超过150公里!霹雳-15如何赶美超欧,跻身全球空空导弹最前列?

在2010年之后,围绕着国产中距空空导弹,存在着两个比较大的争议,这两个争议都与霹雳-12密切相关。第一个争议,是对于自用的霹雳-12与出口的SD-10,究竟是两款导弹还是一款导弹衍生的两个版本,外界存在不同的观点。最终,随着霹雳-12项目设计总师在官方节目中的表态,证实两者是在同一型号基础上发展而来,才为争议画上了句号。而第二个争议,则是霹雳-12与霹雳-15,究竟是两个截然不同的型号,还是有着密切继承关系的型号。这个争议也持续了很长时间,最终随着2021年9月下旬中航工业在航展上公开霹雳-15的性能指标后,才基本水落石出。也正是在这次航展上,霹雳-15用自身过硬的性能指标,确立起与欧洲“流星”、美国AIM-120D,并列为全球最先进中距空空导弹的巅峰地位。

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挂载霹雳-15的歼-10C

当时的中航工业的展板上,赫然公开了出口型霹雳-15E的具体数据:弹长3.996米,弹径0.203米,全重210千克。比起霹雳-12弹长3.934米、弹径0.203米、全重199千克的数据,只有细微差距。很明显能够看到,霹雳-15就是在霹雳-12基础上进行诸多改进,尤其是应用双脉冲固体火箭发动机技术发展而来。对于外界来说,此次霹雳-15基础数据的公开,不仅仅意味着霹雳-15这一型号来源被证实,还在于霹雳-15E终于向外界确认了自身的关键性能——145千米的有效射程。

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官方发布的霹雳-15E基础数据

作为一款出口型号,霹雳-15E的性能必然会有一定程度的削弱,这是各国在出口先进武器都采取的风险控制措施。中美“蜜月”时期,美国向中国推销的是性能严重缩水的F-16/79战机;俄罗斯在1991年对我国出口苏-27SK,以及后来以20亿美元出口24架苏-35SK时,也对两款战斗机作战软件进行了调整。由于军事装备尤其是先进武器的敏感特性,这其实也是国际军贸交易时的惯常做法。

既然霹雳-15E有效射程达到145千米,就可以想象国内自用版霹雳-15的有效射程必然更远,至少也会超过150千米。相比之下,美国AIM-120D经过A、B、C三个型号的迭代改进,有效射程已达到130到135千米左右。欧洲“流星”由于对远程进攻更为重视,一般认为其射程能达到140千米,但仍然不及霹雳-15。

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购入的苏-35SK性能有一定缩水

霹雳-15之所以能在导弹射程这一关键数据上,压制AIM-120D和“流星”,最关键的在于装配了双脉冲固体火箭发动机。这是一种美国军方在冷战时期设想的新颖设计,简单来说,就是将导弹的发动机燃料舱,分隔成一大一小两个舱室,导弹在发射后,先消耗大舱室的燃料,以保证完成远距离高空抛射,抵达目标附近后会再次点火,消耗小舱室燃料,以提高导弹飞行速度,达到增加导弹射程的目的。目前,美国已在其装备的海基标准-3舰空导弹上应用了双脉冲固体火箭发动机,但这是对直径、重量指标限制不太严苛的舰载导弹。在空空导弹这种对重量、直径要求异常苛刻的导弹上,应用双脉冲固体火箭发动机的难度非常高。事实上,霹雳-15是全球第一例,而且也是到目前为止仅有的一例。

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PL-15代表国产空空导弹的最高成就

可以认为,即使仅凭借双脉冲固体火箭发动机这一技术,霹雳-15就能稳居最先进中距弹的行列。当然,美国空军作为目前全球最大的空中力量,其在空空导弹领域的积累非常深厚,AIM-120D作为其装备的最先进中距弹,虽然没有应用双脉冲固体火箭发动机技术,但凭借多年积累的丰富设计和实战经验,及美国航空工业的技术储备,AIM-120D在导引头灵敏性、机动性能、过载能力以及响应速度等方面,都有非常突出的表现。

