APP下载

乱石穿空焕烟霞

2016-07-14俞敏

航空世界 2016年5期
关键词:红头雷达战斗机

俞敏

孤独的短程导弹

第一代红外空空的故事并没有终结,霍克·西德利公司后来在此基础上又搞了个升级版,被称为“红头”,其实追根溯源就是稍早的“冠蓝鸦”Mk IV发展型(1957年10月改名)。根据1958年7月提出的OR.1117设计要求第4版,它是一种用以填补警犬防空导弹空白的全向寻的导弹,便于操作是相当重要的一点,此外还作了一些气动修形以增大速度,满足亚声速战斗机打击超声速目标(设计指标是0.46万~1.83万米高度)的要求。

和“火光”相比,两者弹体部分基本一样,“红头”更长些,鼻锥恢复了近似半球形,利于红外辐射穿透,探测器封闭在透明玻璃八面体内,尾部还带有控制系统。当然两者外形上的最大区别还在于“红头”没有沿用火光的切角梯形弹翼,而是小角度前缘后掠和大角度后缘前掠的混合切角梯形布局,翼展达到914毫米。导弹采用红外触发引信,杀伤爆破战斗部重31千克,由于发动机功率更大,最大速度超过马赫数3.6,射程提高到11千米,而且攻击范围增大,能够以与目标相交的方向飞行,也就是真正具备了拦截能力。

与“红头”同时代发展的“冠蓝鸦”V(也就是“蓝海豚”)尽管拥有较强的低空作战性能,但高空飞行方面显然不及“红头”,而且它的连续波雷达问题太多,最终在1958年3月被宣布下马。当然这不等于说“红头”项目就可以高枕无忧了,桑迪斯认为有了“火光”导弹就已足够了,再搞“红头”导弹纯属多余,不过在空军参谋部的一再坚持下,总算没有把“红头”项目砍掉。从之后的服役情况来看,“闪电”战斗机一直到1988年全部退役,都一直配备“火光”和“红头”两种导弹,“红头”用以对付超声速目标的迎头打击能力实际上成了屠龙之技,它们实际上也是英国军队装备过的仅有的两种完全国产空空导弹。

飞行测试从1959年6月开始,起初阶段试射的10枚未带战斗部,装的仍是“火光”的红外锥罩,载机测试始于堪培拉轰炸机,到了1961年9月才由“闪电”作为试射平台。导弹不仅带来了飞机作战性能的飞跃,而且需要作一些形象上的改变,后来载有红头导弹的“闪电”战斗机,为了提高稳定性,垂尾的面积都相应加大,上端削平,不过第一批“红头”首先交付了舰队航空兵的899中队,用于“海雌狐”Mk II(1964年),比空军第一个接收“红头”的74中队(闪电F.3)稍早些。

似乎可以稍稍舒口气了,但问题是雷达制导导弹还未落实,改组后的霍克·西德利(DHP)在1963年夏投入了半主动雷达版“红头”导弹的开发,由费伦第负责开发脉冲多普勒导引头。国防部虽然表示“谨慎欢迎”,但对于项目的成功几乎不抱希望,海军和空军飞机所用的雷达差别太大,很难兼容同一种导弹,这是最大的问题,另外西德利的BS.100发动机也难以空、海兼顾,退一万步讲,即便研制成功,是否装备得起还得打个问号,采购量太少的话,那就根本没有上马的必要了。

当时皇家空军对于大型战斗机十分热衷,维克斯在巴恩斯·沃利斯研究的基础上准备开发一种四发可变后掠翼飞机,也就是维克斯581,海军的需求也很紧迫,“海雌狐”的后继型号已经上马,舰队航空兵打算搞一种超声速垂直短距起降飞机,一举超过同时代美国所有舰载机。当时“红头”-II型(液体发动机雷达导引)最大的问题是射程不够,海军提出的指标是至少90海里(145千米),“红头”靠改造根本达不到,其他参数也很难和飞机本身相适应,当然这样的导弹暂时无法研制出来,至少要到10年之后再作考虑。

