空空导弹小/微型化发展趋势与启示

摘 要： 目前，小/微型導弹发展呈现出体制多样化、作战多用途、功能分布化等特点，并依赖着相关技术迅速发展。空空导弹由于平台的强约束，对体积、重量等方面小/微型化有特殊需求，以美国为代表的军事强国正在密集开展相关项目研究工作，在未来作战中有广阔的应用前景。通过国内外小/微型导弹型号及关键技术分析，总结小/微型导弹的特点，提出空空导弹小/微型化发展与应用建议。

关键词：小/微型导弹;空空导弹;SACM;CUDA; 游隼;MSDM; HK-DAS

中图分类号：TJ760   文献标识码： A    文章编号：1673-5048（2021）03-0018-04

0 引  言

空空导弹由于其平台的约束性，对小/微型化有特殊需求。对于载机平台来说，希望导弹的体积、重量尽可能缩小，但要满足作战需求，又必须对导弹性能和体积、重量进行权衡。本文探讨的空空导弹小/微型化，主要是指与传统空空导弹相比，在体积、重量、集成化等方面均有成倍甚至数量级下降的相关概念及技术。

现代科技的进步为空空导弹小/微型化奠定了重要的技术基础。材料和弹药化学技术的发展，在显著降低导弹外形尺寸和结构重量的同时，能有效保证导弹拥有足够大的攻击范围和必要的杀伤威力;激光、红外、毫米波雷达、电视成像等导引头和MEMS传感组件技术的应用，极大改善了导弹姿态和轨迹的控制精度，进而提高了导弹的机动性能和精确制导能力;体系化信息的利用，降低了导弹对传统单一信息依赖和自身高探测能力的局限性，弹与弹之间的能力组合成为可能，极大增加了导弹作战的灵活性，使导弹变得更加小巧智能。

1 空空导弹小/微型化发展需求

随着空中目标种类的不断增多和性能的不断提高，未来空中战场环境将日益复杂险恶，载机平台对挂装武器数量和打击模式多样性的要求越来越高，进而对空空导弹的性能也提出了一系列全新的技术要求，其中包括导弹的小型化、微型化。这突出表现在以下几方面：

（1） 战斗机弹舱约束要求空空导弹小/微型化

目前，世界主要国家都积极投入巨资研发、装备具有先进隐身性能的第四代战斗机，以求在日趋复杂的空战环境中夺取空中优势。为保证隐身性能，这类飞机的武器弹药通常挂装在容积、载荷均较为有限的内置弹舱内，导致空空导弹携带数量受到严重限制，难以满足大规模空战的需求。要解决这一问题，空空导弹小/微型化无疑是一条现实可行的技术途径。

（2） 空中目标多样性要求空空导弹小/微型化

空空导弹作为战斗机的主战武器，在现代战场上需要对付各种空中威胁，其中除了第四代战斗机、无人作战飞机等先进飞机目标外，还包括预警机、电子战飞机等高价值目标，巡航导弹、战术弹道导弹、中远程空空导弹等战术导弹目标，甚至还包括无人机蜂群等集群目标。这样的战技性能特点，要求空空导弹在载机上能实现多种类、高密度挂载，以提高载机出动架次的作战效率，降低单发杀伤成本，这也只能通过小/微型化来实现。

（3） 载机平台多样性要求空空导弹小/微型化

作战飞机正日益向无人化、自主化、隐身和功能分布化等方向发展。在未来空中战场上，各类型的无人机，尤其是一些小型无人机和突防型无人机将会广泛参加对空作战，而受其自身有效载荷的限制，通常只能携带重量仅十几千克，甚至几千克的小/微型空空导弹。

（4） 保证整体命中概率要求空空导弹小/微型化

历次局部战争的实战经验表明，现代战场上没有干扰不了的导弹，也没有导弹抗不了的干扰，没有哪种对抗措施永远有效。在未来空中战场上，复杂恶劣的电磁环境将会导致单枚空空导弹的命中率明显下降，而在导弹制导/抗干扰技术水平一定的前提下，要确保对目标的有效杀伤，所能采取的措施只有两条：一是增加对同一目标发射的导弹数量; 二是采用多种制导体制多弹协同攻击。这两种措施均对载机携弹量提出了更高要求，空空导弹小/微型化则可有效缓解这一问题。

