高空气球不好打,这应该最近美国空军最切实的感受,在攻击了4个气球类目标后,美军战机竟然还有失手的时候。
2月14日,美军承认此前攻击美加边境休伦湖上空的高空气球时,出了点小问题,F-16战斗机首发AIM-9X导弹失利,错过了目标,补射第2枚导弹后才命中目标。光两发导弹的成本就达到了80万美元。
这个消息最早是当地的围观群众爆料,有眼尖的人发现,执行任务的第148联队的两架F-16,起飞时都是两发AIM-120加两发AIM-9X的配置,但返航时却都少了一枚AIM-9X导弹。这意味着两架F-16都发起了一次攻击,并且都发射了AIM-9X导弹。
(卢卡斯·汤姆林森的推特截图)
这个说法很快就得到了福克斯新闻记者卢卡斯·汤姆林森的确认。这个消息一出让外界哗然,导弹打气球都能打飞了,让人不得不对AIM-9X的性能持怀疑态度。
按照参谋长联席会议主席马克·米利将军的说法,当时美军一架F-16战斗机奉命击落这个高空气球。战斗机发射第1枚导弹失的,导弹错过目标落入休伦湖之中,另一架F-16的飞行员补射第2枚导弹才击落目标。美军将这个小小的失利归结为气球目标特征太小,而且速度太慢,战斗机攻击这样的目标困难很大。
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(F-16返航时,翼下的AIM-9X已经消失了踪影)
打气球的难度确实不小,由于目标RCS很低,移动速度缓慢,基本上就是随着风漂移,这种目标对于战斗机的机载雷达来说,基本会被过滤掉。美军为了打气球,专门紧急调整了雷达信号/数据处理系统,确保战斗机雷达能够追踪这样的目标。
机载雷达软件容易调整,战斗机的速度很难降低。F-16虽然有着不错的低空低速飞行能力,飞行速度可以降低到300公里/小时以下,但这对于移动速度只有几公里每小时的气球来说,还是太快了。
(F-16的雷达后台会主动过滤速度过小,RCS过低的目标)
美军飞行员也透露,在“在时速为数百英里战斗机探测和观察这些目标非常困难,更别说拦截了”。由于目标RCS太小,雷达制导的AIM-120空空导弹无法攻击它,并且成本也不合算。与此同时,气球的飞行高度也不小,F-16的“火神”机炮射击这个高度的目标也不够安全,因此最终选定红外制导的AIM-9X作为首选攻击武器。
AIM-9X是当今最先进红外制导空空导弹之一,主要用于近距离空战,也被称作“红外格斗弹”。AIM-9X也是世界上第一款4代格斗弹,它采用了红外成像制导导引头,灵敏度高、抗干扰能力强,能够对付低信号特征目标,同时干扰能力也大幅度提高,可以从红外干扰弹中较为准确的识别出战斗机的热源信号。
(起飞前检查AIM-9X导弹)
美军对于AIM-9X导弹可以说是寄以厚望,打机动性极佳的战斗机都不在话下,更何况是气球这样几乎静止不动的目标。结果却让人大跌眼镜,AIM-9X首发居然失利,虽然第二发成功完成了任务,但这个过程被曝光出来后,还是让美军感觉有点尴尬,毕竟整个北美都盯着美军打气球,气氛哄到这了,有下不来台的感觉。
美军暂时还没有说对于这枚导弹为何失手,是导弹故障还是其他原因不得而知。不过外界注意到-F16战斗机拦截行动是在2月12日下午,气球是在高空,因此F-16应该是仰射AIM-9X。这样AIM-9X就面临一个大的干扰源,那就是太阳。
(AIM-9X采用红外成像导引头)
我们知道太阳是红外制导导弹的天敌,红外导引头有一个关键指标那就是抗太阳干扰能力。理论上AIM-9X导弹用红外成像制导系统,它可以根据目标表面温度差绘制目标图像,从而区别诱饵和真正的目标。从这个角度来讲,AIM-9X应该能够区分目标和太阳。
不过外界联想到另外一件事,在2017年AIM-9X也曾经首发失利。当时美国海军一架F/A-18E超级大黄蜂战斗机拦截叙利亚空军苏-22攻击机,飞行员首先发射AIM-9X空空导弹攻击目标,结果苏-22扔热焰弹成功骗过AIM-9X,美国飞行员不得不补射AIM-120来击落目标。
(AIM-9X导引头的特写)
这件事在当时就曾经引起广泛讨论,有人对AIM-9X性能提出怀疑,因为苏-22是苏联在上世纪70年代出口的第二代歼击轰炸机,到了2017年已经十分老旧,万完全和现代化不沾边,苏-22使用的热焰弹也是苏联时代的库存。就是这样的老式战机和热焰弹居然骗过了拥有最先进制导系统的AIM-9X空空导弹,让人不得不怀疑AIM-9X的导引头性能是否真像美国人说的那样神奇?
这一次AIM-9X打气球再次首发失利,又把这样的讨论摆上台面。AIM-9X作为最早的红外成像制导空空导弹,它的制导系统、信号/数据处理系统可能存在问题,在某些条件下会出现无法滤除自然或人为干扰,从而错失目标。
(AIM-9X BlockII)
美军的AIM-9X其实服役20年以来,也在进行改进,目前已经有了BlockIII这样的子型号,不过AIM-9X的改进重点放在了增加数据链、改进战斗部以及增加射程方面,而导引头的变化却不大,因此才会在打气球的过程中出现失利。
不过军队对于一种制导武器的要求,是首发命中率达到一个制定的数据,并非要求百发百中,因此AIM-9X后续也未必会花钱去升级导引头。
我们国产的PL-10空空导弹也采用了红外成像制导系统,也是和AIM-9X类似的凝视红外成像技术,因此导引头的技战术指标与AIM-9X相当,那么PL-10在面对高空气球时,表现如何呢?
(出口的PL-10E)
2021年的一次任务中,PL-10导弹的性能得到了验证。当时国外一个高空气球侵入中国领空,南部战区派遣歼-10C战斗机执行拦截,长机发射PL-10导弹,首发命中,消灭目标,这是歼-10C的首战,也是PL-10的首战,显示导弹制导系统经受住了考验。
当然从未雨绸缪角度出发,我们也要考虑增强PL-10空空导弹攻击低信号特征目标的能力。从国外发展趋势来看,高空气球在军事领域运用越来越来广泛,战斗机遭遇这类目标的可能性也在增大。
(歼-16和歼-10C挂载PL-10)
为了提高PL-10攻击能力,需要提高导弹导引头的探测和抗干扰能力。一个发展方向就是引入双波段红外成像制导系统,就是在现有红外成像器阵列里面引入中长波段器件。这样导弹就能够接收更多波段的红外特征信号,从中提取更加完整的目标信息,进而提高探测能力和抗干扰能力。
另外多光谱复合成像制导系统也是发展方向,制导系统可以接收不同波段信号,能够更好区分目标与诱饵。
(挂载PL-10的歼-20)
美军连续4次打气球的战例,暴露了红外空空导弹在实战中的一些缺憾,美军对这种失利的看法或许比较乐观,但也给我们提了个醒。战斗机在空战中,面对的并不一定就是高速飞行的飞机,也可能是其他飞行物,即便在和平时代,这种空中威胁也客观存在,因此提高武器系统的性能和可靠性,是一个不断持续的过程。