隱身空空導(dǎo)彈漸露崢嶸

文/楊慧君

在前段時(shí)間舉行的2021年英國(guó)國(guó)際防務(wù)展（DSEI-2021）上，德國(guó)迪爾系統(tǒng)公司推出了一款新型隱身空空導(dǎo)彈，引起國(guó)際媒體高度關(guān)注。導(dǎo)彈采用矩形彈體，超長(zhǎng)邊條翼和翼身融合技術(shù)，不僅使導(dǎo)彈獲得更大的升力系數(shù)和更遠(yuǎn)射程，最重要的是導(dǎo)彈由此獲得一件“隱形外衣”，降低了敵方戰(zhàn)機(jī)導(dǎo)彈告警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的概率，生存能力更強(qiáng)。那么，空空導(dǎo)彈隱身手段都有哪些？導(dǎo)彈隱身技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)又是如何？

后起之秀 漸露崢嶸

隨著現(xiàn)代軍用飛機(jī)探測(cè)、告警和對(duì)抗能力的提升，空空導(dǎo)彈越來(lái)越容易被發(fā)現(xiàn)、跟蹤、干擾甚至被攔截，迫切需要采用各種先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高其自身的突防能力，而隱身技術(shù)就是其中之一。隱身技術(shù)，亦稱目標(biāo)特征信號(hào)控制技術(shù)，是控制或減弱武器裝備所產(chǎn)生的特征信號(hào)，使其難以被發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識(shí)別和攻擊的技術(shù)。隱身技術(shù)主要包括雷達(dá)隱身、紅外隱身、射頻隱身等，其中雷達(dá)隱身研究起步最早。

▲ 德國(guó)研制的采用隱身化設(shè)計(jì)的FCAAM空空導(dǎo)彈發(fā)射概念圖

早在20世紀(jì)30年代英國(guó)開始利用雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行防空探測(cè)的同時(shí)，隱身技術(shù)就已經(jīng)開始萌芽。二戰(zhàn)期間，德國(guó)設(shè)計(jì)的飛翼式噴氣試驗(yàn)機(jī)是隱身外形設(shè)計(jì)的首次應(yīng)用，而隱身材料的首次應(yīng)用則是德國(guó)在潛艇上使用吸波材料。隱身空空導(dǎo)彈研制起步較晚，20世紀(jì)80年代美國(guó)軍方才開始嘗試在空空導(dǎo)彈上應(yīng)用隱身技術(shù)，并取得一定成效。

世界空空導(dǎo)彈發(fā)展歷史上，首個(gè)應(yīng)用了雷達(dá)隱身技術(shù)的型號(hào)是美國(guó)AIM-152“先進(jìn)遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈”。20世紀(jì)80年代初開始研發(fā)的AIM-152空空導(dǎo)彈比一般的空空導(dǎo)彈體積大很多，射程也更遠(yuǎn)，在長(zhǎng)時(shí)間的飛行過程中，很容易被敵方飛機(jī)探測(cè)到。美國(guó)休斯/雷錫恩團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地在導(dǎo)彈上應(yīng)用了一系列雷達(dá)隱身技術(shù)，彈身采用雷達(dá)吸波材料制造，并外覆吸波涂層。雖然，隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，AIM-152并未真正走上戰(zhàn)場(chǎng)，但是卻開啟了世界空空導(dǎo)彈隱身之路的探索大門。

1990年，美國(guó)福特航宇公司推出了世界上首個(gè)全面貫徹隱身理念的“海弗·達(dá)什”空空導(dǎo)彈。該型導(dǎo)彈最大的特色是，采用了與當(dāng)時(shí)主流空空導(dǎo)彈完全不同的氣動(dòng)外形布局。除了導(dǎo)引頭部位以外，彈體其他部位截面均為上寬下窄、接近梯形的不規(guī)則四邊形。此外，導(dǎo)彈取消了傳統(tǒng)導(dǎo)彈位于彈體中部的彈翼，保留的尾舵也是以不規(guī)則間距安裝，可將入射雷達(dá)波反射到其他方向。彈身采用石墨基復(fù)合材料制造，具有良好吸波性能。除了這些雷達(dá)隱身技術(shù)措施之外，“海弗·達(dá)什”導(dǎo)彈還創(chuàng)新性地引入了射頻隱身技術(shù)，降低了導(dǎo)彈被敵機(jī)無(wú)源探測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)的概率。

