02.07 永遠的傳奇,俄羅斯的終極殺手鐗米格31

作為俄羅斯乃至全世界範圍內的最後一款專用型截擊機,米格31可謂是大名鼎鼎,它是全球最重的戰鬥機,也是全世界唯一的鈦合金戰機(SR71是偵察機),更是全世界飛行最快的渦扇戰鬥機,集眾多光環於一身。下面,我們通過一些少有涉及的側面來了解一下這款堪稱傳奇的戰機。

永遠的傳奇,俄羅斯的終極殺手鐧米格31

▲終極截擊機——米格31


一切以超越F14為目標的捕狐犬

米格31是米格25的深度改進型。前代米格25大獲成功,讓前蘇聯領導層大受鼓舞。不過米格25畢竟是在簡陋條件下設計建造的,採用的很多技術在米格25剛服役便已經大幅度落後,很多技戰術指標也因為前蘇聯當時落後的電子工業而留有遺憾。再加上70年代著名的別連科事件,米格25對於西方已經沒有任何秘密可言。

永遠的傳奇,俄羅斯的終極殺手鐧米格31

▲別連科事件中的米格25

於是米格25的深度改進型號Ye-155MP截擊機(正式型號米格31)開始加速進行。值得一提的是,與蘇27研製深受美國F15影響一樣,米格31的研發也深受美國F14的影響(F14服役於1972年,米格31研製時間不早於1975年)。

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▲Ye-155MP截擊機(米格31原型機)


鈦合金戰機米格31為什麼比米格25更重

前面提到了, 米格31是目前現役最重的戰鬥機,其最大起飛重量高達46.2噸。但是作為世界上第一款鈦合金戰鬥機,米格31的鈦合金用量達到了16%(是米格25的兩倍),此外還有33%的鋁合金(是米格25的三倍),不鏽鋼的用量則從米格25的80%降到了50%。但是米格25機型中最大起飛重量最大的米格25RB也只有41.2噸,其它型號的最大起飛重量在36噸~39噸之間。之所以出現米格31重於米格25的情況,主要原因就是在尺寸上,米格31要大於米格25,此外更多的內油和機載設備,米格31的空重高達21.8噸,這要遠超米格25的15噸。因此米格31比米格25重也就是容易理解了。

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▲米格25(上)與米格31尺寸對比


米格31氣動佈局遜色於F14一籌

F14是美國第一款三代戰鬥機,可變後掠翼設計賦予了F14在具備良好的高速性能的同時,兼顧了優異的近距離機動性。雖然號稱是戰鬥機,但冷戰時代服役的F14實際上還是以攔截敵方戰鬥機和轟炸機為主,尤其是裝備的AN/AWG-9多普勒火控雷達更是同時代最強大的機載雷達之一,最大探測距離超過300千米(大型目標),對於戰鬥機的最大探測距離可達160千米。還具有邊搜索邊跟蹤的能力,能同時跟蹤24個目標,並同時引導6枚AIM-54A導彈攻擊六個目標,具備強悍的截擊能力,性能遠超蘇聯當時裝備的米格25系列。在兩伊戰爭期間,伊朗的F14A多次在伊拉克戰機沒有反應過來的情況下便擊落了對手。

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▲AN/AWG-9和不死鳥賦予了F14不俗的遠程截擊能力

Ye-155MP截擊機在設計之初便考慮過採用可變後掠翼設計,在三個項目中的B方案就是可變後掠翼設計。不過前蘇聯在電子工業方面的劣勢,無法研製出像美國F14上採用的無級變速可變後掠翼,對機動性的提升沒有達到預期目的,而且複雜的可變翼結構造成了可靠性下降,機身死重增加,這對於“斤斤計較”的戰鬥機而言是不可接受的,最後Ye-155MP截擊機採用了傳統的常規佈局。保守的氣動佈局加上龐大的機身,這也為米格31糟糕的格鬥性能埋下了伏筆。

