空空导弹发动机只能工作10秒左右,为什么能击中目标?

秦皇见汉武


空空导弹根据导弹种类的不同,发动机的工作时间各不相同。攻击距离越长的导弹,发动机工作时间就越长,攻击距离越短的导弹,发动机工作时间就越短。现代战斗机在进行缠斗的时候,使用航炮的几率非常低,大部分情况下都是使用近距离空空导弹和中距离空空导弹。这两种导弹能够击中目标,靠的是精确制导系统的帮助,例如我们熟悉的红外追踪系统。



近距离空空导弹的发动机工作时间在10秒之内,格斗距离一般在10公里左右。现代空战讲究的是发现即摧毁,在高科技技术的辅助下,战机从发射导弹到击中敌人,往往只有几秒的时间,如果超过了这个时间,敌人可能已经躲过了导弹的追踪。由于隐形技术的发展,现代空战中战斗机发生近距离缠斗的可能性较大。假如在10公里的距离内发现敌军战斗机,我方战斗机发射一枚近距离空空导弹,近距离格斗导弹在完成加速后,能够具备4马赫的速度,要比战斗机的极限速度更快。


在这个速度下,导弹每秒的飞行速度就能达到1300多米,10秒的时间里面,导弹就已经飞行出去13公里,这个距离已经超过了两架战斗机缠斗的距离。假如在导弹发射出去的同时,敌方飞机进行躲闪,那么导弹可能在动力航程内无法攻击到敌方战斗机。这时候导弹还会有一个最后的惯性航程,惯性航程中导弹仍然具备一定的制动能力和追踪能力,只要是能够追的上地方战斗机,惯性航程内的导弹仍然能够击落敌方战斗机,只不过击中的概率比较小。

中距离空空导弹的发动机制动时间在10秒以上,主要用来攻击远距离的敌方战斗机。中型空空导弹的攻击原理和近距离空空导弹一样,具体使用哪种导弹,主要看飞行员在多少米的距离外发现敌人。除了这两种空空导弹,还有一种超远程空空导弹,超远程空空导弹听名字非常的霸气,但是实用性却不高。因为战斗机的飞行速度快,超远程空空导弹很难能够在千里之外锁定战斗机,一般超远程空空导弹只能用来攻击笨重的预警机。

一些人看到这里会问,既然惯性航程内导弹击中目标的概率较小,为什么不增加导弹发动机的使用时间呢?其实真正制约导弹的发动机工作时间长短的因素,是导弹的体积的问题。战斗机携带的导弹,一定要足够袖珍,才能保证载弹量和飞行速度,因此格斗导弹的燃料,都是刚刚足够用,宁可依靠惯性航行,也不能增大导弹的体积。


军武小咖


aim-120-D最大射程约200千米,有效射程约130千米,不可逃逸区约80千米。

上文中提到的有效射程,即为导弹的动力射程。



一般能够燃烧15-20秒,但导弹速度动辄两三马赫,20秒那就是12千米,三马赫的空对空导弹则能飞行18千米。这个距离不算近了

导弹如何保证保证命中战机?

首先得用导弹自身锁定敌方战机/(热寻的制导或者雷达制导。

其次如果距离较远,导弹会在飞行过程中弹翼小角度偏转,尽可能避免大角度偏转(尽可能减小阻力)在接近敌机以后,各舵面开始大角度扭转,尽可能接近敌机,接着,导弹爆炸。

如果动力充足,那么被锁定的战斗机是跑不了的,因为空对空导弹无论是飞行速度还是机动性都远超战斗机(战机8-12就算不错了,导弹没12都不好意思出门)

但是,每次大角度机动都会极大的消耗导弹的动能,也就是说每次大角度机动以后都会导致导弹飞行速度的降低,这也是为什么动力段射程要大于不可逃逸区的原因。

在不可逃逸区以外,由于导弹动力射程不足或者已经处于惯性射程。

一旦大角度机动,就会导致导弹速度下降,在这个射程内,战机大量机动,是可能甩掉导弹的,所以,看导弹的射程,直接看动力射程就得了 最大射程那都是看好看的.....撑死了打打运输机预警机这种庞然大物