▲ “海弗·達(dá)什”空空導(dǎo)彈

▲ F-15翼下掛載的AIM-9X“響尾蛇”空空導(dǎo)彈

美國(guó)AIM-9X“響尾蛇”空空導(dǎo)彈是世界產(chǎn)量最高的近距格斗型導(dǎo)彈，近期也開始重視導(dǎo)彈隱身能力的提升。2019年美國(guó)海軍推出的AIM-9X Block Ⅱ+新型空空導(dǎo)彈，通過局部修形的隱身外形設(shè)計(jì)、彈翼采用吸波材料制造、導(dǎo)彈外表面覆蓋吸波涂層等隱身手段，有效提升了導(dǎo)彈的隱身性能。

2021年9月舉辦的英國(guó)國(guó)際防務(wù)展上，德國(guó)迪爾系統(tǒng)公司展示了一款采用隱身設(shè)計(jì)的空空導(dǎo)彈FCAAM，即未來(lái)作戰(zhàn)空空導(dǎo)彈。導(dǎo)彈采用了矩形升力體結(jié)構(gòu)彈體，就連彈體前部的導(dǎo)引頭整流罩也不是傳統(tǒng)的半球形，而是采用了楔形頭部設(shè)計(jì)。取消了常規(guī)空空導(dǎo)彈采用的四片中彈翼，取而代之的是兩片沿彈身左右兩側(cè)布置的超長(zhǎng)邊條翼，幾乎與彈體等長(zhǎng)。同時(shí)采用了翼身融合技術(shù)，彈翼與彈身之間沒有明顯連接處，而是平滑過渡融為一體。尾翼也不再是傳統(tǒng)的90°正交間距安裝方式，而是以不規(guī)則間距傾斜安裝在彈體上，并且上方兩個(gè)尾翼的根部正好與邊條翼后部外緣融合，一體化設(shè)計(jì)更加明顯。專家預(yù)測(cè)，F(xiàn)CAAM導(dǎo)彈彈體表面還可能涂覆吸波涂層，將進(jìn)一步提高導(dǎo)彈的雷達(dá)隱身性能。

它山之石 可以攻玉

▲ 采用隱身化設(shè)計(jì)的德國(guó)FCAAM空空導(dǎo)彈的氣動(dòng)外形與傳統(tǒng)空空導(dǎo)彈有明顯的不同

▲ 世界上第一型完全以隱形技術(shù)設(shè)計(jì)的F-117A攻擊機(jī)

隱身武器發(fā)展由來(lái)已久，其中隱身飛機(jī)是最早使用隱身技術(shù)的武器裝備之一，隱身技術(shù)使用最廣泛、實(shí)戰(zhàn)效果最顯著。美國(guó)20世紀(jì)50年代開始研發(fā)的U-2、SR-71、D-21偵察機(jī)，70年代的F-117A攻擊機(jī)和B-2轟炸機(jī)，80年代的F-22和F-35戰(zhàn)斗機(jī)，再到如今的法國(guó)神經(jīng)元無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)和俄羅斯的新一代隱身飛機(jī)T-50等，全面反映了隱身技術(shù)在不斷發(fā)展和成熟，已經(jīng)建立起比較完整的技術(shù)體系，形成了工程化的隱身設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和規(guī)范，涌現(xiàn)了一大批隱身武器裝備。

20世紀(jì)80年代，美國(guó)開展了一個(gè)高度機(jī)密的、全面綜合的飛行器隱身計(jì)劃——“黑色”計(jì)劃，采用系統(tǒng)工程的方法，有計(jì)劃、有步驟和分階段地進(jìn)行隱身技術(shù)的研究。其子計(jì)劃“隱身先進(jìn)巡航導(dǎo)彈”以隱身性能作為主要目標(biāo)，開展了巡航導(dǎo)彈先進(jìn)氣動(dòng)外形、低目標(biāo)特征外形方案、隱身技術(shù)與其他技術(shù)綜合應(yīng)用等方面研究。這些研究成果，尤其是先進(jìn)外形設(shè)計(jì)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于AGM-86B空射巡航導(dǎo)彈、AGM-129A先進(jìn)巡航導(dǎo)彈、AGM-158聯(lián)合防區(qū)外空地導(dǎo)彈和LRASM反艦導(dǎo)彈等裝備上，使它們具有非常高的隱身性能。