2 国外小/微型空空导弹研究进展情况

进入21世纪以来，世界主要国家在导弹小/微型化方面开展了大量研究工作，并取得了显著成效。目前，除了以美国长钉（Spike）/长矛（Pike）、以色列迷你长钉（Mini-Spike）、英国轻型多用途导弹（LMM）为代表的一大批打击地/水面目标的微型导弹已开始投入作战使用外，部分小/微型化空空导弹研究项目也正在加紧实施中，其中最典型的是美国小型先进能力导弹（SACM）、库达（CUDA）、游隼（Peregrine）、微型自卫弹药（MSDM）和欧洲硬杀伤防御辅助系统（HK-DAS）。

（1） 小型先进能力导弹（SACM）

SACM是美国空军为应对2030年后的空中战场环境而计划研发的新一代空空导弹。该弹将主要装备F-22，F-35等先进战斗机，同时也可供预警机、加油机、运输机等大型飞机携带，既可以打击飞机目标，也可用于拦截来袭面空/空空导弹。

按照设计要求，SACM将会采用弹体气动优化设计、高效推进系统、能量优化制导与协同控制等众多先进技术，使导弹在具备极高机动性/敏捷性、大离轴/越肩发射能力和良好经济可承受性的同时，体积、重量也得到大幅缩减，由此可以更好地适应在隐身飞机内置弹舱内高密度挂载的需要，从而在不影响载机隐身性能的前提下，成倍增加携弹量。

SACM项目于2011年2月首次对外公布，随后洛克希德·马丁、 波音、雷神等公司均推出了各自的技术方案并展开相关的概念研究工作。到2019年，该项目被重新命名为制空科学与技术（CAST）。

（2） 微型自卫弹药（MSDM）

MSDM是美国空军计划研制的一种军用飞机近距反导自卫武器，主要用于拦截摧毁来袭的敌方面空/空空导弹，以提高载机的战场生存力，同时兼顾一定的打击飞机目标能力。

按照美国空军的要求，战时MSDM将会与传统红外/箔条干扰弹配合使用，通过“软杀伤”与“硬摧毁”相结合，有效应对敌方的导弹攻击，进而使载机有能力在高风险的“反介入/区域拒止”（A2/AD）环境下执行任务。这样的功能定位，决定了战时将会大量使用MSDM，进而导致该弹对体积、重量的限制比SACM更加严格，预计其外形尺寸仅为AIM-9X近距空空导弹的1/3左右，由此可确保载机在携带足够MSDM的同时，不会对主战弹药的携带数量造成明显影响。MSDM拦截弹与AIM-9X，AIM-120空空导弹的外形尺寸对比如图1所示。

MSDM项目于2015年开始实施，目前尚处于概念研究阶段，洛克希德·马丁、诺斯罗普·格鲁曼、雷神等公司均在开展拦截弹及其导引头的相关研发工作。

（3） CUDA空空导弹

CUDA是美国洛克希德·马丁公司推出的一种低成本、多用途小型雷达制导空空导弹概念方案，拟配装F-22，F-35等战斗机，用于打击有人/无人机、巡航导弹、面空/空空导弹等空中目标以及小型地/水面目标。

CUDA的一个突出特点是采用了撞击杀伤（HTK）方式，由此可以取消战斗部，再加上动力装置、弹载设备等方面的技术进步，该弹的体积、重量得以大幅缩减，非常适合供隐身飞机的内置弹舱高密度挂载。按照洛克希德·马丁公司公布的数据，CUDA弹长约1.78 m（不到AIM-120的一半），弹重约82 kg（与AIM-9相当），当其由F-22， F-35战斗机的机腹弹舱内埋携带时，二者携弹量可分别增至原来的2倍（8枚）和3倍（12枚）。