所以现在各国为了解决射程后半截就是一根飞棍打问题,使用两段式药柱,第一段给导弹加速,导弹依靠惯性飞行到敌机附近以后,点燃第二段药柱,开始彪机动,导弹赢了,飞机gg

飞机还活着,没事再来一发


啸鹰评


目前世界上的空空导弹按照射程远近可以分为三种,即近距离格斗弹,中程空空导弹和远程空空导弹,射程越远导弹发动机工作的时间越长。但是空空导弹一般用的都是固体燃料火箭发动机,这种发动机的特点就是推力巨大,但是油耗爆表,再加上空空导弹轻巧的身材,根本带不了多少燃料,所以发动机一般工作个几秒就熄火了。后续飞行则是惯性飞行,在引导头的制导下打击目标。


一般来说,近距离格斗弹的发动机工作时间在2-3秒,中距离空空导弹的发动机时间在10-20秒,而远程空空导弹的发动机工作时间则可以达到20-30秒。▼这是世界著名的美国AIM-9系列“响尾蛇”近距离格斗弹,它的发动机工作时间才2秒多一点,但是迎头攻击的最大有效射程可以达到12千米,追尾攻击的有效射程则可以达到7千米。其飞行过程大概是导弹点火,脱离发射架,固体火箭发动机功率全开,瞬间将其速度加到接近2.5马赫,然后导弹达到最大速度,燃料耗尽,接下来惯性飞行。空空导弹打击目标的过程其实相对较为复杂,主要可以分为发射前和发射后两个阶段。发射前空空导弹的命中率由飞行员决定。现代战斗机机头雷达罩里都装备有一套AESA相控阵雷达系统,在空战的时候,双方互相用雷达搜索对方。在搜索到敌机后,发射导弹之前火控雷达要进入锁定模式,这个时候战斗机需要不停调整姿态,让机头指向敌机,保证火控雷达有足够的时间对其进行锁定。锁定目标时,飞机的高度,速度还有姿态,甚至是发射的时机,都会在一定程度上影响空空导弹的命中率。


第二个阶段是导弹已经发射出去。这个阶段是空空导弹实际意义上的攻击过程,这个过程中有一个区域叫做不可逃逸区,即在规定的目标最大机动过载下,不论目标作何种逃逸机动,导弹都能将其击落。一般来说,这个区域就是空空导弹机动能力最佳的时候,也就是导弹发动机全功率工作和熄火后机动性能依然保持的区域。这一点在中程空空导弹身上体现非常明显,一般中程空空导弹数据都写着上百公里,但是现代飞行员为了提升导弹命中率,大多是双方接近到3-40公里,进入导弹不可逃逸区再进行点火发射,以保证敌机无法逃脱。
这个过程中空空导弹要击中目标靠引导头和飞行控制系统相互配合。以AIM-9“响尾蛇”近距离格斗弹为例,它的引导头采用红外主动寻的技术。▲响尾蛇的引导头酷似一个眼睛,内部主要是一个矩形透镜,矩形透镜的对角线和导弹轴线重合,而且可以转动。目标发射的红外线可以通过矩形透镜折射到透镜后的红外线感应器,然后根据折射的夹角确定目标的方向,最后引导导弹朝着该方向全速飞行,最后遇上敌机发生爆炸。仅仅是有引导头是不够的,导弹还需要在飞行时不断调整自己的姿态,这就需要飞行控制系统来帮助导弹时刻调整自己的姿态。▲这是响尾蛇系列的AIM-9X,它的飞行控制系统主要由弹头控制翼面和尾舵组成。这两部分控制翼面的作用和飞机的机翼是一样的,计算机在解算引导头收集的数据之后,就控制舵翼面进行相应的动作,让导弹进行升降,拐弯,翻转等飞行动作,以保证时刻跟随目标飞行。
除此之外,为了克服导弹在飞行过程中以导弹轴线为圆心的自旋现象,设计人员在其尾舵上还设置了一套小的控制翼面,用于抵消导弹自旋,保证飞行性能。一般军迷将响尾蛇的这套小翼面称之为“陀螺舵”。后来随着技术的发展,响尾蛇的后续型号不再使用陀螺舵,而是使用这种空气舵▲。时刻有传感器收集导弹的飞行参数,然后反馈到空气舵,然后空气舵朝不同方向喷气,稳定导弹飞行姿态。总得来说,空空导弹击中目标是一个载机,引导系统和飞控系统配合的过程。