實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身的技術(shù)途徑主要包括，特殊的外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、吸波和透波材料的應(yīng)用、等離子體隱身技術(shù)等。外形隱身技術(shù)是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈隱身的根本，是決定導(dǎo)彈裝備隱身性能和隱身水平的首要因素。通過采用非圓截面彈體結(jié)構(gòu)、減少甚至取消彈翼和舵面、采用吸波材料制造并涂覆吸波涂層等多種手段的綜合應(yīng)用，可有效降低導(dǎo)彈的雷達(dá)反射信號(hào)，提高導(dǎo)彈隱身性能。美國(guó)AGM-158導(dǎo)彈采用上窄下寬的非圓截面彈體設(shè)計(jì)，頭部為非對(duì)稱的類橄欖形，彈體中部為一對(duì)大展弦比后掠下單翼，載機(jī)發(fā)射前，彈翼折疊在彈體內(nèi)，尾部只有一片矩形可折疊后掠上垂直尾翼。彈體采用碳纖維復(fù)合材料編織而成，使用先進(jìn)RTM整體成型工藝，表面非常光滑，各部分渾然一體，消除了鉚釘、縫隙和臺(tái)階等次散射源。AGM-158導(dǎo)彈將先進(jìn)氣動(dòng)性能與隱身特性進(jìn)行折中優(yōu)化，前向雷達(dá)散射截面僅為0.01平方米，側(cè)向也才0.03平方米。

紅外隱身技術(shù)是指通過冷卻、降溫、遮擋和降低發(fā)射率等技術(shù)來(lái)控制或縮減導(dǎo)彈紅外輻射特性。導(dǎo)彈的紅外輻射特征源主要來(lái)自排氣系統(tǒng)腔體熱部件和熱噴流，以及高速飛行條件下的機(jī)體熱外表面。導(dǎo)彈紅外隱身技術(shù)發(fā)展較早，取得了大量成熟成果，并早已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。美國(guó)戰(zhàn)斧系列導(dǎo)彈采用F-107-WR-103/400渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，涵道比接近1:1，噴管排氣溫度僅為315℃。AGM-129導(dǎo)彈采用了非圓形二維開縫式排氣口，發(fā)動(dòng)機(jī)尾部還單獨(dú)設(shè)計(jì)了擋板用以遮擋發(fā)動(dòng)機(jī)排出的熱尾氣流，大大降低了導(dǎo)彈上方的紅外信號(hào)特征。美國(guó)海軍LRASM導(dǎo)彈大量應(yīng)用了雷達(dá)紅外兼容隱身材料，特別是在導(dǎo)彈尾部，采用了雷達(dá)隱身外形、高溫部件遮擋、低溫輻射噴管、隱身材料應(yīng)用等多種隱身手段，全面提升了導(dǎo)彈隱身突防作戰(zhàn)效能，代表了當(dāng)今世界亞聲速導(dǎo)彈綜合隱身技術(shù)發(fā)展的最高水平。

▲ AGM-158聯(lián)合防區(qū)外空地導(dǎo)彈

射頻隱身技術(shù)也稱為有源目標(biāo)特征縮減技術(shù)或低截獲概率技術(shù)，是指通過縮減、隱藏主動(dòng)雷達(dá)、數(shù)據(jù)鏈等電子設(shè)備的射頻信號(hào)特征來(lái)降低無(wú)源探測(cè)設(shè)備的截獲、識(shí)別等能力，達(dá)到對(duì)抗無(wú)源偵查威脅的目的。為了完成作戰(zhàn)任務(wù)，導(dǎo)彈需要通過彈上電子設(shè)備進(jìn)行感知和通信，從而獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，而這些射頻輻射源都面臨著被截獲的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要在不影響導(dǎo)彈功能和性能的前提下，對(duì)這些射頻輻射源進(jìn)行低截獲處理，應(yīng)用射頻隱身結(jié)構(gòu)和材料，都可有效提升導(dǎo)彈的射頻隱身能力。

與上述導(dǎo)彈相比，空空導(dǎo)彈在氣動(dòng)外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、突防要求等方面都存在相似之處，可以大量借鑒、參考甚至共享已有導(dǎo)彈型號(hào)隱身技術(shù)研究成果和經(jīng)驗(yàn)，從雷達(dá)、紅外、射頻等各個(gè)方面提高自身的隱身性能。

前景廣闊 不容小覷

隱身技術(shù)是提升武器裝備生存、突防能力和作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵技術(shù)，也是未來(lái)體系對(duì)抗中進(jìn)行信息反獲取的重要手段。美國(guó)洛·馬公司針對(duì)飛行器速度與隱身對(duì)突防生存概率的影響進(jìn)行過仿真分析，結(jié)果表明，飛行速度在2～3馬赫時(shí)，必須通過較高的隱身性能來(lái)實(shí)現(xiàn)高生存概率；4～5馬赫時(shí)，需要進(jìn)行速度和隱身性能綜合設(shè)計(jì)才能提高飛行器的生存能力。面對(duì)反隱身技術(shù)的不斷進(jìn)步，為有效應(yīng)對(duì)多層次、全頻譜威脅環(huán)境，空空導(dǎo)彈隱身技術(shù)正在成為世界各主要軍事強(qiáng)國(guó)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域，其發(fā)展態(tài)勢(shì)不容小覷。