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F-35隐身战斗机发射AIM-120

至于欧洲“流星”,则开辟了中距空空导弹动力系统的另一路径,使用的固体冲压发动机一度被认为将是未来远程空空导弹的最优方案。毕竟从理论上来说,“流星”空空导弹的总冲,是中国霹雳-15、美国AIM-120D的数倍之多,再加上其无级调节推力的特殊设计,使得“流星”在飞过100千米后,仍然能凭借充沛的能量,保持较高的速度和过载能力。因此,“流星”在欧洲国家的对外宣传中,成为完全压制霹雳-15、AIM-120D的强大装备,但就实际情况来说,这只是一种巧妙的宣传技巧。

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机腹半埋方式搭载4枚“流星”的“台风”战斗机

“流星”使用的固体冲压发动机,确实赋予其出色的性能,但固体冲压发动机本身,也有两个较为尴尬的特性。首先,固体冲压发动机对导弹飞行过程中的侧滑角、攻角变化非常敏感,一旦发生稍大的变化,就会导致冲压发动机停机。换句话说,“流星”在飞行过程中,很难承受大过载,使得其机动性和灵活性受到一定限制。鉴于其并不是近距格斗弹,这种缺点倒也还勉强可以接受。“流星”的主要问题集中在第二个特性上,也就是固体冲压发动机发挥比冲大的优势,需要一个比较漫长的过程。简单来说,就是“流星”在发射后,需要先爬升到较高的高度,经过30到50千米的飞行后,才能进入最佳工作状态,从而获得充沛的能量,尤其在80千米之后,往往能一直保持超过3.5马赫的速度。

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“流星”的发动机优缺点都很明显

换句话说,当“流星”飞过80,甚至是100千米后,将成为一个极为可怕的“威胁”,欧洲对于“流星”的宣传,也主要是集中在这一阶段。然而,如果将“流星”用来针对30到50千米内的目标,则由于冲压发动机优势尚未展现,而导致导弹性能上的尴尬。实际上,这也正是中美俄三国,都曾先后研究此类固体冲压发动机,最终却都放弃这条技术路线的根本原因。

因为中美俄都先后开发了隐身战斗机项目,大大压缩了战斗机空中交战距离,对于“流星”这类远距离才能发挥优势的型号并不欣赏,而欧洲预计要在2030年之后,才能完成隐身战斗机的研发。看得出来,各国在先进中距空空导弹作战理念和技术应用方面的差距,与各自战机在隐身等先进技术上的应用水平息息相关。

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未能制造隐身战斗机是欧洲航空工业的一大痛点

美国F-22隐身战斗机出现前,由于电子设备及雷达性能的不断进步,各国非隐身战斗机的交战距离逐渐拉长。正是在这种情况下,各国开始发展远距离空空导弹,以求获得先发制敌的优势。然而到了21世纪初,F-22A的横空出世迫使各国也认真思考如何面对隐身战斗机的问题。当时,欧洲各国很清醒地认识到,短期内不具有研发隐身战斗机的可能,因此不得不面对使用非隐身战斗机对抗隐身战斗机的局面。最终,欧洲国家在空战武器方面提出了解决方案,也就是在“流星”上应用固体冲压发动机,尽可能增强100千米外的远距离攻击能力。根据当时的分析,在面对隐身战机时,很难进入到80甚至50千米以内的近距离鏖战,远距离交手是唯一获胜的机会。

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法制“阵风”战斗机整合了“流星”导弹

从理论上来说,如果空中大型预警机、地面大功率雷达,能保证对隐身战机140千米左右的有效发现距离,非隐身战斗机搭载“流星”,确实具备在地面及空中引导下,对隐身战斗机实行远距离攻击的可能,这也是欧洲应对隐身战机威胁的最核心作战思路。但这种方式有着非常明显的缺陷,比如说无法用于进攻,只能被动防守,并且在复杂的实战中实现的难度很大。不过,这已经是欧洲各国在缺乏隐身战斗机的情况下,有效应对隐身战斗机的最佳方式。

