空空導彈小/微型化發展趨勢與啟示

摘 要： 目前，小/微型導彈發展呈現出體制多樣化、作戰多用途、功能分布化等特點，并依賴著相關技術迅速發展。空空導彈由于平臺的強約束，對體積、重量等方面小/微型化有特殊需求，以美國為代表的軍事強國正在密集開展相關項目研究工作，在未來作戰中有廣闊的應用前景。通過國內外小/微型導彈型號及關鍵技術分析，總結小/微型導彈的特點，提出空空導彈小/微型化發展與應用建議。

關鍵詞：小/微型導彈;空空導彈;SACM;CUDA; 游隼;MSDM; HK-DAS

中圖分類號：TJ760?? 文獻標識碼： A??? 文章編號：1673-5048（2021）03-0018-04

0 引? 言

空空導彈由于其平臺的約束性，對小/微型化有特殊需求。對于載機平臺來說，希望導彈的體積、重量盡可能縮小，但要滿足作戰需求，又必須對導彈性能和體積、重量進行權衡。本文探討的空空導彈小/微型化，主要是指與傳統空空導彈相比，在體積、重量、集成化等方面均有成倍甚至數量級下降的相關概念及技術。

現代科技的進步為空空導彈小/微型化奠定了重要的技術基礎。材料和彈藥化學技術的發展，在顯著降低導彈外形尺寸和結構重量的同時，能有效保證導彈擁有足夠大的攻擊范圍和必要的殺傷威力;激光、紅外、毫米波雷達、電視成像等導引頭和MEMS傳感組件技術的應用，極大改善了導彈姿態和軌跡的控制精度，進而提高了導彈的機動性能和精確制導能力;體系化信息的利用，降低了導彈對傳統單一信息依賴和自身高探測能力的局限性，彈與彈之間的能力組合成為可能，極大增加了導彈作戰的靈活性，使導彈變得更加小巧智能。

1 空空導彈小/微型化發展需求

隨著空中目標種類的不斷增多和性能的不斷提高，未來空中戰場環境將日益復雜險惡，載機平臺對掛裝武器數量和打擊模式多樣性的要求越來越高，進而對空空導彈的性能也提出了一系列全新的技術要求，其中包括導彈的小型化、微型化。這突出表現在以下幾方面：

（1） 戰斗機彈艙約束要求空空導彈小/微型化

目前，世界主要國家都積極投入巨資研發、裝備具有先進隱身性能的第四代戰斗機，以求在日趨復雜的空戰環境中奪取空中優勢。為保證隱身性能，這類飛機的武器彈藥通常掛裝在容積、載荷均較為有限的內置彈艙內，導致空空導彈攜帶數量受到嚴重限制，難以滿足大規模空戰的需求。要解決這一問題，空空導彈小/微型化無疑是一條現實可行的技術途徑。

（2） 空中目標多樣性要求空空導彈小/微型化

空空導彈作為戰斗機的主戰武器，在現代戰場上需要對付各種空中威脅，其中除了第四代戰斗機、無人作戰飛機等先進飛機目標外，還包括預警機、電子戰飛機等高價值目標，巡航導彈、戰術彈道導彈、中遠程空空導彈等戰術導彈目標，甚至還包括無人機蜂群等集群目標。這樣的戰技性能特點，要求空空導彈在載機上能實現多種類、高密度掛載，以提高載機出動架次的作戰效率，降低單發殺傷成本，這也只能通過小/微型化來實現。

（3） 載機平臺多樣性要求空空導彈小/微型化

作戰飛機正日益向無人化、自主化、隱身和功能分布化等方向發展。在未來空中戰場上，各類型的無人機，尤其是一些小型無人機和突防型無人機將會廣泛參加對空作戰，而受其自身有效載荷的限制，通常只能攜帶重量僅十幾千克，甚至幾千克的小/微型空空導彈。

（4） 保證整體命中概率要求空空導彈小/微型化

歷次局部戰爭的實戰經驗表明，現代戰場上沒有干擾不了的導彈，也沒有導彈抗不了的干擾，沒有哪種對抗措施永遠有效。在未來空中戰場上，復雜惡劣的電磁環境將會導致單枚空空導彈的命中率明顯下降，而在導彈制導/抗干擾技術水平一定的前提下，要確保對目標的有效殺傷，所能采取的措施只有兩條：一是增加對同一目標發射的導彈數量; 二是采用多種制導體制多彈協同攻擊。這兩種措施均對載機攜彈量提出了更高要求，空空導彈小/微型化則可有效緩解這一問題。