不过维克斯公司并没有闲下手来,工程师约翰·佛巴特搞了一种用于内置挂载的旋转稳定控制导弹,这种导弹全长3.65米,采用独特的扁圆截面弹体,垂直舵面可折叠,前端逐渐变细,小展弦比弹翼翼展1.8米,重量大约700磅(317.5千克)。根据空军OR.346方案的弹舱尺寸(深度1.2米),最多可容纳4枚并列布置(弹翼还是会伸出在外),需要采用冷发射出舱,它也装有助推器和主发动机,最大射程超过55千米。而与维克斯打对台竞争的对手则是霍克·西德利,他们显然是要广种薄收,搞了一大堆的方案,称之为“家族”。

同一“家族”的导弹除了重量处于同一区间,其他诸如设计布局、气动性能乃至对应的载机平台都各不一样,但即便是这同一个重量区间,仍有可能相差一倍以上(比如227~680千克)。有些导弹取消十字尾舵采用单翼设计,这样就能满足类似于维克斯582或霍克P1017这样较为低矮的飞机内部搭载,而且单翼面积可以做得很大,这对于提高导弹高空性能也更为有利。导弹靠着4个固体助推器赋予初速,之后助推器抛弃,靠着捆绑式的MAFI/RFNA主发动机(与红头-II导弹上的类似)加速至马赫数4左右,这种高速飞行产生的气动加热使得导弹必须使用钢制弹身和金属弹翼。

实际上这样的设计也为导弹向多用途方向发展奠定了坚实基础,比如给它换上更大推力的助推器,就能搞个15英尺=(4.57米)的“加长版”,弹径也能根据需要变粗变细,只有翼展比较苛刻,因为需要符合OR.346飞机规范中的弹舱限制,不超过4英尺(1.22米)。不过到了1962年4月出台了旨在取代霍克猎人和德哈维兰海雌狐的OR.356/AW.406规划,上述设计都有些过时了,当然它们的气动设计仍然不乏可取之处,后来分别在多个对空导弹项目上得到了应用。

曾为军事史学家每每提及便会诟病一番的1957年桑迪斯白皮书在宣判很多战机计划死刑的同时,也永久性地结束了更多的导弹项目,实际上当时英国的诸多空空导弹,尤其是雷达制导领域,已经全面陷入困境。大笔的资金投入看不到工业成果,上马之后能保持两年不下马已经成为了虚幻的奢望,即便没有政界的刀斧相加,这些设计也不可能结出硕果。英国人于是派出雷达和电子战方面的专家勃勒前往美国考察,带回了不少重要信息,勃勒对美国“响尾蛇”导弹的评价是虽不如英国同类先进,但结构简单得多,便于迅速投产,而在雷达制导导弹方面,英国人则落后许多,笨重的“红衣女神”还处在活塞时代,可以肯定地说已经输在了起跑线上,当然虽然雷达总体水平落后,但抗干扰能力依然领先,因为美国人在这方面没有经过太多的战争考验,J波段AI.23机载雷达可以和美国休斯E.9相媲美。

总体上看勃勒对于英国雷达制导空空导弹持悲观态度,认为落后美国是不可避免的结果,这些观点也成为空军参谋部和军需部考虑引进美国麻雀导弹技术的重要因素,不过在当时裁减军备投入的大背景下,仿制生产的可能性基本不存在。但反过来说,桑迪斯白皮书也并不都带来消极的结果,至少客观上促使很多英国国内公司放弃了很多不切实际的探索,在一些更有前途的项目上投入足够的精力,至少“闪电”战斗机逃过了财政部挑剔的目光,展现出一种优秀二代机应有的卓越品质,可惜“闪电”战斗机除了“红头”和“火光”,仍然没有一件称手的中远程兵器可以最大限度发挥其空战机动潜能。

前仆后继两代牧师

究竟雷达制导导弹难在哪里,只言片语很难表述清楚,早期的雷达驾束制导手段算是一段弯路,必定越走越窄,连对付大型亚声速飞机都很吃力。空军参谋部和飞机研究中心早在1950年就自信地认为,雷达制导空对空时代已经到来,提出了研发全向全天候导弹的想法,这就是早期的红隼项目的目的。不过雷达制导的道路该怎么走,当时没有一家公司的想法足够成熟,导引头小型化的道路非常艰难,成本也一直降不下来。

