空空导弹面临的挑战
樊会涛 张蓬蓬
摘要：空空导弹的攻防对抗愈演愈烈，从多个角度分析了空空导弹面临的挑战。首先指明体系对抗条件下，对空空导弹能力的新需求，其次分析了空空导弹目前面临的复杂干扰环境。需要应对的新型目标，同时指出了新型武器的出现对空空导弹的冲击。指明了空空导弹面临的挑战与未来发展方向。
关键词：空空导弹；挑战；新型目标；新型武器；体系对抗：复杂干扰
中图分类号：TJ760 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2017）02-0003-05
0引言
空空导弹的发展与其他武器装备一样，也是一个不断适应目标性能提高和作战环境变化的过程。近三十年局部战争的经验表明，空空导弹作为空中对抗的主要武器，其性能的高低已成为决定战争胜负的重要因素，空空导弹成为各军事强国优先发展的武器装备。正如有“矛”必有“盾”一样，空空导弹的攻防对抗愈演愈烈，如何防御空空导弹，最大程度降低其作战效能也成为研究热点。未来空中威胁目标性能的提高、新型武器的出现、作战要求的变化和空战环境的复杂化对空空导弹提出了严峻的挑战。
1新要求带来的挑战
夺取和保持空中优势是空空导弹的首要使命。在体系化对抗条件下，“先敌发现、先敌发射、先敌脱离、先敌摧毁”仍是空战制胜的基本准则，追求射程与抗干扰能力是空空导弹不变的发展方向。
第四代战斗机为了隐身的需要，普遍要求新一代空空导弹内埋挂装。为了空战制胜，依然需要保证足够的火力优势，既期望导弹具有尽可能远的射程，又希望导弹内埋挂装数量尽量多。由于飞机武器舱空间尺寸有限，要求导弹的几何尺寸尽可能小。此外，由于作战任务的不确定性，还进一步期望空空导弹在制空作战的同时具有一定的对地防空压制多任务能力。
新一代空空导弹还应具有协同作战的能力，即满足网络中心战的要求。在协同作战条件下，空空导弹已不只是传统意义上的火力单元，而是一个纵横联结、贯通兼容的独立任务节点。空空导弹以计算机和复合制导系统为核心，具备自动定位、自主决策、自动识别、自主攻击的功能，其需要快速处理海量信息并具有智能化的特点。图1所示为下一代空空导弹作战能力示意图。
下一代空空导弹（NGM）主要能力特点：
a.同时具有近距格斗和中远距拦射能力，并具有一定的对地防空压制能力；
b.可高密度内埋于四代机或外挂于先进三代机；
c.具有全方位攻击能力，导弹不受目标方位约束；
d.能够满足网络中心战需求。
以上这些要求是相互矛盾的，并将带来武器系统的复杂化。同时实现远射程、多任务、小型化和网络化的新要求对空空导弹来说是一个巨大的挑战。
2复杂干扰环境的挑战
空空导弹的发展催生了机载干扰技术，该技术不断改进、升级、换代，使得空战环境愈加复杂恶劣，机载干扰装备发展的速度远超过导弹，世界上研发和装备的干扰种类也远大于导弹的种类，给空空导弹的使用带来了严峻的挑战。
2.1电子干扰
为了对抗新型雷达制导导弹，出现了诸如灵巧噪声、多假目标、组合干扰、拖曳诱饵、交叉眼干扰等多种新型干扰。
特别是数字射频存储（DRFM）技术的发展和广泛应用，使得射频干扰变得更加快速灵活，实现了在时域、频域的全覆盖。DRFM干扰侦测、接收雷达信号，然后以数字形式存储，再经过调制处理成具有高度相参性的干扰信号发射出去。DRFM可以形成多种灵巧式干扰以及欺骗与噪声复合的组合干扰。
固态功放技术的发展，使得压制干扰设备体积小型化，所搭载的平台也趋于小型化和多样化。如美国的EA-18G“咆哮者”电子战飞机携带有性能先进的AN/ALQ-99F电子战吊舱。
AN/ALE-55机载拖曳式诱饵和MALD空射伴飞诱饵使射频干扰在角度上实现了与目标的分离，使得雷达导引系统很难在距离、速度和角度等维度上识别出目标和诱饵，极大地影响了雷达制导导弹的作战效能，甚至面临完全失效的风险。图2所示为EA-18G“咆哮者”电子战飞机及AN/ALE-55拖曳式诱饵。
2.2光电干扰
随着红外制导武器由单元探测到面阵探测、单波段探测到多波段探测的发展，机载光电干扰技术也针对性地发展出多种样式.主要包括红外诱饵弹、红外干扰机、定向红外干扰等。