赤焰哒哒哒


都叫导弹,可日子过的不一样。巡航导弹个头大精度高,晃晃悠悠的专打固定目标或低速移动目标,燃料多全程有动力;弹道导弹一飞上万里,多级火箭依次接力,按预定弹道飞行不操心。

这空空导弹的命就苦多了,个头小、燃料少、过载大,对手又是速度机动不亚于自己的先进战机。

想身轻如燕,还想射程远,需要强力发动机和更多燃料。但燃料增加了,重量也增加,弹径变粗机动下降,如此循环只能在射程和机动之间寻找平衡。所以绝大部分空空导弹、防空导弹做不到全程动力飞行,发动机工作时间不到10秒,甚至2~5秒就结束了。AIM-9B工作时间才2.1秒, AIM-120才9秒,AIM-132约15秒,整个航程分动力射程、惯性射程两段。

空空导弹一般用固体火箭发动机,推力大、结构简单、反应迅速;但比冲低、推力难调节。

空空导弹要想击中目标,要满足许多条件,比如:

1、敌我双方的势态,是迎头攻击、还是追尾攻击;2、发射载机的高度、速度、雷达距离;3、目标的高度、速度、方向;4、导弹自身速度、雷达制导距离、发动机状态等等。

所有这些参数整合,用一条封闭的曲线围起来就是导弹“攻击包线”。区域中心是目标,边界是不同状态下的最大射程和最小射程,即远界和近界。在区域内发射导弹才有机率命中,区域外概率基本为零。如果在最大距离上射导弹,敌机只要调头往回飞,导弹就没办法了。

空空导弹的“最大射程”水分很大,抛开环境谈射程都是“耍流氓”。比如迎头攻击,导弹、目标相对速度大,攻击距离就远;尾追攻击相对速度小,攻击距离就近。

美制AIM-120A远程空空导弹,10000米高空迎头攻击射程75千米,尾追22.5千米;5000米空域迎头攻击射程47千米,尾追攻击只有12.6千米了。迎头和尾追差距非常大,高空和低空差距非常大。


发动机工作时,导弹动能充沛,机动性和过载很强。在“不可逃逸区”导弹再怎么消耗,机动性也比目标高很多,很难摆脱。

等发动机关机,导弹速度迅速下降,每一次机动都消耗剩余能量,命中率越来越低,直至丢失目标自毁。“不可逃逸区”只有最大射程的30%左右。所以很多射程上百公里的导弹,在实战中发射距离近得多。

要想在不损失机动性的前提下提高射程,就只能在发动机和推进剂上下功夫了。

早期的空空导弹都采用单级固体火箭发动机,推进剂一次性烧完,推力不可调又浪费严重。实际上导弹起飞阶段需要大推力,巡航段只需小推力维持就可以了。

50年代,美国研制出单室双推力火箭发动机。在一个燃烧室内放两种药柱,一种大推力起飞,一种小推力巡航,接近目标点燃速燃药柱追赶目标。单室双推力技术在20多种导弹上使用,比如美国AIM-7F麻雀、AIM-9L响尾蛇、AIM-120基本型等。

后来在此基础上,又研制出双室双推力火箭发动机,推进剂分舱放置效率更高,最大射程提高20~30%。此外还有双脉冲火箭发动机,多段燃料脉冲点火,推力可调更灵活。我国PL-15导弹就使用双脉冲技术,性能非常优异。