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網友製作的可變後掠翼版Ye-155MP截擊機CG


在雷達上找回場子——首款採用相控陣雷達的戰機

另外在機載火控系統方面,米格31的火控系統被命名為“盾牌”,是一款以“盾牌”機載無源相控陣雷達為核心,具備多目標跟蹤和多目標打擊的新型多通道遠距離攔截系統,這也使得米格31成為世界上第一款裝備相控陣雷達的戰鬥機,領先西方至少20年(西方最早使用相控陣雷達的F22、陣風和F2出現在21世紀初)。

不僅應用時間最早,技術還非常先進,現代戰鬥機必備的“邊跟蹤邊掃描”和“多目標攻擊”功能米格31早就有了,還在世界上首次實現了搜索、跟蹤和敵我識別同時進行。而且“盾牌”雷達還是世界上第一款支持雙波段(X波段和L波段)的機載雷達。對戰鬥機最大探測距離達200千米,跟蹤距離為90千米,可以同時跟蹤10個目標,並對其中4個發起攻擊。

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裝備“盾牌”相控陣雷達的米格31B

從雷達性能來看,米格31的“跟10攻4”似乎遜色於F14的“跟24攻6”。但實際上,F14的AN/AWG-9包括後續F14D的APG-71(APG-71是AN/AWG-9的數字改型)都是傳統的機械掃描多普勒雷達,雷達波束的掃描範圍很窄,目標數據刷新慢,因此F14的多目標跟蹤和攻擊能力只能在很窄的扇面內才能實現,目標只要稍微大一點的機動便能飛出F14雷達的掃描範圍從而擺脫鎖定,F14的遠距多目標攻擊能力並沒有宣傳中的那麼好。

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AN/AWG-9雷達註定了F14的多目標攻擊能力遜色於米格31

米格31的電掃描相控陣雷達雷達波束的掃描範圍要遠大於F14,目標數據刷新也超過傳統機械掃描,多目標跟蹤和攻擊的效果實際上要遠好於F14。而俄羅斯現役的米格31改進型米格31BM換裝了升級版的“盾牌”A火控雷達,通過換裝新型接收機和信號處理器,最大探測距離達到了320千米(大型目標),對戰鬥機最大探測距離為240千米,最大跟蹤和攻擊目標數提高到了15個和6個。至此,米格31在雷達上實現了對F14的全面超越。

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▲米格31BM

事實上,美軍也意識到F14的雷達的先天不足,在F14的終極改進型號“終極熊貓”上,APG71雷達被更為強悍的有源相控陣雷達所替代。只是F14斯人已逝,沒有對手的米格31終將寂寞終老。

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▲只存在圖紙上的終極熊貓使用了相控陣雷達


強於F14的中遠距截擊能力

在武器方面,前蘇聯為米格31研製了R33遠程空空導彈,這也是目前俄羅斯現役空空導彈裡最重和射程最遠的導彈,彈長為4.15米,彈徑為380毫米,彈重為490千克,戰鬥部重量高達47千克,最大射程為120千米(略小於AIM-54A的150千米),改進型號則達到了200千米,在射程上實現了對AIM-54A的反超,整體性能與AIM-54A不相上下。只是R33沒有實戰經驗,與擁有不俗實戰經歷的AIM-54A相比,底氣顯然沒有那麼足。

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▲R33遠程空空導彈

進入21世紀後,俄羅斯為米格31BM研製了全新的R37超遠程空空導彈,最大射程提高到300千米,主要用於攻擊敵方預警機等高價值目標。此外,配合載機米格31BM具備下視下射功能的的“盾牌”A相控陣雷達,R37還具備攔截低空巡航導彈的能力,並在2017年7月成功進行了攔截巡航導彈的實戰演練。至此,米格31的遠程導彈性能實現了對AIM-54A導彈的超越。只是後者已經隨著F14退役,頗有點“君生我未生,我生君已老”的意味。