2 國外小/微型空空導彈研究進展情況

進入21世紀以來，世界主要國家在導彈小/微型化方面開展了大量研究工作，并取得了顯著成效。目前，除了以美國長釘（Spike）/長矛（Pike）、以色列迷你長釘（Mini-Spike）、英國輕型多用途導彈（LMM）為代表的一大批打擊地/水面目標的微型導彈已開始投入作戰使用外，部分小/微型化空空導彈研究項目也正在加緊實施中，其中最典型的是美國小型先進能力導彈（SACM）、庫達（CUDA）、游隼（Peregrine）、微型自衛彈藥（MSDM）和歐洲硬殺傷防御輔助系統（HK-DAS）。

（1） 小型先進能力導彈（SACM）

SACM是美國空軍為應對2030年后的空中戰場環境而計劃研發的新一代空空導彈。該彈將主要裝備F-22，F-35等先進戰斗機，同時也可供預警機、加油機、運輸機等大型飛機攜帶，既可以打擊飛機目標，也可用于攔截來襲面空/空空導彈。

按照設計要求，SACM將會采用彈體氣動優化設計、高效推進系統、能量優化制導與協同控制等眾多先進技術，使導彈在具備極高機動性/敏捷性、大離軸/越肩發射能力和良好經濟可承受性的同時，體積、重量也得到大幅縮減，由此可以更好地適應在隱身飛機內置彈艙內高密度掛載的需要，從而在不影響載機隱身性能的前提下，成倍增加攜彈量。

SACM項目于2011年2月首次對外公布，隨后洛克希德·馬丁、 波音、雷神等公司均推出了各自的技術方案并展開相關的概念研究工作。到2019年，該項目被重新命名為制空科學與技術（CAST）。

（2） 微型自衛彈藥（MSDM）

MSDM是美國空軍計劃研制的一種軍用飛機近距反導自衛武器，主要用于攔截摧毀來襲的敵方面空/空空導彈，以提高載機的戰場生存力，同時兼顧一定的打擊飛機目標能力。

按照美國空軍的要求，戰時MSDM將會與傳統紅外/箔條干擾彈配合使用，通過“軟殺傷”與“硬摧毀”相結合，有效應對敵方的導彈攻擊，進而使載機有能力在高風險的“反介入/區域拒止”（A2/AD）環境下執行任務。這樣的功能定位，決定了戰時將會大量使用MSDM，進而導致該彈對體積、重量的限制比SACM更加嚴格，預計其外形尺寸僅為AIM-9X近距空空導彈的1/3左右，由此可確保載機在攜帶足夠MSDM的同時，不會對主戰彈藥的攜帶數量造成明顯影響。MSDM攔截彈與AIM-9X，AIM-120空空導彈的外形尺寸對比如圖1所示。

MSDM項目于2015年開始實施，目前尚處于概念研究階段，洛克希德·馬丁、諾斯羅普·格魯曼、雷神等公司均在開展攔截彈及其導引頭的相關研發工作。

（3） CUDA空空導彈

CUDA是美國洛克希德·馬丁公司推出的一種低成本、多用途小型雷達制導空空導彈概念方案，擬配裝F-22，F-35等戰斗機，用于打擊有人/無人機、巡航導彈、面空/空空導彈等空中目標以及小型地/水面目標。

CUDA的一個突出特點是采用了撞擊殺傷（HTK）方式，由此可以取消戰斗部，再加上動力裝置、彈載設備等方面的技術進步，該彈的體積、重量得以大幅縮減，非常適合供隱身飛機的內置彈艙高密度掛載。按照洛克希德·馬丁公司公布的數據，CUDA彈長約1.78 m（不到AIM-120的一半），彈重約82 kg（與AIM-9相當），當其由F-22， F-35戰斗機的機腹彈艙內埋攜帶時，二者攜彈量可分別增至原來的2倍（8枚）和3倍（12枚）。

CUDA于2012年9月首次向外界公開，由于其性能特點比較符合美國空軍SACM項目的需求，因此該彈或其后續改進型今后將有可能作為洛克希德·馬丁公司的技術方案參加SACM項目競標。CUDA導彈如圖2所示。