▲双脉冲

欧洲的“流星”导弹另辟蹊径,采用火箭-冲压一体化技术,将火箭发动机和冲压发动机融合在一起。初始阶段用火箭推进,燃料烧完空出舱室,正好当冲压发动机燃烧室使用。冲压发动机不用带氧化剂,所以射程远效率高,全程都有动力,威力大了很多。

▲“流星”空空导弹 前


▲整体火箭冲压发动机

综上,虽然空空导弹发动机只工作数秒,但敌机还是很难摆脱的。只是其发射和攻击是复杂又玄妙的事情,需要多种因素密切配合才行,考验飞行员的技战术水平。


和风漫谈


会问这个问题是因为对导弹的速度缺少感性认识。

导弹在飞机上已经具有了一马赫左右的速度,一般最高速度也就3~4马赫左右。基本估算一下,不考虑加速过程,就用发动机维持3马赫速度,一秒钟就是一公里。要是发动机能工作二十秒,就意味着20公里的动力段,这已经是视距格斗的极限了,所以格斗弹根本不需要那么长的发动机工作时间。

远程导弹可以使用高抛弹道,利用导弹的动力段爬高度,高空阻力小可以滑翔很远,然后以高打低,利用重力加速,在燃料耗尽以后还可以获得一定机动能力,足以打击一般的飞行器。这样有30秒的动力段,估计够100公里的射程了。


味冷


我来说点更细节的东西。

空空导弹发动机的工作时间并不是固定的,甚至差别很大;大体上,射程越大,发动机工作时间越长。目前空空导弹主要分为近距格斗导弹、中距空空导弹,以及新型的远程空空导弹。格斗弹射程从最早的几公里到现在的30来公里,发动机工作时间也由3秒左右增加到了6-8秒。中远程空空导弹射程从早期的60来公里增加到了现在的150-200公里,甚至更多,发动机工作时间也从10来秒增加到了20-30秒,甚至更多。

AIM-120空空导弹

但即使是这样的工作时间,按照空空导弹一般的2.5-4马赫的飞行速度,其动力射程与最大射程还是有比较大的差别的。所以,空空导弹在发动机停止工作后,是以惯性在继续飞行的。由于导弹本身拥有多个气动舵面,所以,即使是维持惯性飞行,气动舵面依然可以发挥作用,从而攻击目标。但是,当导弹飞行能量越来越低,其攻击能力也是越来越差的。

歼10C挂载的PL-10格斗弹和PL-15中远程空空导弹

并且,需要知道的是,所谓的空空导弹的射程,其实是有很多限制的。一般来说,空空导弹的最大射程,是指在高空(空气阻力小)情况下,面对以0.8-1.2马赫左右“迎头飞行”的敌机,导弹能够进行攻击的最大距离。一定要注意这个用词,那就是“迎头飞行”,所以这导弹的飞行过程,要加上自己载机平台初速度的影响,敌机持续飞行的影响,所以水分还是比较大的。如果敌机不是迎头飞机,而是逃离呢?那射程就要大大降低了,甚至降低一半以上。

同时,这个射程跟目标的机动情况关系也比较大。如果对方是近乎直线飞行的低机动目标,比如轰炸机、加油机之类的,那么其有效射程就会大一些;如果是战机类的高机动目标,那么有效射程也会大大降低,甚至会降低一半以上。

导弹发射时机很重要

所以,空空导弹的射程又分为最大射程、有效射程、动力射程等。动力射程基本指的就是发动机工作时间的射程了,像R-77、AIM-120C之类的空空导弹,其动力射程也就20-30公里。建立在动力射程之上的,就是“不可逃逸区”这个概念了。所谓不可逃逸区,是指导弹在这个区域内能量很充足,战机几乎不可摆脱。一般来说,R-77、AIM-120C之类的这个区域范围在25-40公里。所以,你会发现,以前真正战争时,中距空空导弹的实际发射距离通常在30多公里,这是为了让导弹有足够的攻击效果。但即使这样,考虑到敌机机动、电子干扰等手段,实际命中率也比较难说。

