最近海外《全球军事》网站报道了中国霹雳21导弹的消息,该导弹被认为是中国自主研发的主动雷达制导超远程空空导弹。它可以用来远程摧毁敌人的预警机和空中加油机,从根本上削弱对手的空战系统,,甚至整个作战系统的能力。早些年,一些在论坛上流传的空空导弹发展谱系显示了霹雳21模型。导弹两侧都有楔形进气口,因此可以确定它使用的是冲压发动机。然而,目前还没有发现类似的导弹。2016年,一组起飞时的歼16配备未知导弹的照片在互联网上出现。据估计,该导弹的长度接近或超过6米。从外观来看,这是一种由火箭发动机驱动的远程空空导弹。因此,一些媒体和网民认为这种型号就是传说中的霹雳21。截至2021年,中国官方尚未公布任何与霹雳21——相关的信息,也没有正式证实该编号的存在。一些消息人士称,霹雳20和霹雳21是同一枚导弹,但这两个代号的来源尚不清楚。中国军用航空网站报道,一种基于霹雳12技术的新型远程主动雷达寻的空空导弹正在研制中。新的霹雳21据说与英国“流星”超视距空空导弹相似。“流星”是空对空武器中的一个新概念,它采用先进的吸气式冲压发动机技术和最先进的电子技术,在应对日益复杂的威胁时提供最佳性能。传统的火箭发动机动力导弹依靠初始助推阶段来达到所需的高速,然后是“滑行”阶段来拦截目标。最新一代,高度机动的飞机,能够在常规导弹射程的极限上逃脱。为“流星”设计的吸气式发动机在初始助推后提供持续的动力,以追逐和摧毁目标。
“流星是一种快速且高度机动的的超视距空对空武器。“流星”采用了“隐形发射”技术,让敌人有更少的时间采取规避行动,而且它可以同时攻击多个目标——无论天气条件如何。“流星”提供了所有空对空武器中最大的无逃生区,从而实现了较远的防区外射程和较高的杀伤概率,以确保空中优势和飞行员生存能力。制导由有源雷达导引头提供,该导引头受益于欧洲导弹集团紫菀防空导弹r和“米卡”导弹项目的增强技术。“流星”能够在夜间或白天、全天候和恶劣的电子战环境中自主攻击空中目标。该导弹配备了近炸引信和碰炸引信,以确保在所有情况下彻底摧毁目标。
霹雳21具有一个主动雷达导引头和一个带有内部进气口的集成冲压发动机/固体火箭发动机。与俄罗斯的R-27/AA-10一样,霹雳21在主动雷达导引头后面有四个小稳定鳍。双向数据链天线可以安装在尾部,用于中途校正。霹雳21的有效射程预计将大于100公里。该导弹可能由新型歼11B和歼20战斗机携带,用于远程拦截。中国军用航空报道称,2010年3月进行了首次地面发射试验,预计2012年完成开发。考虑到2005年“流星”的首次试飞和2012年的首次交付之间的五年时间,这样一个两年的开发周期似乎相当短暂。
美国媒体称,中国新型超远程空空导弹代号为“霹雳21”,长5米,采用大推力冲压和双脉冲固体火箭发动机,采用主动雷达和红外成像双模制导,采用双向数据链路制导。导弹可以安装在歼16和歼20上发射。美国空军认为,空空导弹的射程为400公里,可以对美军预警机、电子战机等特种飞机构成巨大威胁。中国军事专家周三在美国新武器的研发被披露后表示,中国不应低估美国空军正在研发的新型远程空空导弹。美国媒体于2019年6月24日报道称,美国空军正在与武器制造商洛克希德·马丁公司及其军队的其他分支合作,开发一种名为AIM-260的新型远程空对空导弹,该导弹预计将在2022年前服役。《国家利益报》援引美国空军武器项目执行官安东尼·吉纳坦波的话说,这种发展背后的动机是对抗中国最顶级的远程空空导弹霹雳15,该导弹于2016年公开。
《国家利益》报告称,美国目前的空对空导弹AIM-120的最大射程约为160公里,从美军制造新武器的决定来看,显然不如中国的霹雳15。霹雳15配备有源电子扫描相控阵雷达,被认为射程约为200公里。中国顶级隐形战斗机歼20在2018年11月于中国南方广东省珠海举行的中国航展上展示了其武器,包括分析人士所说的霹雳15导弹。中国还在开发一种名为霹雳21的新型导弹,该导弹商业内幕报道称,它可以到达300公里外的目标。一些中国军事观察人士表示,美国曾经是武器开发的先行者,现在正在追赶中国,而新的AIM-260在应用技术上可能是霹雳15的山寨版。