机载红外诱饵弹通过燃烧（火药引燃和氧化自燃）产生强烈的红外辐射从而诱骗来袭导弹，主要有点源、多点源、面源、伴飞、复合、多光谱等多种体制，是世界上研究最多、装备最广泛、最经济的机载红外干扰手段。最新型的面源红外诱饵通过特种材料快速氧化、自燃后形成大面积的红外诱饵云团，或覆盖目标、或形成与被保护目标相似的空间热红外图像，与目标同处于来袭导弹视场内，共同形成等效目标辐射信息，造成导弹信息识别系统无法获得真实目标信息。面源红外诱饵很好地改善了点源诱饵在辐射光谱、辐射强度、空间形状与载机存在的明显差异，提高了对抗第四代红外成像制导空空导弹的效能。图3所示为点源红外诱饵和面源红外诱饵。
红外干扰机产生与飞机发动机峰值辐射波长相近的红外辐射，经过调制后强度随时间变化，使来袭导弹产生虚假跟踪信号，诱使其偏离目标。定向红外干扰将红外能量集中并准确地对准来袭导弹导引头，用脉冲调制波束扰乱导引头工作，或者使导引头探测系统饱和、信号处理通道阻塞，甚至破坏红外探测器，使导弹丢失目标。早期的定向红外干扰系统光源一般采用氙灯或铯灯，新型定向红外干扰系统则采用可调谐激光器。
低功率激光干擾机作用原理与红外干扰机类似——主要是欺骗，高功率激光干扰机则实施压制式干扰，更高功率的激光则可以直接击毁导弹（一般称为激光武器）。激光定向干扰的致眩或致盲，对红外制导的导弹来说近乎是“无解”的挑战。3新目标带来的挑战
未来空空导弹作战目标的种类大大增多，新型目标不断出现，性能将越发先进，在作战任务、外形尺寸、目标特性和飞行性能等方面都存在着较大差异。具体表现在：作战目标的飞行高度上界由传统的25 km扩展到120 km甚至1 000 km；作战目标的打击范围由接触作战向大纵深、非线性发展；作战目标的性能向隐身、高速、大机动方向发展。未来新型目标主要包括隐身飞机、临近空间飞行器和战术导弹以及应对非传统威胁的“低、小、慢”目标等。
3.1隐身飞机
以第四代战斗机、无人作战飞机等为代表的隐身和高机动新型空中目标开始逐步进入战场，对空空导弹的能力提出了重大挑战。美国的两种第四代战斗机F-22和F-35均已装备部队，并且正在预研第五代战斗机，俄罗斯的第四代战斗机T-50即将装备部队。随着大量先进的第四代战斗机陆续装备，可以预见，具有普遍意义的隐身（包括红外和雷达）空战时代即将来临。
相比第三代战斗机，隐身飞机的RCS降低了2～3个数量级，达到0.01～0.001 m2，目标RCS每降低10倍，雷达探测距离减少56%，隐身将使现有的防空体系几乎完全失效，大大减低主动雷达导引头的作用距离，使复合制导的雷达导弹无法完成中末制导交接班或末制导时间不够，从而造成导弹脱靶。
无人作战飞机正以惊人的速度发展，具有高隐身对地精确打击能力的X-47B已经完成演示验证，未来随着人工智能的发展，具备空战能力的无人机可能成为空战的主力军，与有人驾驶飞机相比，其典型特点是具有更高的机动性（最大机动过载达15～20）和隐身特性。攻击如此高机动且隐身性能优良的目标对空空导弹的导引系统和制导系统都是一个严峻挑战。
3.2临近空间飞行器
临近空间作为一个新的作战空域，上可制天，下可制空、制海、制地，将成为未来军事斗争的热点，临近空间空战将成为可能，空空导弹应担负起攻击临近空间飞行器的重任。临近空间高速飞行器具有高空高速飞行能力，飞行高度可达20～100 km，飞行马赫数大于5，并且具有一定的机动性，是未来二十年内将要出现的新型目标。
美国已经开展了众多演示验证计划，关键技术取得了较大进展，比如以X-51A为代表的未来临近空间高速巡航导弹、以HTV-2为代表的未来临近空间高速滑翔武器、以SR-72为代表的未来临近空间高速飞机等。图4为X-51A和HTV-2。
对付这类飞行器面临三大困难：预警难；压缩了预警系统的反应时间；预警系统必须更远更及时地发现目标。防御难，缩小了防御体系的防御范围，防御体系需拥有更多的拦截武器单元。拦截难，拦截武器需要解决快响应控制、热防护和高速引战配合等技术难题。