歼16所挂的这个未公开型号的PL-XX导弹射程很大

目前新型的中远程导弹,比如我国的PL-15,美国的AIM-120D,欧洲的“流星”空空导弹,采用了双脉冲发动机技术、冲压发动机技术等新技术。双脉冲发动机技术通过分室装药、多次点火等手段,使发动机能够多次工作,以提高导弹中后期的机动性,并提高攻击能力;而冲压发动机技术由于可以使用空气里的氧气,所以可以提高同等装药下的射程。它们的最大射程增加到150公里范围,甚至是180公里左右,其动力射程、不可逃逸区也会明显加大。


晨曦谈兵


这个提问其实并不正确,空空导弹发动机工作时间各不相同,有些空空导弹发动机的确是只工作不到10秒的时间,但有些空空导弹发动机工作时间长达数十秒,甚至还具备重启能力,所以空空导弹发动机的工作时间不能一概而论。

最初空空导弹采用的是单脉冲固体火箭发动机,这种单脉冲固体火箭发动机的点火工作时间只有数秒,将导弹加速到预定速度后就没有推力了,空空导弹只能依靠剩下的动能去攻击对方战机,所以这种空空导弹的射程有限,末端机动能力也聊胜于无,对方战机在遭到这种导弹攻击时的摆脱概率很高。

要继续提升空空导弹的射程和末端机动能力,基本只有两种途径。第一,空空导弹使用冲压发动机。第二,装备双脉冲固体火箭发动机。冲压发动机使用进气道从外部获取空气,导弹本身不需要携带氧化剂,所以导弹的燃料携带量可以增加,发动机的工作时间也得以延长,这种设计的代表就是“流星”导弹。资料显示,“流星”导弹发动机的工作时间接近60秒,所以它的射程较大。

但是,空空导弹在末端飞行时需要进行大过载机动,来攻击正在高速高机动摆脱空空导弹的战机,而冲压发动机在大过载机动的情况下工作状态并不稳定。所以这种空空导弹的末端机动能力相对较低。

装备双脉冲固体火箭发动机也可以提升空空导弹的射程,当初装备单脉冲固体火箭发动机的AIM-120A/B空空导弹的射程只有75千米,后来改装双脉冲固体火箭发动机的AIM-120C空空导弹的射程一下子提升到105千米,后续的AIM-120C改进型乃至AIM-120D空空导弹的射程还可以增加到160千米甚至是更远。

装备双脉冲固体火箭发动机的空空导弹主要通过脉冲的点火和关机来管理控制导弹的飞行能量,主要工作方式就是第一个点火脉冲首先工作,将空空导弹加速到预定速度后关机,等到空空导弹在飞行末端或者即将耗尽能量时,再次点燃第二个脉冲,以此大幅度提高导弹的射程和末段能量。鉴于双脉冲固体火箭发动机总体优势更加明显,没有突出的缺点。所以越来越多的大国研发装备了双脉冲固体火箭发动机中远距离空空导弹。


科罗廖夫


空空导弹是当今世界上各类飞行器上搭载的数量最多的导弹之一,主要得益于空空导弹有以下一些优点:机动性强,尺寸较小,重量较轻,毁伤能力大等。这也是世界各国争相研发各类空空导弹的原因。


空空导弹主要搭载在各式战机上,主要用于空战,相比较航空机炮,空空导弹命中精度高而且射程远,极大的提高了战机的生存率。当然空空导弹在发射出去之后,前一段时间发动机只工作数秒钟,使导弹达到很高的速度,然后发动机停止工作,就靠惯性飞行。

当然也就是这个惯性飞行阶段,导弹属于不用管阶段,该阶段全部依靠雷达制导系统,该系统会事先根据目标的位置变化做出变向,控制导弹的飞行方向,导弹会根据雷达转换成的信号形成控制指令。当空空导弹接近目标时,其引信就会引爆导弹,从而摧毁目标。