（4） 游隼空空導彈（Peregrine）

Peregrine是美國雷神公司推出的一種小型、低成本空空導彈概念方案，其設計思想與CUDA類似，即在確保主要戰技性能指標滿足作戰需求的前提下，最大程度地縮減導彈的體積、重量，進而成倍增大現役第四代（F-15/16）、第五代（F-22/35）戰斗機的載彈量，并實現在后者內置彈艙內的高密度掛載。

根據雷神公司公布的信息，Peregrine盡管沒有采用撞擊殺傷方式，但通過采用高性能動力裝置、輕量化彈體結構、高性能模塊化控制系統、小型高爆破片殺傷戰斗部等先進技術，其體積、重量仍得到了有效控制，彈長約1.8 m，彈重約68 kg，均與CUDA非常接近，遠低于AIM-120，而與AIM-9相當，由此可使美軍現役四代/五代機的攜彈量提高2～3倍。

Peregrine概念方案于2019年9月首次向外界公布，目前仍處于概念研究和早期開發階段，根據今后的進展情況，該彈或其改進型將有可能作為雷神公司的技術方案參加美國空軍SACM項目競標。Peregrine導彈模型如圖3所示。

（5） 硬殺傷防御輔助系統（HK-DAS）

HK-DAS是歐洲MBDA公司推出的一種與美國MSDM類似的機載反導自衛武器概念方案。該彈擬配裝目前在研的歐洲下一代戰斗機，可在近距離上攔截摧毀來襲面空/空空導彈，并與機載紅外/箔條干擾彈配合使用，進而提高載機的戰場生存力。

HK-DAS對體積、重量的限制要求同樣非常嚴格，按照MBDA公司公布的數據，該彈長不到1 m，彈重不超過10 kg，僅相當于1枚便攜式防空導彈。為此，HK-DAS也將采用撞擊殺傷（HTK）方式而取消裝配戰斗部，由此可大幅縮減體積、重量。戰時，HK-DAS將會以半埋外掛或內置彈艙攜帶的方式配裝載機（其數量可以在4～8枚之間選擇），以盡量減少對載機氣動/隱身性能的破壞。

HK-DAS于2019年6月首次公布于世，目前MBDA公司正在與空客軍用飛機公司、法國達索公司等廠商合作，開展相關的研發工作。HK-DAS攔截彈如圖4所示。

3 空空導彈小/微型化關鍵技術

與傳統空空導彈相比，小/微型空空導彈通常具有彈體小巧、高精度、一體化、低成本、多平臺、作戰靈活等特點，在未來空中戰場上的戰術優勢非常突出，因而非常值得國內關注和重視。根據國外的成熟經驗，空空導彈要實現小/微型化，將主要涉及到以下關鍵技術：

（1） 彈體小型/輕量化技術

開展小/微型化導彈結構設計，優化氣動外形，以徹底摒棄傳統艙段設計理念，在滿足機動敏捷控制能力的同時，盡可能減小導彈包絡尺寸;采用高能火箭發動機、高能毀傷戰斗部、高密度能源系統，以滿足導彈飛行時間、攻擊距離和殺傷效能等要求;應用復合材料之類的先進材料，以減輕彈體結構重量。

（2） 多功能集成一體化技術

開展探測火控系統、導彈發射系統與空空導彈融合設計，以提高多類目標識別跟蹤與全向大離軸快速發射攻擊能力;開展導彈導航、制導控制一體化設計，使其能根據彈目相對運動和自身運動信息生成控制指令，準確命中目標。

（3） 分布化功能總體設計技術

適當修正傳統的空空導彈總體設計理念，從以空戰殺傷鏈末端為中心向以殺傷鏈體系為中心發展轉變，通過采用分布式探測、聯合毀傷、先進數據鏈傳輸等先進技術，最大程度地利用體系支持來達到作戰目的，由此可以降低單枚空空導彈的功能要求，進而有助于實現彈體外形尺寸、重量的縮減和成本費用的下降。

（4） 智能化技術

空空導彈小/微型化后，智能化技術的應用可有力保證打擊效能，特別在多源信息處理智能算法，基于目標變化的在線彈道規劃能力、通過大量目標識別人工智能訓練提高抗干擾能力等方面。導彈可通過多次算法的升級提高其智能化水平，有效彌補單一導彈體積、重量下降帶來的功能下降，確保導彈制導精度、抗干擾能力、有效射程等戰技性能指標滿足未來空中作戰的需求。