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▲展臺上的R37M遠程空空導彈

米格31有8個外掛點,其中機腹四個(前兩個掛點採用半埋式設計,可以降低掛載飛行阻力)主要用於掛載四枚遠程空空導彈。

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▲米格31的半埋掛架(圖左)和半埋式掛載的R37M遠程空空導彈

米格31機翼的四個掛點一般用於掛載R40中程彈或R60格鬥彈或者副油箱。下圖的米格31B攜帶了四枚R60格鬥彈,而且採用的是比較罕見的串列式掛架(這也是識別米格31B的最大外在特徵),這樣四枚R60只佔用了兩個掛架,剩餘兩個掛架理論上可以用來掛載其它武器,不過這樣做會加大阻力,十分注重高速性能的米格31一般情況下選擇直接拆掉這兩個掛架。

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▲採用四遠四近(4枚R33+4枚R60)掛載的米格31B

在米格31可以攜帶的各型空空導彈裡,比較特殊的就是R40導彈,這種一種與R27和法國米卡類似的導彈,其導引頭可以在半主動雷達和紅外導引中互換,相應其身份也在中距導彈和近距格鬥彈之間切換。R40導彈採用兩級式固體火箭發動機,主發動機在前,助推發動機艙位於彈體後部,細長的彈體有利於彈道穩定,適用於高空高速攔截攻擊。不過該型導彈也存在速度較慢的缺點,再加上前蘇聯感人的電子水平,R40雖然設計理念十分新穎,但是其整體性能還是要弱於F14的AIM7麻雀中距導彈。

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▲AIM7麻雀性能要強於R40

下圖的米格31B的R40採用的就是紅外導引頭(圓形的紅外導引頭)的R40TD,最大射程為20千米(早期型號)或50千米(改進型號)。這樣的掛載主要用於敵方戰鬥機進行攔截。

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▲採用四遠兩中(4枚R33+2枚R40)的米格31

下圖為採用四遠兩中兩副油箱掛載的米格31B。這架米格31B掛載的是雷達導引頭(導引頭是尖的)的R40R,最大射程為50千米(早期型)或80千米(改進型號)。兩個副油箱可以增加米格31B的航程,顯然這架米格31B將要進行超遠距離巡航任務。

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▲採用四遠兩中兩副油箱掛載的米格31

改進型的米格31BM增加了攜帶新一代R77中距彈和R73格鬥彈的能力,R73格鬥彈的性能上實現了對F14的超越,R77中距彈則與F14的AIM120不相上下。兩種導彈可以根據攔截對象的不同選用多種掛載方式,例如下圖米格31BM採用的是四遠(R33)+四近(R73)的空優掛載,飛行阻力更小,可以有效發揮米格31的高速性能,適合攔截轟炸機等機動性一般的目標。

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▲採用四遠四近(4枚R33+4枚R73)掛載的米格31

下圖的米格31BM採用的則是四遠(R33)+兩中(R77)+兩近(R73)的空優掛載。這種掛載具備真正意義上的遠中近梯次攔截能力,主要用於對付敵方戰鬥機這樣的高機動性目標。“四遠+兩中”可以有效發揮米格31BM超大尺寸機載雷達的探測優勢和多目標打擊能力,可以對目標在中遠距離進行多次攔截,最大程度避免進入米格31不擅長的近戰,而兩枚R73也保證了米格31BM萬一與敵方戰鬥機近距離遭遇時不至於沒有還手之力。

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關公戰秦瓊,F14VS米格31

在我們用米格31與F14進行模擬對戰之前,我們來了解下雙方的高馬赫數下機動性能(也就是俗稱的高速機動性)。高速機動性雖然一度被三代機所摒棄,但是在四代機上卻又被重新重視起來,因為具備高速機動性的戰鬥機(比如F22)在超視距空戰中可以憑藉高速完成各種佔位、進攻和脫離機動,以自身的高能量狀態壓制對方導彈的攻擊距離。