当然各种不同类型的空空导弹,其射程是不一样的,像如今先进的有美国的AIM-120,俄罗斯的R-17,中国的霹雳-12等等,这些空空导弹作战距离都可以达到70公里左右。当然如果增加空空导弹的射程,也可以先提升战机的初速度,当战机的初速度达到很高水平,此时发射出去的空空导弹由于惯性作用将达到更高速度。这样留给目标反应的时间就更少了,提高击落几率。


以上仅代表个人观点,欢迎评论。


Global防尉


空空导弹的发动机之所以工作时间短,那是因为它们使用的是固体燃料火箭发动机(部分使用液体燃料),而空空导弹的体积就这么点大(与其他导弹相比明显体量更小),所以它上面发动机体积以及可携带的固体燃料体积大小就被严格的限制死了,也就是说,在发动机和燃料的技术没有取得重大技术突破之前,就不要指望空空导弹的发动机能够工作多长的时间了,其工作时间与导弹的射程有关,射程越远,发动机工作的时间就越长,而像那些近距离格斗弹,它们的发动机工作时间确实是以“秒”来计算的。

▲AIM-9“响尾蛇”红外格斗弹

那么,既然空空导弹的发动机工作时间短,它们又是靠什么来击中目标呢?就是惯性,因为只要发动机一停止工作,导弹就会立刻失去动力来源,在这种情况下导弹只能依靠巨大的惯性来对目标进行追击,只不过在此之前,导弹的速度一般都已经被加速到3马赫以上了,这个速度就是空空导弹相对飞机所拥有的优势,除此之外,因为导弹的速度是一直在衰减的(空气阻力的作用,导弹每一次的机动都会对造成更大的能量损耗),所以,导弹想要击中目标,还需要利用战机所不能做到的大过载机动来“抄近路”对战机进行拦截,比如下图所示:

而在这种情况下,就涉及到了导弹的最大射程和不可逃逸区射程的问题了,最大射程就是导弹从发动机点火到它动能耗尽后的射程,而导弹的不可逃逸区则是指在这个射程内不管目标怎么飞导弹都能把它给打下来,这个“不可逃逸区”其实与导弹的最大过载机动能力有关,只要导弹可以做的最大过载机动能力强于目标,那么就可以说此时目标还在导弹的不可逃逸区,因为这个时候目标基本上不可能依靠机动就摆脱导弹的追击。所以,从这方面来看,对于空空导弹来说,在发动机停止工作之前,它的速度越高,不可逃逸区射程就越大,也就意味着它的追击性能越好,毕竟导弹可以承受的过载G数是要远远大于飞机的。


哨兵ZH


标题所指的只能工作10秒的空对空导弹,应该是指近距离空中格斗导弹,这种导弹为什么工作时间很短,这是与它的设计要求有着非常大的关系的。

第一、近距离空中格斗导弹,它的作战用途就是战机格斗使用,它的使用范围就一般就是在目视范围内,这样的范围基本上都是在10公里以内的样子。

所以在设计近距离空中格斗导弹时,10秒的工作时间就已经足够了,要知道在现代真实空战中,战斗机从机动---格斗----发射----击落这一套过程实际上也就只有十多秒,并不会像电影镜头里的缠斗十几分钟。

以普通近距离空中格斗导弹飞行速度3马赫计算,10秒的工作时间已经绰绰有余,不需要在另行增加导弹工作时间了。

第二、近距离空中格斗导弹,它的设计要求是速度快、机动能力强,对于射程上并没有什么特别的要求,因此在进行技术设计时,就必须要考虑到前面两个性能。

因此在设计导弹时,就需要尽可能的减轻导弹的设计重量,以提高速度和机动性,而减轻导弹重量最好的办法,就是尽可能的减少导弹燃料的携带量,以减小导弹的体积和重量,是减少飞行阻力和提高机动性最行之有效的办法。

近距离空中格斗导弹是现代军事中最精巧的先进作战武器,由于它的特殊使用环境,使得其并不能像其他的作战武器那样设计得“大而全”,只能根据用途突出优点,只有这样才能把它设计出一款真正优秀的作战武器。


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