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即便“阵风”F4型,面对隐身战斗机也难堪一战

相比于欧洲国家对“流星”的期待,俄罗斯则走上了另一条截然不同的道路。由于苏联时代微电子产业较为落后,使得俄罗斯很早就意识到,不可能在先进中距空空导弹领域追上美国,但比起欧洲各国,俄罗斯面临的隐身战机威胁无疑更加严峻。因此,俄罗斯效仿苏联时代“既然不能小,那就更大”的思维,在21世纪初开启苏-57隐身战斗机项目的同时,也启动了S-500远程防空导弹系统的研发。最终希望苏-57搭载先进中距空空导弹,在地面雷达及S-500的协助下,实现有效防御来袭敌方隐身战斗机的目标。

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已完成发射测试的俄罗斯S-500防空系统

这与苏联在80年代,为容纳新一代体积巨大的固体燃料潜射弹道导弹,而开发体量惊人的“台风”级战略核潜艇的思路,本质上是一致的。这种偏防御性的理念,与欧洲开发“流星”导弹应对隐身战机,也可以说是异曲同工之妙。只不过,相比于“流星”的顺利研发,S-500发展至今不太明朗,即使按照俄方官方说辞,也仅仅是已进入部队服役,但部分功能尚未达到实战应用水平。更重要的是,苏-57目前仅量产4架,相比于俄罗斯广袤的领空,显然是杯水车薪。

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苏-57仍未进入大规模量产阶段

相比于欧洲、俄罗斯在面对隐身战斗机时的被动防御思想,中国在技术水平更低的情况下,是唯一采取“以攻对攻”的国家。无论是早期开发的歼-10A与霹雳-12,还是后来发展的歼-20与霹雳-15的组合,都很鲜明地展现出比拼F-22A和AIM-120的思路。而最终,霹雳-15凭借冠绝全球的双脉冲固体火箭发动机技术,达到了与AIM-120D不分高下的程度。歼-20也受益于国内航空工业技术大爆发,综合性能达到了与F-22A相当的高度。

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超远程空空导弹的鼻祖AIM-54“不死鸟”

就目前来说,美国AIM-120D在导引头灵敏度、可靠性、实战经验等方面具备优势,而霹雳-15则凭借双脉冲固体火箭发动机技术,射程明显超出。在隐身战斗机使用内部弹舱搭载这两款先进导弹的情况下,如果不考虑地面雷达的介入,完全能够在远距离从容猎杀非隐身战斗机。而如果是两款隐身战斗机,各自携带两种先进空空导弹交战,由于双方均具备低可探测能力,因此作战距离有可能迅速缩小至80,甚至是50千米。在这种情况下,如果使用“流星”导弹,那无疑是非常尴尬的。

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隐身战斗机低RCS严重压缩了对手发现的距离

美国早在1997年,就针对隐身战斗机的需求,提出了“双射程导弹”(AADRM)的概念,也就是说,希望在将原本用于近距格斗的AIM-9X和用于远端作战的AIM-120进行有机统一,以在AIM-120C、D上,实现同时用于中近距离格斗和远距离攻击的目标。这一构想的最根本原因,当然是由于隐身战斗机极为尴尬的内部弹舱容积,尤其是对于F-35、歼-35这种没有侧弹仓的中型隐身战斗机更是如此,统一近距格斗弹与中距弹,对提高弹药装载能力至关重要。即使对于歼-20、F-22A这种重型机,也能极大地增强导弹搭载灵活性,而这一点,在霹雳-15身上表现的最明显。

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F-35弹仓有限不得已只能外挂来凑

霹雳-15的双脉冲固体火箭发动机,不仅能够有效延长导弹射程,而且在50千米内的中近距离交战中,也能凭借两次无间隔点火,赋予导弹更强的机动性和过载能力,从而在中近距离面对AIM-120D时,获得一定的优势。最重要的是,AIM-120D和霹雳-15都是立足各自隐身战斗机需求开发的新型空空导弹,相比之下,无论是欧洲“流星”还是俄罗斯R-77最新型号,在各自隐身战斗机发展乏力的情况下,已经逐渐脱离时代,未来先进中距空空导弹的决胜舞台上,已经只剩下中国和美国。

