[原创科普]格斗导弹离轴发射引导原理简述

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格斗空战的发展，大抵经过了机炮战（拼高度、拼速度、拼水平盘旋）、1代格斗导弹（角度万岁、太阳万岁）、2代格斗导弹（发射姿态要求放宽，射程和制导加强，太阳干扰降低）、3代格斗导弹（可迎头攻击，允许有一定离轴角）、4代格斗导弹（大离轴攻击）。
尽管离轴攻击能力乃是从苏制R-73才开始吹得玄乎其玄，但正如二战之后这个世界上大部分技术都是由米帝先吃螃蟹一样，其实离轴攻击也是米帝先开始搞……最先拥有离轴攻击能力的载机，就是在越战前期表现相当差的——F-4鬼怪！
由于红外导引头视角普遍小到可怜的程度，格斗导弹的离轴攻击首先必须要先通过别的方式捕获对方的方位参数，最不济也要进行粗测角。一般来说，如果敌机正在雷达扫描范围内，那么一般利用雷达做这个工作，然后令导引头与雷达随动去试图截获目标。但是，总让雷达处于锁定用的单脉冲模式，在尚未发明TWS（边跟踪边扫描）模式的越战中是相当不经济的行为（单脉冲模式下雷达是近视）。为此，米帝就在F-4D上试验性地配备了头盔瞄准具，该瞄准具能够将其准星线的方向传给火控系统，代替雷达做粗测角工作。但是，仅仅这样，对于早期的AIM-9B/D而言，是不够作为发射参数的，需要进一步提高测量精度，因此，F-4D的雷达设计成在某个特定的模式下可以跟头瞄随动，进行精确测距/测角（测距是为了解算发射包线），导引头与雷达随动，从而解决这个问题。虽然有雷达扫描角的限制，但这设计在当时是非常先进的。
不过呢，这个设计在实战中吃了瘪。一方面，当时的响尾蛇的跟踪能力与现在常见的AIM-9L/M相差甚远，大离轴会大幅降低导弹射程；另一方面，受限于当年的雷达技术，头盔瞄准具的运动角速度被限制得相当低（不足20度/秒）。而且，飞行员普遍反映——与其戴着这个沉重的玩意儿（头瞄比普通飞行头盔重N倍），还不如老老实实搞好态势感知。（PS：F-4在越战表现差主要倒不是因为这些原因，导弹导引头失灵才是真正的凶手）
Su-27/Mig-29的头盔瞄准具情况其实跟F-4的相当，不过R-73的最大离轴角有50度，因此在雷达随动范围内表现还是相当不错。但是头瞄角速度上限依然只有20度/秒，而且由于苏联糟糕的电子技术和人机界面，头瞄并不易使用（你能想象在格斗空战中使用头瞄还得先弯腰去扳个开关么？）。
顺带提一下老Su-35传说中的后视雷达。本来那个雷达是打算配合旋转发射架使用，但是在飞行中让发射架旋转，造成的问题比带来的好处还多得多，而越肩发射带来的问题也不少。结果我们都知道——Su-35尾锥里面装的乃是减速伞……
接下来，彻底更新了大离轴攻击概念的，是F-35。还有人记得F-35那个看上去相当科幻的头盔显示器么？F-35有一套环场红外光电系统，能提供360度的红外视角。但关键在于，通过光电和头显的配合，在不使用雷达的情况提高测角精度，并且实施粗测距是可行的。
测角问题解决了，接下来的问题是弹仓内的导弹怎么引导（虽然米帝暂无给F-35装格斗导弹的计划，但肯定要考虑外销客户的潜在需求）……欧洲一般采取“虚拟锁定”方式，也就是让弹仓内的导弹导引头锁定一个通过数据总线传来的“不存在的目标”，如此，在开仓盖的瞬间，导引头就能第一时间截获攻击目标。而米帝到底怎么打算，目前还是个疑问。不过根据AIM-9X的能力，通过弹出——数据链引导解决是可行的。考虑到AIM-9X高达80度以上的离轴角，实在是相当难对付的东西。.

hans

我看 欧洲正风 广告片里 那 180 度发射是怎么回事？/

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预输入目标方位进行虚拟锁定。后射一般有独立的发射模式，跟前半球的攻击不太一样。不过由于导引头不可能真的在发射前就转到后面去，加上时间误差，会造成截获概率下降。

kissingrose

上次中国湖试验,F-18射出的AIM-9X最大离轴角接近180,不过用了头盔瞄准具

w9d8h3

感谢科普。

幻炎兄，可否简述一下JHMCS的工作原理？

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下面是引用kissingrose于2007-03-10 12:48发表的:
上次中国湖试验,F-18射出的AIM-9X最大离轴角接近180,不过用了头盔瞄准具

不用头瞄是不可能的，毕竟雷达波束和导弹导引头都不会往后看。
不过中国湖的AIM-9X试验严格来说离轴角远不到180度，然则对于标称90度离轴角的AIM-9X来说已经颇不容易，米帝藏私的程度可见一斑。

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下面是引用w9d8h3于2007-03-10 16:45发表的:
感谢科普。

幻炎兄，可否简述一下JHMCS的工作原理？

头盔瞄准具的角度判定原理有好几种，目前一般是光电方式。具体的实现方式我也说不上来。头盔瞄准具只给火控提供粗略的角度数据，要达到导弹发射条件通常还需要光电或雷达系统的支援。这也是米帝胆敢在MIG-29和SU-27都装备了头瞄的情况下坚持N多年不将其装备部队的原因。

w9d8h3

下面是引用幻炎于2007-03-10 17:47发表的:

头盔瞄准具的角度判定原理有好几种，目前一般是光电方式。具体的实现方式我也说不上来。头盔瞄准具只给火控提供粗略的角度数据，要达到导弹发射条件通常还需要光电或雷达系统的支援。这也是米帝胆敢在MIG-29和SU-27都装备了头瞄的情况下坚持N多年不将其装备部队的原因。

是否可以这么认为：机载光电或雷达系统的搜索/跟踪范围越广，先进格斗导弹导引头离轴视场越大，“以头盔瞄准具瞄准目标”——>“机载光电或雷达系统锁定目标”——>“导弹导引头锁定目标”——>“导弹发射”的时间越短？

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格斗空战中一般雷达都不在搜索模式。雷达扫描速度越快——头瞄角速度上限越大——瞄准动作越快——越早锁定——越快发射。雷达/导引头视场主要决定了能保持较高命中率的离轴角范围的大小。至于光电，情况比较复杂。现役的光电系统基本都只能“发现”，测角精度极为粗糙，不用于获取方位数据。专门提光电是因为还有F-35这个异类……

蓝色心愿

好贴，区里要趋于完善必须要这类的帖子~~~