（5） 高效毀傷技術

通過深入開展小/微型戰斗部高能材料和毀傷機構、方向控制和聚焦效應以及制導引信一體化等技術研究，將有助于實現定向精確炸點控制，可靠引爆戰斗部并提高毀傷效能，由此可有效縮減戰斗部的體積、重量。未來，隨著導彈制導、控制技術的進一步發展，還可以考慮徹底取消戰斗部，以直接撞擊（HTK）方式殺傷目標，這對空空導彈小/微型化的幫助是不言而喻的。

4 國內空空導彈小/微型化發展建議

國內小/微型空空導彈的發展情況目前未見披露，但根據國內媒體的公開報道，近年來國內已經陸續推出了袖箭、天虹、QN-202等多種微型導彈系統。這些導彈采用了電視、半激光、紅外成像等多種制導方式，展現了國內在微型導彈研究領域的初步技術成果，為今后進一步開展小/微型空空導彈研究奠定了堅實基礎。根據前文對空空導彈小/微型化發展需求及關鍵技術的分析，通過對后續發展的研判，本文提出以下幾點建議：

（1） 準確定位小/微型化空空導彈的作戰使用

空空導彈的小/微型化發展，將難免會給射程、攻擊范圍、殺傷威力等性能帶來一定影響，因此其功能定位必須與作戰使用要求相適應。空空導彈小/微型化的目的不是為了淘汰傳統空空導彈，而是在應對中近距離現有及新興的空中威脅時，可為飛行員提供更多的可選方案。尤其是在復雜戰場環境下作戰時，由于作戰距離被大大壓縮，單一武器作戰模式將很難適應，多彈聯合作戰才能有效應對，小/微型空空導彈的出現將使這種作戰模式成為可能。

（2） 配套發展簡易掛裝技術

傳統的一彈一架掛裝模式將很難適應小/微型空空導彈大規模裝備使用的需求，而新型集束裝填、武器艙與導彈一體化設計、柔性連接等技術能更好地與小/微型空空導彈配套使用，因而非常值得探索研究。

（3） 加強一體化/智能化技術應用

探測、火控、發射系統與空空導彈等機載武器系統一體化設計/智能技術的應用，將有助于實現小/微型空空導彈能力倍增。通過采用智能化技術，導彈可以在干擾條件下自主完成目標探測跟蹤，調整工作狀態，根據最佳策略選擇攻擊目標和打擊點位置，進而具備良好的復雜環境適應性和自主決策能力。

（4） 多彈協同是重點發展方向

分布式導彈系統將功能分布到多個導彈上，再利用信息技術將各個導彈組合成新的打擊系統，進而使系統具備小型化、集群化、靈巧化、智能化和低廉化的優勢。小/微型空空導彈由于載機攜帶數量多、信息化程度高、制導方式靈活，非常適合以分布式系統方式發展，一方面有助于縮減導彈體積重量，另一方面通過實時彈道規劃和編隊協同飛行，可提高彈群的攔截毀傷效能。

（5） 多用途、多搭載平臺拓展

開展有人機、無人機、戰術導彈、特種飛行器等目標特性研究，使小/微型空空導彈能適應更多作戰目標。與此同時，通過采用通用化設計思路，在設計開始就考慮到多種武器發射裝置和搭載平臺的兼容性，發展出可適應戰斗機、直升機、無人機等不同搭載平臺的通用型導彈，進而提高導彈的經濟性。

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Development Trend? of Air-to-Air Missile Micro Miniaturization

Duan Pengfei*

（Chinese Aeronautical Establishment， Beijing 100012，China）

Abstract： At present， the development of small/micro missiles in the world is characterized by diversified systems， multi-purpose operations and distributed functions， which mainly depends on the rapid development of related technologies. Due to the strong constraints of the platform， air-to-air missiles have special requirements for volume， weight and other aspects of micro miniaturization. The military power represented by the United States is intensively carrying out related project research work， which has broad application prospects in future operations. Based on the analysis of the types and key technologies of small/micro missiles at home and abroad， this paper summarizes the characteristics of small/micro missiles， and puts forward suggestions on the development and application of small/micro air-to-air missiles.

Key words： small/micro missile;air-to-air missile;SACM; CUDA; Peregrine; MSDM; HK-DAS

收稿日期：2021-04-08

作者簡介：段鵬飛（1983-），男，河南濟源人，高級工程師，研究方向為新概念武器總體技術。