CUDA于2012年9月首次向外界公开，由于其性能特点比较符合美国空军SACM项目的需求，因此该弹或其后续改进型今后将有可能作为洛克希德·马丁公司的技术方案参加SACM项目竞标。CUDA导弹如图2所示。

（4） 游隼空空导弹（Peregrine）

Peregrine是美国雷神公司推出的一種小型、低成本空空导弹概念方案，其设计思想与CUDA类似，即在确保主要战技性能指标满足作战需求的前提下，最大程度地缩减导弹的体积、重量，进而成倍增大现役第四代（F-15/16）、第五代（F-22/35）战斗机的载弹量，并实现在后者内置弹舱内的高密度挂载。

根据雷神公司公布的信息，Peregrine尽管没有采用撞击杀伤方式，但通过采用高性能动力装置、轻量化弹体结构、高性能模块化控制系统、小型高爆破片杀伤战斗部等先进技术，其体积、重量仍得到了有效控制，弹长约1.8 m，弹重约68 kg，均与CUDA非常接近，远低于AIM-120，而与AIM-9相当，由此可使美军现役四代/五代机的携弹量提高2～3倍。

Peregrine概念方案于2019年9月首次向外界公布，目前仍处于概念研究和早期开发阶段，根据今后的进展情况，该弹或其改进型将有可能作为雷神公司的技术方案参加美国空军SACM项目竞标。Peregrine导弹模型如图3所示。

（5） 硬杀伤防御辅助系统（HK-DAS）

HK-DAS是欧洲MBDA公司推出的一种与美国MSDM类似的机载反导自卫武器概念方案。该弹拟配装目前在研的欧洲下一代战斗机，可在近距离上拦截摧毁来袭面空/空空导弹，并与机载红外/箔条干扰弹配合使用，进而提高载机的战场生存力。

HK-DAS对体积、重量的限制要求同样非常严格，按照MBDA公司公布的数据，该弹长不到1 m，弹重不超过10 kg，仅相当于1枚便携式防空导弹。为此，HK-DAS也将采用撞击杀伤（HTK）方式而取消装配战斗部，由此可大幅缩减体积、重量。战时，HK-DAS将会以半埋外挂或内置弹舱携带的方式配装载机（其数量可以在4～8枚之间选择），以尽量减少对载机气动/隐身性能的破坏。

HK-DAS于2019年6月首次公布于世，目前MBDA公司正在与空客军用飞机公司、法国达索公司等厂商合作，开展相关的研发工作。HK-DAS拦截弹如图4所示。

3 空空导弹小/微型化关键技术

与传统空空导弹相比，小/微型空空导弹通常具有弹体小巧、高精度、一体化、低成本、多平台、作战灵活等特点，在未来空中战场上的战术优势非常突出，因而非常值得国内关注和重视。根据国外的成熟经验，空空导弹要实现小/微型化，将主要涉及到以下关键技术：

（1） 弹体小型/轻量化技术

开展小/微型化导弹结构设计，优化气动外形，以彻底摒弃传统舱段设计理念，在满足机动敏捷控制能力的同时，尽可能减小导弹包络尺寸;采用高能火箭发动机、高能毁伤战斗部、高密度能源系统，以满足导弹飞行时间、攻击距离和杀伤效能等要求;应用复合材料之类的先进材料，以减轻弹体结构重量。

（2） 多功能集成一体化技术

开展探测火控系统、导弹发射系统与空空导弹融合设计，以提高多类目标识别跟踪与全向大离轴快速发射攻击能力;开展导弹导航、制导控制一体化设计，使其能根据弹目相对运动和自身运动信息生成控制指令，准确命中目标。

（3） 分布化功能总体设计技术

适当修正传统的空空导弹总体设计理念，从以空战杀伤链末端为中心向以杀伤链体系为中心发展转变，通过采用分布式探测、联合毁伤、先进数据链传输等先进技术，最大程度地利用体系支持来达到作战目的，由此可以降低单枚空空导弹的功能要求，进而有助于实现弹体外形尺寸、重量的缩减和成本费用的下降。

