較之前已經有了翻天覆地的變化,但各國的設計師們依舊對其抱有一定程度的懷疑。這也是像F-22這樣的早期四代機依舊極為看重飛機的能量特性與機敏性的原因——設計師們認為即使是4代戰鬥機也不可能以BVR作為其空戰的唯一手段。

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當然,不可否認的是,從上世紀90年代開始,BVR在空戰中的地位確實越來越重要了。同時其重要性還會隨著技術的發展越來越高。舉例而言,AIM-120C導彈採用的新型導引頭,其瞬時視場已經提高到了15°,導引頭框架的轉向能力也達到了約±70°,導引頭框架偏轉速度也相較於AIM-120A有了相當大的進步,這無疑提升了目標通過機動讓導彈脫鎖的難度。

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另一個顯著的進步是在導彈的燃料、發動機、導彈動力管理方面。這共同決定了像AIM-120D、霹靂-15這樣的新型導彈的動力射程相較於此前的BVR導彈有了大幅度的進步。再加上戰鬥機的隱身化使其可以在更近的距離上發射BVR導彈,兩者共同使得導彈在接近目標時能夠有充足的能量發揮其相比於目標的機動性優勢,使其有更大的幾率將目標擊落。

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這些變化也直接促成了世界上第一款純BVR戰鬥機F-35的誕生。F-35雖然同樣擁有使用外掛架掛載格鬥導彈的能力,但作為一款第四代戰鬥機,其主要掛載模式仍舊是純彈艙掛載,即制空模式下僅在彈艙中掛載4枚AIM-120D。不管在實際操作中遇到了多少問題,可以說F-35的這一設計思路都是非常具有前瞻性的——畢竟實在不行的時候,AIM-120本身也可以兼職用作格鬥導彈(雖然並不好用)。

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但這裡我們也必須指出,直到目前為止,BVR空戰的整體效率仍然不算太高——比如美國空軍自己推算2枚AIM-120齊射對三代機目標的獵殺率大約為40%,相比而言AIM-9X約為80%。其癥結仍然在於導彈有限的動力射程(畢竟在空戰中戰鬥機的動力時間是無限的)以及飛行員通常喜歡選擇較安全的發射距離。在今天BVR導彈在空戰中取得的戰果佔壓倒性的多數,根本原因還是在於相比於“五五開”的狗鬥,飛行員更加喜歡BVR這種“安全”的戰鬥模式。正如格鬥導彈取代機炮的漫長過程一樣,BVR導彈想要完全取代格鬥導彈還任重而道遠。那麼本期《出鞘》就到這裡,我們下期再見。

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