然而,一位匿名的中国军事专家在2019年6月26日告诉《环球时报》,中国不应低估AIM-260的后发优势。这位专家预测,美国导弹可以使用革命性的技术来显著增加射程,而不会使其尺寸明显变大,而这些技术反过来会给中国的空空导弹发展带来压力。这位专家说,美国媒体过去常常大肆宣传中国制造的仿制武器,这毫无意义,因为由于类似的作战要求,武器设计往往趋于趋同,暗示美国可能没有试图复制中国的武器。
从媒体公布的图片来看,霹雳21导弹的两侧都出现了进气口,表明霹雳21使用了冲压发动机。空空导弹系统的主要驱动力通常是固体火箭发动机。其优点是结构简单、体积小、运行可靠、成本低、适用高度和速度范围广、维护方便。缺点是比冲低,工作时间短,推力调节困难,难以多次开关。固体火箭为了增加发动机的工作时间,增加导弹的有效射程,发动机采用单室双推力的方法,通过不同的装药设计在燃料室内产生两种推力,或两种不同燃烧速度的颗粒,即起飞阶段。巡航段高速燃烧的大推力和低速燃烧的小推力,但这增加了发动机的复杂性和成本,尤其是固体火箭发动机需要自己的氧化剂和燃料,因此随着导弹射程的增加,其重量和体积也会增加。
例如,美国AIM-54空空导弹重量超过400公斤,几乎是同期AIM-7M“麻雀”空空导弹重量的两倍。AIM-54较重的重量和体积不仅降低了自身的机动性,而且也降低了战斗机的。因此,远程空空导弹需要新的动力系统来实现射程和机动性的统一。这就是冲压式喷气发动机,使用固体火箭发动机来说是不够的。冲压式喷气发动机是一种吸气式发动机。氧气作为助燃剂,将燃料与导弹自身携带的燃料混合,形成推力。由于不需要携带助燃剂,与普通吸气式发动机相比,冲压式喷气发动机利用导弹高速飞行产生的静压,从而省去了喷气发动机所需的常规空气压缩机,具有结构简单、质量低、成本低等特点。因此,带有冲压发动机的导弹可以有效地控制体积和重量。
但是冲压发动机也有自己的缺点;它静止时不能产生推力,因此不能自行起飞。此外,推力系统在低速时推力较低,不适合低速飞行,并且燃油消耗较高。此外,它对飞行状态的变化更为敏感。飞行高度、迎角和速度的变化将影响冲压发动机的性能和状态。基于上述缺点,出现了一种整体式冲压发动机,即将固体火箭助推器和冲压发动机结合起来,用固体火箭助推器的燃烧壳体作为冲压发动机的燃烧室,以减轻冲压发动机的重量和体积。用于空空导弹的冲压发动机有两种,一种是固体火箭冲压发动机,另一种是液体燃料冲压发动机。前者是我们熟悉的流星空对空导弹。它配备了使用贫氧固体推进剂的燃气发生器。
使用发生器产生的贫氧气体作为燃料,为冲压发动机燃料室提供二次燃料,而液体燃料冲压发动机使用普通航空煤油作为燃料,而当时与“流星”竞争的先进中程空空导弹则是液体冲压发动机,从两者的性能特点来看,液体冲压发动机有其自身的优势。固体火箭发动机具有结构简单、可靠性高、能量低的特点,而液体冲压发动机具有能量高、结构复杂、可靠性低的特点。
中国霹雳21导弹采用正常气动布局,即弹翼在前,舵面在后。这种布局的好处是舵面离导弹重心较远,所以,在方向舵表面的一个更小的面积就会产生更大扭转力,从而减少导弹的体积和重量。同时,由于弹翼固定,对后舵面的冲刷作用小,气动性能更好。缺点是导弹的发动机一般位于中后部,因此舵机和控制系统的安装受到限制。此外,弹翼产生的升力有时与舵面产生的升力相反。导弹的响应性很差,尤其是当导弹本身的重量和体积相对较大时,因此在弹头上增加了一组固定小翼,其作用是提高导弹全弹道飞行的稳定性和机动性。
先进的发动机和可靠的气动布局只能解决导弹的飞行距离问题。为了有效地攻击目标,还需要一个复杂的制导系统。我国已经掌握了中程主动雷达制导空空导弹复合制导系统技术。因此,霹雳21空对空导弹的制导系统肯定会从这个系统发展而来。亚音速用于确保燃油的稳定性。在这个过程中,由于空气动力的作用,燃料室内的温度急剧上升。因此,冲压发动机的速度一般不超过4马赫,因此导弹需要飞行近2分钟才能进入末制导。这对隐形飞机是相当不利的,所以我认为有必要移植为霹雳12b空对空导弹开发的复合终端制导系统技术用于霹雳21,即增加一个被动制导系统。