一方面，需要進(jìn)一步深化空空導(dǎo)彈的雷達(dá)、紅外、射頻等隱身技術(shù)研究；另一方面，則需要綜合多種隱身手段，從隱身體系構(gòu)建、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法等方面提升空空導(dǎo)彈的隱身性能。

為了突破外形隱身和材料隱身的技術(shù)瓶頸，世界各國(guó)正在大力開展超材料、等離激元、等離子體、有源對(duì)消、智能材料與結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)、仿生、變體技術(shù)等隱身前沿技術(shù)研究，努力實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的散射、傳輸、透過及折射特性的控制。

▲ 采用等離子隱身技術(shù)的3M-25隕石巡航導(dǎo)彈

等離子體隱身技術(shù)是通過在導(dǎo)彈表面產(chǎn)生等離子云來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)避電磁波探測(cè)的一種隱身技術(shù)，是一種全新概念的隱身技術(shù)，自問世之初就受到了廣泛關(guān)注。優(yōu)勢(shì)是無(wú)需改變導(dǎo)彈外形結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)隱身，雷達(dá)探測(cè)概率幾乎下降到零。等離子隱身技術(shù)已在俄羅斯的3M-25隕石巡航導(dǎo)彈、法國(guó)的ASMP-A戰(zhàn)略巡航導(dǎo)彈上得以應(yīng)用，目前正在研究從密閉空間向開放空間發(fā)展的等離子隱身技術(shù)，研究在飛行器周圍產(chǎn)生能包覆飛行器的等離子體來(lái)實(shí)現(xiàn)飛行器隱身。

為實(shí)現(xiàn)隱身與速度的有效結(jié)合，國(guó)外正在研究構(gòu)建高溫隱身技術(shù)研究體系，積極發(fā)展耐高溫雷達(dá)隱身材料與結(jié)構(gòu)、高馬赫數(shù)紅外隱身材料與結(jié)構(gòu)等技術(shù)。其中，發(fā)汗冷卻技術(shù)通過自身“出汗”來(lái)降低材料本身的溫度，從而降低導(dǎo)彈的紅外輻射特征，降低探測(cè)概率，滿足熱防護(hù)需求，正在成為研究的重點(diǎn)方向之一。

當(dāng)前，隱身空空導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：

——綜合利用雷達(dá)、紅外、電磁輻射信號(hào)等多種頻段的聯(lián)合探測(cè)技術(shù)，發(fā)展體系對(duì)抗條件下的多頻譜隱身平衡技術(shù)，設(shè)計(jì)全面的裝備特征信號(hào)控制方案，對(duì)一切主動(dòng)的、被動(dòng)的特征信號(hào)進(jìn)行綜合平衡控制，實(shí)現(xiàn)空空導(dǎo)彈主被動(dòng)多頻譜平衡隱身。

——在關(guān)注空空導(dǎo)彈裝備自身特征信號(hào)減縮與控制的同時(shí)，充分重視隱身能力在作戰(zhàn)流程中的作用，將隱身技術(shù)深化到作戰(zhàn)任務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)隱身與態(tài)勢(shì)感知、任務(wù)規(guī)劃、電子對(duì)抗等技術(shù)的融合。

——充分發(fā)揮自然環(huán)境和人工環(huán)境對(duì)空空導(dǎo)彈特征信號(hào)控制的有利因素，開展導(dǎo)彈與背景一體化隱身技術(shù)研究，發(fā)展干擾、混淆、欺騙和弱化導(dǎo)彈目標(biāo)特征信號(hào)的隱身技術(shù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同突防和體系作戰(zhàn)。

魔高一尺道高一丈，隱身與反隱身技術(shù)是一對(duì)不可調(diào)和的矛盾。反隱身技術(shù)促進(jìn)了隱身空空導(dǎo)彈的發(fā)展，使隱身空空導(dǎo)彈的發(fā)展趨向于實(shí)現(xiàn)全天候隱身、全方位隱身和智能隱身。隨著隱身技術(shù)的飛速發(fā)展，隱身空空導(dǎo)彈將成為戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)上的重要攻防武器。未來(lái)，隱身空空導(dǎo)彈的大量服役，將打破現(xiàn)有的攻防平衡，對(duì)未來(lái)空戰(zhàn)產(chǎn)生重要影響。