3.3战术导弹
在空天一体化作战任务中，防空反导是目前最为现实和迫切的任务。为了应对日益严峻的弹道导弹威胁，完整的导弹防御系统应该是多平台、多层次的体系，从平台上可分为地基、海基和空基，从拦截任务上可分为助推段拦截、中段拦截和末段拦截。
利用飞机平台快速灵活、机动部署的优势和空空导弹的成熟技术与产品基础，发展空基拦截导弹执行空基助推段反导作战任务，具有拦截时机早、附带损伤在敌方境内的优点，尤其是反导拦截点的前移将获得压制性的对抗优势。拦截战术弹道导弹将成为空空导弹的新使命。
3.4低、小、慢目标
反恐能力已成为和平时期军队装备建设的新需求。反恐对付的空中目标主要是无人驾驶的小型飞行器，具有低、小、慢的特点，即飞行高度低，只有几十米，几何尺寸小，只有一米左右，飞行速度慢，只有每秒几米到几十米。
现役空空导弹执行此类任务时面临大炮打蚊子的困局，存在费效比高、附带损伤大等问题，作战效能极低，导弹的探测系统和引战系统都不适应此类目标。需针对反恐特殊需要，以直升机/无人机为搭载平台，发展专用的小型化低成本空空导弹构成察打一体空中反恐力量。通过采用网络化技术、低成本红外导引技术、软杀伤战斗部技术，形成对低、小、慢目标的有效打击能力。
4新武器带来的挑战
随着信息技术、精确制导技术和新型动力技术的进步，一些新型武器的关键技术相继得到突破，未来十五年左右可能形成装备。未来空空导弹将面临新武器带来的挑战。
4.1机载自卫反导武器
对交战双方飞行员而言，对来袭空空导弹进行硬拦截与硬毁伤或许是更为直接、更具震撼力的一种手段。
传统防御空空导弹的措施主要是飞行员实施机动，躲避来袭导弹，或实施电子和红外干扰进行诱骗，达到软杀伤的目的。军事强国一直在研究能对空空导弹进行硬毁伤的武器，即机载自卫反导武器，即用空空导弹攻击空空/地空导弹。这项工作需要解决超快速反应、精确制导、高速交会等一系列技术难题，技术的限制使得这项工作原来只能停留在“设想”中，但近些年精确制导技术、微电子技术等的飞速发展使之成为可能。俄罗斯宣称其最新型空空导弹具有一定的拦截空空、地空导弹的能力。空空导弹之间的攻防对抗将上演现代版的“矛盾”之争。
4.2定向能武器
定向能武器包括激光武器、微波武器，由于其特有的快速性和精确性，称为战场上“改变游戏规则”的新武器。
美国空军对激光武器的研制高度重视，美军认为：激光武器能够提供更强的杀伤能力。当前论及空空作战时，采用的描述语言是英里和分钟；但对于定向能武器，描述的词汇则是毫秒。相较而言，AIM-120空空导弹的飞行速度是5 000 km/h，激光武器则以300 000 km/s的光速实施杀伤。
美国空军计划第一步在C-17飞机上安装激光武器击毁来袭导弹，第二步实现在F-15，F-16或F-35等战斗机上的配装。目前，研制工作重点在增加功率、小型化和增加已有激光武器的精度等方面。战术应用的机载激光武器正成为世界各国发展的重点，并开始逐步迈向多平台、实战化。图5所示为美国空军的机载激光武器（ABL）。
伊拉克战争中，美军首次使用微波脉冲炸弹瘫痪了伊拉克国家电视台，标志着高功率微波武器正式登上历史舞台，目前仍是各国研究的热点。俄罗斯国家技术公司旗下的联合仪表制造集团已研制成功超高频率微波炮，其射程超過10 km，可对低空飞行目标及高精度攻击武器的电子设备进行干扰，使飞机、无人机、来袭导弹的设备工作失灵，化解高精度武器的攻击。
定向能武器可以主动攻击对方，又可以拦截摧毁来袭的飞机、导弹等，是打击快速运动目标的“最佳武器”，其独特的特征将给未来作战模式与导弹武器发展产生极大的影响。随着定向能武器相关技术的发展与成熟，定向能武器将进入实用化。那么定向能武器究竟会是导弹武器的有效补充，还是会成为导弹武器的终结者，最终还要看各自的发展。
5结束语
矛盾是事物发展的源泉和动力。空空导弹的新挑战既为空空导弹的设计和实现带来了技术台阶，也为空空导弹的发展指明了方向。空空导弹的作战能力也将在新挑战的牵引中不断提升，螺旋前行。