除了制导,动力系统也处在瓶颈时期,早期的火箭发动机存在许多不尽人意之处,最大缺陷在于射程不足,好在冲压发动机的研制始终在有条不紊地进行,皇家飞机研究中心当时计划在AAGW上搞吊舱式的冲压发动机动力,用于新型的“红衣牧师”导弹。冲压发动机使用煤油为燃料,可以通过载机油箱供应,两者之间建立一种“脐带联系”,而且冲压产生的推力也能给飞机发动机帮上一把,阿姆斯特朗·惠特沃斯拿来和布里斯托尔188竞标的AW.166就用到了冲压发动机,

有了研发RTV.2的经验,佛兰德对于大型空空导弹计划的正式上马充满信心,加上又有重量级设计师“泰迪” 佩特的加盟,应该是十拿九稳。彼得原先是英国电气公司的主任工程师,大名鼎鼎的“堪培拉”轰炸机和“闪电”战斗机都是他的成名作,但是泰迪对于英国电气一味发展大型飞机的大方向感到不满,于是在1950年2月就投身到了当时名气不大的佛兰德。

可惜佩特对于这个空空导弹项目显然没有多大热情,他的最大梦想就是研发超轻型战斗机,加之当时RTV.2实际上遗留下诸多问题,包括重量过大,制导系统可靠性较差等,因此“红衣牧师”从一开始就先天不良。不久之后,佩特亲自给空军参谋部写信,强调当前最主要的任务还是喷气式战斗机项目,并认为佛兰德这样的公司不具备研发空空导弹的资质和潜力,要知道参谋部当初就是看中佛兰德招募了佩特这样的“业界大腕”才同意将导弹设计任务交给该公司,现在既然佩特都这么说,看来也只好作罢。其实要说佩特对于空空导弹不屑一顾也非事实,这个专横叛逆而又禀赋极高的航空怪杰对于一切新生事物都有敏锐的洞察力,但与此同时他又是一个冷静而果断的实干家,佛兰德的技术底蕴他早在进入公司之前就心知肚明,与其费尽九牛二虎之力,搞一种很可能刚问世就被淘汰的“试水货”,不如另辟蹊径发挥自身优势设计一种理论上没有竞争对手的独门武器。

正所谓人弃我取,维克斯在1952年7月顺理成章地接过了佛兰德的任务,并于次年3月获得了研发合同,在初级阶段,他们的方案和佛兰德没有多少区别,也还是窄长的矩形弹翼配合小弦长同展幅尾翼的气动布局。导弹大约272千克(600磅)重,装有一台推进爆炸研制机构(PERME)开发的30千牛推力火箭发动机,直径约为250毫米。由于翼展较大,很快不得不放弃在“流星”战斗机上挂载的设想,而将其作为格洛斯特F.4/48(也即是后来的“标枪”截击机)和德哈维兰DH.110(海雌狐)的配套项目来发展。

相关的研发需求OR.1105(海军方面为AW.281)于1955年6月正式发布,定义标准为“使用碰撞航向手段的主动雷达寻的全向共计武器系统”。不过当时在制导系统方面依然存在很大的问题,研制进程非常缓慢,而且导弹的尺寸也不得不逐渐增大,看起来装在第一批“标枪”战斗机上的可能性已经非常渺茫,不过格洛斯特当时正应标空军的F.153夜间超声速截击机项目,推出了一个“薄翼标枪”,如果能赶得上进度,可以作为配套项目得以保留。

从现存资料来看,维克斯的“红衣院长”设计上经过4次较大的调整,最初和佛兰德几乎完全一致只是略短,之后搞了一个1:2.5的地面试射模拟弹WTV.1,装有三台妖怪(Demon)发动机,这时已经改成了卵圆头部。之后又出现了全尺寸地面试射弹WTV.2,长达4.9米,重量超过600千克,带有一个100磅(45.3千克)战斗部,作为空载实射前的临时措施,导弹上带有当时颇为先进的钢丝录音遥测系统。WTV.4则进一步放大,而到了WTV.5则改成了尖卵鼻罩,还有一个细小改进是最终尾翼也带有“超声感十足”的切尖后掠角。