而在這方面,突出截擊性能的F14能以2.04馬赫的速度在1.5萬米飛出7G的過載。而號稱終極截擊機的米格31可以在同樣高度以2.6馬赫的速度飛出5G的過載,高速性能遠超F14。

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▲為米格31BM運送R33遠超空空導彈

那麼在進入視距內之前,米格31憑藉遠超F14的高速機動性以及雷達的優勢有很大概率能擊落F14,並能憑藉高達2.83馬赫的急速輕鬆擺脫F14發射的不死鳥和麻雀導彈。進入視距內之後,米格31的飛行員只要不蠢到和F14玩機動性,依靠遠超F14的高速性能,雖然不能拿F14怎麼樣,至少脫離戰鬥自保還是可以的。

夭折的三代機殺手——米格31M空優型

20世紀80年代初,考慮到西方以F15為代表的高機動性三代機的服役,米格31孱弱的機動性成為需要迫切解決的問題,前蘇聯需要一款“保留相當的空中機動性”並擁有更遠的航程和更大載彈量的新型截擊機。出於穩妥的考慮,當時有兩個項目同時進行。其中一個是米高揚設計局的米格31M項目(另一個就是鼎鼎大名的蘇30項目)

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▲米格31M三視圖

米格31M於1983年開始研製,從外觀上來看,機首被設計成下垂7度,以改善飛行員視野,此外前擋風玻璃採用了三代機主流的整體單片式,視野更好。後座艙的座艙蓋高度減小,並加粗了座艙蓋後面的機身脊背,這使得米格31M從外觀上看更像是一款單座戰鬥機,此外加大了機翼邊條,外觀呈明顯的圓弧形,機翼翼尖增加兩個外掛點用於掛載電子戰吊艙。相對於米格31的其它型號,米格31M外觀上的改動相當巨大,差異之大,幾乎相當於另外一款機型。

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米格31M外觀和其它米格31區別很大

另外,米格31M的機腹半埋掛點從4個增加到了6個,可以同時攜帶6枚遠程空空導彈,機翼四個掛點增加了對新一代R77和R73導彈的支持。米格31M執行攔截任務時,最多可以一次攜帶6枚R73遠程空空導彈和4枚R77中距空空導彈,提高了持續作戰能力。

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▲米格31M的機腹掛點每排增加到3個

在機載設備方面,米格31M新型的“盾牌”M遠距離攔截系統,其核心的“盾牌”M無源相控陣雷達,天線直徑達到了1.4米,這是有史以來最大的戰鬥機機載雷達,再加上新型號的接收機和信號處理器,“盾牌”M的最大探測距離達到了360千米,可以跟蹤24個目標,並對其中6個目標進行攻擊距離,制導距離達到了200~230千米。米格31M還安裝了新型號的光學跟蹤系統,對於隱身目標具有更好的探測性能。同時座艙也進行了升級,採用了四塊(前一後三)液晶顯示器取代了部分儀表,大幅度減輕了飛行員的操作負擔。

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▲米格31M的後座艙

此外,米格31M還安裝了更大推力的D30F-6M發動機,單臺最大狀態推力93千牛,加力推力達到了152千牛。確保了米格31M的飛行性能並沒有任何下降。

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▲與米格31M同型號的D30系列發動機

經過你大改後的米格31M是一架名副其實的多用途戰鬥機。除機動性外,整體將達到三代機的水平。只是生不逢時的米格31M趕上了前蘇聯解體,囊中羞澀的俄羅斯最終放棄了米格31M項目。不過米格31M的部分技術被應用到了米格31BM上,也算是另類的重生吧。

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▲生不逢時的米格31M


後記

就如同梅卡瓦主戰坦克是為以色列亮相打造一樣,作為目前世界上唯一的專業截擊機,米格31也是一款為俄羅斯量身打造的機型,也許它並不適合其它國家,但絕對是最適合俄羅斯。作為俄羅斯空軍重要的組成部分,米格31還將在俄羅斯服役相當長的時間,繼續書寫著傳奇。



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