被动制导系统利用对手的雷达信号进行引导。信号仅以一种方式减少,预警机的雷达功率更大,因此可以扩大末制导系统的探测范围,从而减少对战斗机制导的依赖。
中国冲压喷气发动机的发展起步较早。自20世纪60年代以来,中国开始研制超音速反舰导弹海鹰三号冲压发动机。自20世纪90年代以来,突破了一体化冲压发动机技术,成功研制出一体化液体冲压发动机和整体式固体火箭冲压发动机,那么霹雳21用的是哪一种?从两款发动机的特点来看,人们认为它更有可能是一体式固体火箭发动机。人们说的固体火箭冲压发动机是将贫氧推进剂在气体发生器中燃烧产生的高温富燃烧气体作为冲压加力燃烧室的强大火源,因此发动机可以在较大的空气—燃料比下工作。当外界大气条件和飞行姿态发生变化时,不会引起熄火,使导弹可以在更大的迎角下工作,增加了导弹的机动性。这对于经常需要改变飞行轨迹的空空导弹来说非常有价值。对于固体火箭冲压发动机能量不足的缺点,节油的高金属含量推进剂的出现弥补了这一缺点,这也是为什么使用固体火箭冲压发动机的流星导弹能够赢得竞争的主要原因。霹雳21导弹的进气口位于弹体两侧侧面下方,进气口后掠以增加进气口面积。目的是提高导弹在大攻角的条件下与导弹体预压缩气流的能力,从而减少进气道内的气流湍流,提高进气效率,避免导弹机动引起的冲压机工作状态的改变和熄火。
霹雳21远程空空导弹的研制成功,极大地提高了中国的防空能力。尤其是中国空军具备攻击对方预警机等关键系统节点的能力,可以从根本上削弱对手的空战系统乃至整个作战系统,能力。相关资料显示,国外探测能力最强的预警机是雷达升级计划改进后的E-3A预警机。它声称可以为RCS=0.5的目标提供550公里的探测能力。如果计算海外数据歼20的RCS=0.05,那么E-3ARSIP预警机的探测能力约为200公里,这样歼20就已经可以用霹雳21拦截了。虽然有有消息称,E-3A的改进还包括增加电子支援、导弹接近警告、干扰机发射等系统。但是,面对快速逼近的空空导弹,可能仍需要采用路线机动和干扰释放相结合的方式。同时,也可能对雷达采取切断高压、减少电磁信号甚至关机等措施,势必会失去对战区空中形势的掌握能力,失去对外指挥、引导和支援的能力。空情信息,连F-22这样的隐身战机也无法显示。霹雳21凭借其全部的作战能力,如果配合弹道导弹和巡航导弹攻击其预警机基地,将使其他预警机陷入“飞不起、落不下”的尴尬境地。预警机与F-22形成的预警和联合作战系统是最强大的空战系统,可以说,美军战区空战的维持是联合作战能力的基础。如果能威胁到预警机,就可以从根本上削弱它,对方战区的空战能力。
霹雳21还可以有效拦截巡航导弹。美国研制AIM-54的主要原因是为了拦截前苏联的反舰导弹。在平坦的海域背景下,弹道反舰导弹成为AIM-54的绝佳目标。对于我国来说,如果对方从第一岛链发射巡航导弹,巡航导弹需要在海上,飞行了近一个小时,那么此时,利用高精度机载相控阵火控雷达,可以在比较远的距离拦截巡航导弹,从外部延伸防御纵深,从而延长时间和空间用于内部防御。还有一点就是利用歼20的隐身优势和霹雳21的远程拦截能力。它可以穿透第一岛链周围拦截携带巡航导弹的轰炸机,因为一架轰炸机可以携带超过10枚这样的巡航导弹,击落一架轰炸机就等于拦截了更多的巡航导弹。同时,也可以迫使对方在更远的距离发射巡航导弹。这增加了巡航导弹的暴露概率,从而增加了我们的拦截时间和效率。如果说歼20为中国空军提供了实战的物质基础,那么霹雳21将这种能力转化为战斗力,尤其是具备打击预警机等关键信息节点的能力。从根本上削弱对手作战能力的能力在现代空战乃至现代高科技局部战争中至关重要。
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