随着尺寸上升,动力改为推力62.3千牛的猎鹰火箭发动机(275毫米直径),不过射程却仅有7.4千米,实在是小得可怜。更糟糕的是,马可尼(不久与GEC合并)的X波段主动雷达导引头也不太给力,备受外界指责,据说重量居然超过二战刚结束时候的第一代产品。其实当时为导弹提供动力的还有另一家名为艾利奥特兄弟的公司,如果GEC实在扶不上墙就会被无情淘汰,改用这家公司的Q波段“野狗”寻的器。霍克飞机公司项目工程师拉尔夫·霍泊尔(也就是后来大名鼎鼎的鹞式飞机设计师)在参观了维克斯制导武器研究部后颇感失望,认为设计过于保守,导弹制导精度无法确保,因此只能依靠加大战斗部来弥补不足。

其实说来冤枉,设计过程中减重一直是维克斯公司最核心的目标,控制组件选用当时最先进的晶体管元件,为了适应亚声速和超声速两种不同发射条件,导弹弹体采用轻合金结构,弹翼为玻璃钢蜂窝结构并带有蒙皮,后期改用杜勒斯托斯材料作为隔热保护层,甚至鼻端整流罩都包裹上特种树脂,如此一来效果还是真的立竿见影:导弹肯定不能挂在霍克P.1103飞机上,也彻底与超声速飞机无缘!这也正是最令霍泊尔感到心寒的地方。

为了保住合同维克斯也尽了最大努力,狠下心推倒重来,改用半主动寻的制导,导弹发射重跌至700磅(317.5千克),之后又大幅降至400磅(181.4千克),但仍旧无法挽回项目在1956年6月被宣布下马的命运。导弹无法达到马赫数2.5的速度,也就意味着难以拦截当时刚刚出现的二代战斗机,不过维克斯或许应该感到一丝平衡,因为上文提到的P.1103以及费尔雷三角-III这些未经出世就横挑鼻子竖挑眼的货色,也很快被扫入了历史的淡忘区。何况暂时维克斯肩上的担子还卸不下来,因为根据情报部门获取的最新消息,苏联正在研发2倍声速远程轰炸机(米亚西舍夫М-50),对英国及其北约盟国构成极大威胁,曾几何时还被看做未雨绸缪的技术指标现在看来也经不起推敲。

于是维克斯迅速推出了至少纸面上看性能更好的“红衣女神”(Red Hebe),走大型化道路,防热不锈钢弹体全长5.4米,包括前后气动整流段接近6.9米,弹径376毫米,发射重量超过590千克(68千克弹头),载机可在马赫数2.5速度下拦截迎头飞来的马赫数为2的轰炸机。设计师加德纳信心满满地对霍泊尔表示,“红衣女神”是唯一能够“保卫英伦三岛免受2倍声速轰炸机威胁的导弹”,可后者对此不以为然,在他看来这种导弹其实是换汤不换药,和霍克公司在猎人战斗机基础上“拉长放大”的P.1103走的是一个路子。

当然不光是霍泊尔不买账,空军也对于维克斯的这种“避轻就重”颇有微词,维克斯对此早有准备,他们同时设计了一个缩小大约1/3的备用版本,称之为维克斯小型武器(VSW),仍然采用半主动雷达寻的制导(X波段),全长3米左右,重量306千克。但空军还是不满意,指出导弹只能勉强用于“暖战”而不适合于“热战”,所谓的暖战就类似朝鲜战场环境,击落对方战斗机并非当务之急,而欧洲战场就不一样,设想苏联集团是咄咄逼人的入侵者,每一架敌机都不能放过,必须百分之百拦截。而真正的热战当然需要“炽烈”到最为极端状态,不沾上点时髦的核弹头也说不过去。带有核弹头的空空导弹方案倒是有,这种被称为RP.3的核导弹实际上就是美制妖怪空空火箭的英国版,又叫“叮咚”,此外还在发展一种专门用于“红衣女神”的战斗部叫做“紫色激情”,但这些不管温度几何,也只是维克斯的“一头热”而已。

此时半路还杀出个程咬金,维克斯遭遇了一个意外的对手,也就是费尔雷下属的制导武器公司。他们研制的半主动雷达武器(SARW)专门应标空军的OR.1131项目,采用AI.18的改良型J波段半主动导引头,比VSW实际上还略长一些,但理论重量轻得多(仅有227千克),最关键的是导弹采用的是连续杆战斗部,更适合对付高空飞行的超声速战斗机。很快公众就看到了这种导弹长什么样,1955年的范堡罗航展上出现了SARW的模型,原来是一根和火闪导弹极为酷似但尺寸更大的“烧火棍”!