（4） 智能化技术

空空导弹小/微型化后，智能化技术的应用可有力保证打击效能，特别在多源信息处理智能算法，基于目标变化的在线弹道规划能力、通过大量目标识别人工智能训练提高抗干扰能力等方面。导弹可通过多次算法的升级提高其智能化水平，有效弥补单一导弹体积、重量下降带来的功能下降，确保导弹制导精度、抗干扰能力、有效射程等战技性能指标满足未来空中作战的需求。

（5） 高效毁伤技术

通过深入开展小/微型战斗部高能材料和毁伤机构、方向控制和聚焦效应以及制导引信一体化等技术研究，将有助于实现定向精确炸点控制，可靠引爆战斗部并提高毁伤效能，由此可有效缩减战斗部的体积、重量。未来，随着导弹制导、控制技术的进一步发展，还可以考虑彻底取消战斗部，以直接撞击（HTK）方式杀伤目标，这对空空导弹小/微型化的帮助是不言而喻的。

4 国内空空导弹小/微型化发展建议

国内小/微型空空导弹的发展情况目前未见披露，但根据国内媒体的公开报道，近年来国内已经陆续推出了袖箭、天虹、QN-202等多种微型导弹系统。这些导弹采用了电视、半激光、红外成像等多种制导方式，展现了国内在微型导弹研究领域的初步技术成果，为今后进一步开展小/微型空空导弹研究奠定了坚实基础。根据前文对空空导弹小/微型化发展需求及关键技术的分析，通过对后续发展的研判，本文提出以下几点建议：

（1） 准确定位小/微型化空空导弹的作战使用

空空导弹的小/微型化发展，将难免会给射程、攻击范围、杀伤威力等性能带来一定影响，因此其功能定位必须与作战使用要求相适应。空空导弹小/微型化的目的不是为了淘汰传统空空导弹，而是在应对中近距离现有及新兴的空中威胁时，可为飞行员提供更多的可选方案。尤其是在复杂战场环境下作战时，由于作战距离被大大压缩，单一武器作战模式将很难适应，多弹联合作战才能有效应对，小/微型空空导弹的出现将使这种作战模式成为可能。

（2） 配套发展简易挂装技术

传统的一弹一架挂装模式将很难适应小/微型空空导弹大规模装备使用的需求，而新型集束装填、武器舱与导弹一体化设计、柔性连接等技术能更好地与小/微型空空导弹配套使用，因而非常值得探索研究。

（3） 加强一体化/智能化技术应用

探测、火控、发射系统与空空导弹等机载武器系统一体化设计/智能技术的应用，将有助于实现小/微型空空导弹能力倍增。通过采用智能化技术，导弹可以在干扰条件下自主完成目标探测跟踪，调整工作状态，根据最佳策略选择攻击目标和打击点位置，进而具备良好的复杂环境适应性和自主决策能力。

（4） 多弹协同是重点发展方向

分布式导弹系统将功能分布到多个导弹上，再利用信息技术将各个导弹组合成新的打击系统，进而使系统具备小型化、集群化、灵巧化、智能化和低廉化的优势。小/微型空空导弹由于载机携带数量多、信息化程度高、制导方式灵活，非常适合以分布式系统方式发展，一方面有助于缩减导弹体积重量，另一方面通过实时弹道规划和编队协同飞行，可提高弹群的拦截毁伤效能。

（5） 多用途、多搭载平台拓展

开展有人机、无人机、战术导弹、特种飞行器等目标特性研究，使小/微型空空导弹能适应更多作战目标。与此同时，通过采用通用化设计思路，在设计开始就考虑到多种武器发射装置和搭载平台的兼容性，发展出可适应战斗机、直升机、无人机等不同搭载平台的通用型导弹，进而提高导弹的经济性。

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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：段鹏飞（1983-），男，河南济源人，高级工程师，研究方向为新概念武器总体技术。