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霹雳-15E与FC-31的搭配令人遐想

​在2019年前后,就爆出了美国空军正在开发新一代AIM-260远程空空导弹的消息,外界普遍认为这种导弹已达到了第五代技术标准。国内也曾有观点认为,国产霹雳-15是在第四代霹雳-12的基础上,步入第五代范畴的先进型号,明显超过了第四代AIM-120D。但事实上,即使是按照对霹雳-15代数划分最有利的中国标准,霹雳-15也只能说是采用部分第五代技术的第四代巅峰型号,距离美国AIM-260这种真正的第五代空空导弹,还有非常明显的差距。举个例子,假如说霹雳-12地位类似国产歼-10A,霹雳-15则是在其基础上发展的歼-10C,性能、作战范围及战斗力有了极大飞跃,但距离彻底脱胎换骨的歼-20隐身战斗机,仍然有不可逾越的天堑。

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霹雳-15部分指标优于AIM-120D

事实上,面对美国开发AIM-260的动作,国内也并非没有新的空空导弹项目。在2018年前后,外界曾发现歼-16挂载一枚全新的大型空空导弹起飞,有资料将其称为“霹雳-21”,并认为是国内正在发展的新一代远程空空导弹。就仅有的资料来看,这款新型远程空空导弹,并没有出现类似“流星”冲压发动机特有的进气口等,也没有应用双脉冲固体火箭发动机技术,仍是一款单舱室固体火箭发动机导弹。此外,这款“光杆”导弹长度估计超过5.5米,比霹雳-15多出至少1.5米,无论如何也不可能被歼-20的内部弹舱容纳,因此也不可能是国内开发的第五代空空导弹。

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大型“光杆”空空导弹的惊鸿一瞥

在歼-20逐渐成为空军核心装备的情况下,新一代空对空导弹无法兼容歼-20,是绝对不可能出现的情形。目前比较认可的观点是,这款体型极长的导弹,很有可能是一款射程超过300千米的超远程武器,用途主要是打击对手处于后方的预警机、加油机等关键机型。在具体作战方式上,通过由歼-16挂载,由己方预警机或前出的歼-20探测、确定目标位置,并引导歼-16发射的导弹进行“越肩”攻击。早在1999年,美国及其盟友就曾采取“A射B导”的模式,使用AIM-120击落南联盟米格-29战机。

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AIM-260(下)与AIM-120对比图

然而,当时美国是在空中力量远超南联盟空军的情况下,才达成这种作战效果。歼-16搭载的超远程空空导弹,在面对势均力敌的空中力量时,能发挥出怎样的作用,仍然值得商榷。此外,距离这种大型导弹现身已过去4年,凭借在此期间的技术进步,至今仍未发现这种导弹列装等新的信息,也让人对其颇为疑惑。关于这种神秘导弹的种种迷雾,也许只有日后官方真正公开时才能揭开。

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歼-16已经搭载霹雳-15和霹雳-10

尽管官方至今尚未公布第五代先进空空导弹项目的进度,但从相关专业人员或明或暗的消息来看,国内确实已立项了相关型号。霹雳-12设计总师在接受采访时,对第五代先进空空特点的描述,就包括网络化制导、全方位立体攻击、复合模式制导、多任务和双射程等特点。至于动力系统,外界普遍认为将是无级调节固体火箭发动机,至于在中近距离表现较为勉强的冲压发动机,仍然不被隐身战斗机所喜爱。

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未来歼-20与新一代空空导弹的组合更令人期待

无论是近年来名声鹊起的欧洲“流星”,还是十几年前曾大量引进的俄制R-77,实际上都已退出全球最先进空空导弹的竞争行列。国产霹雳-15与AIM-120D,综合性能虽然并没有明显超越“流星”,但更加适应隐身空战时代的作战思路,也就意味着两者的实际表现将远超“流星”。未来第五代中距空空导弹的比拼角逐,才是真正让人向往和专注的领域。而这,也将是中国第一次在先进空空导弹领域达成与美国势均力敌的态势。请为中国先进空空导弹迈向崭新未来鼓掌喝彩。