还要不要国产?

在空军和海军对于飞机的注意力转向OR.356/AW.406之时,机载导弹的招标任务也随之提上日程,大部分公司依然避免另起炉灶,想从现成型号直接改,或者把空空和地空捆绑在一起搞。德哈维兰是主张先发展空空,再衍生为地空,而布里斯托导弹武器公司(已经成了BAC一部分)正好相反,他们在1961年2月推出了SIG-16(小型舰艇一体化武器系统)的机载版,用以应对“海雌狐”及其后续飞机的需要。SIG-16尾端装有一个粗大的助推段,总共7台小型发动机,能够满足载机马赫数2.5下的发射,问题是导弹本身采用轻合金,很难耐受马赫数3.5状态的气动加热。唯一的解决办法是控制发动机同时点火的数量,中央助推器先将导弹射出,然后边缘6个再陆续点火,后来干脆就设计了可以在达到马赫临界值状态下切断发动机的装置。

仅从纸面数据来看,SIG-16的性能多少让人有点沮丧,最大射程仅有22.5千米,还赶不上美国早期型“麻雀”,舰对空如果仅用于替代海猫倒也勉强凑合。另外发动机排气中含有重度酸性物质,会对弹体和飞机造成严重腐蚀,因此后来布里斯托和502集团(阿姆斯特朗·惠特沃斯领导)合作,推出了一种升级型号CF.299,改用了与西德利公司一同开发的奥丁冲压发动机取代火箭发动机。然而海军部对改型评估后并不认可,认为一是太重(其实也就340千克而已,并不过分),二是弹翼太大(翼展1.17米),没法挂在未来舰载战斗机(即设想中的P.1154)外侧挂架上,有些飞机上则只能挂1枚(内置),当然最关键的一点是所谓的“攻角延迟”问题,冲压进气口要求气流不受阻滞,飞机的机动性因此受到一定局限。

这种导弹的射程倒是比较突出,只可惜“不能服从大局”,超出了机载雷达的作用范围,导弹自身也带有干涉自动寻的系统,进气道唇口共有4个聚苯乙烯天线,进气流量少了,同时也限制了寻的头的尺寸。干涉仪需要比较每个天线接收到的信号强弱,据此对导弹进行机动调整,直至4个信号完全相等,这就等于说导弹必须严格正对目标,否则就可能“视而不见”,这样呆傻的个性自然不招人喜欢,以至于被一些专家评为“史上最差发射器”。空射版CF.299在1963年3月下马后,还打算用改造的堪培拉轰炸机(WH 660号)单独搞导引头(GEC公司的A 5)的搭载,不过第二年年底被喊停,项目只能限于面对空领域。

在确定采购美国“麻雀”III空空导弹的同时,皇家飞机研究中心在1966年8月发起了讨论,就英国机载导弹发展存在的问题展开讨论,认为飞机、雷达、导弹项目各自为战,缺乏统筹和长期目标是导致项目屡屡流产的根本原因。英国人曾经考虑和法国公司合作,但很快发现可操作性不高,法国人和他们一样都强调自己的目标至关重要,只想让对方掏钱给自己练手,美国人更可怕,他们不但把导弹卖给英国人大赚一把,还想方设法从英国挖走人才,想要彻底整垮英国的导弹工业。因此飞机研究中心认为,在彻底吃透“麻雀”III之前,10年内没必要上马新的空空导弹,直到70年代末进入二代机大量淘汰再考虑也不为迟。

猜你喜欢

红头雷达战斗机
EF2000台风战斗机
红头的牛肚子之旅
隐形飞机哪里躲
对话——推动情节 彰显情意
班上的“小雷达”
能分身的雷达
蒙住雷达的眼睛
海边“水枪手”
在牛肚子里旅行
联合攻击战斗机(JSF)