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武器系統,是指軍用航空器的武器彈藥及其各種輔助裝置所構成的綜合系統,用於殺傷和摧毀空中、地面、水面和水下各種目標。輔助裝置包括武器的安裝或懸挂裝置和保證武器彈藥戰鬥使用和命中目標的各種軟體、硬體設備。從最初一戰時期的機槍協調器,發展到現在將航空器、航空武器、航空武器彈藥、航空武器火控系統等等一系列的綜合性、智能型的綜合航空武器系統。

 

1 武器系統 -武器系統的發展特點

空中力量應如何適應未來國際環境下武裝衝突的需求?新的軍事技術革命給飛機武器系統及飛機的作戰效能帶來什麼樣的影響?這些是人們經常關注的軍事航空領域中的重要問題。

武器系統武器系統

實踐表明,空中力量的作戰效果取決于飛機、飛機武器系統及其作戰方法。而飛機武器系統的發展必然受軍事戰略和戰術思想變化的制約;從技術角度看又與飛機的發展、所攻擊的目標特性和新技術的發展密切相關。所以,作戰飛機的發展既是促進飛機武器發展的動力之一,又會在體積、重量、外形、能源和工作環境等方面制約武器的發展。
從對21世紀空中力量的作戰環境、目標特性和新技術發展的分析與預測來看,未來飛機武器系統發展的主要特點是內部懸挂、遠距(防區外)發射、發射后不管、精確制導、飛機和武器的綜合控制以及能對付精導武器、隱身目標和實施信息攻擊。

2 武器系統 -發展形式多樣化

1 內部武器艙和保形外掛

武器系統武器系統

武器可以安裝在飛機內部,也可以懸挂在飛機外部。飛機內部空間有限,只能懸挂少量的武器;外部掛彈受空間限制小,採用三彈彈射彈架(TER)和多彈彈射彈架(MER),能在飛機的有效載重範圍內盡量地多掛武器。但是,這種「聖誕樹」式的外掛武器方式,不但會使飛機的飛行阻力急劇增加,而且還會增大飛機的雷達反射面積。採用內部彈艙還是採用外部掛彈主要是在增大載彈量與減小飛行阻力和雷達反射面積之間進行折衷。F-105、F-106、F-111和F-117A幾種戰鬥機都有一個內部武器艙用於掛彈。而且在使用過程中,F-105和F-111戰鬥機也充分地利用了外部掛彈的有利之處。F-111(F-117A除外)以後的戰鬥機和攻擊機放棄了內部武器艙,全部採用外部掛彈。這種構形一直延續到F/A-18戰鬥機。    武器外掛增加的阻力包括基本阻力,干擾阻力和配平阻力三部分。飛機外掛物對飛行阻力的影響通常用阻力指數(DragIndex)來描述。當飛機外部沒有懸挂裝置和武器(即飛機外表面很「乾淨」)時,阻力指數(DI)為零,通常懸挂裝置和外掛武器越多,DI值越大。對同樣的懸挂裝置和外掛武器來說,飛機的飛行速度越高,則DI值越大。也就是說,DI值的大小通常與飛機的類型、飛行高度、飛行速度、外掛武器(含懸挂裝置)的數量、類型和懸挂的位置有關。基本阻力的阻力指數變化很大,干擾阻力對應的阻力指數的最大值為25~30,配平阻力對應的阻力指數不超過5。例如,F-111戰鬥機在高空無外掛時的最大速度可達M2.5;在彈艙內掛一顆B43核炸彈、外部只掛2枚AIM-9「響尾蛇」空對空導彈時,阻力指數為20。    外掛4顆口徑907kg的mk84炸彈時,阻力指數為100;當外部掛24顆MK82通用炸彈時,阻力指數高達180~200,這時的最大速度只有M0.8左右。這表明超音速飛機外部掛滿炸彈后也只能用亞音速飛行。飛機外掛副油箱和武器后,由於阻力增大和外掛物重量對作戰半徑所產生的綜合影響是,通常使其作戰半徑比凈形飛機減少50%左右。武器外掛對飛機飛行性能帶來的另一種不利影響是限制了飛機的機動性。一架飛機在凈形時過載可以拉到7g,加上外掛后很難持續拉到3g。下一代戰鬥機的飛行速度將比現役飛機的典型速度大,而且將採用超音速機動和超音速巡航。如果把武器掛在飛機外部必將引起更大的阻力。為了防止出現這種不利的局面,可能像F-22那樣,再次把武器掛在飛機內部。

 武器內掛

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時帶來的另一個好處是可以減小飛機的雷達反射面積。眾所周知,隱身特性(目標的低可探測性)從攻、防兩個方面影響著未來的作戰飛機。首先,具有隱身能力的飛機可以明顯地改善自身的生存力。例如,戰鬥機或轟炸機在370公里的突防過程中損失率可從13%減少到6.5%。在其他因素不變的情況下,雷達的最大探測距離與目標的雷達反射面積的四次方根成正比。目標雷達反射面積下降一個數量級,則雷達對該目標的探測距離將降低44%。這表明,面對具有隱身能力的目標,攻擊飛機必須提高自身雷達探測距離或採用反隱身雷達和採取對付隱身目標的綜合探測手段。為減小飛機的雷達反射面積,武器要儘可能地內掛或採用保形外掛。因為減小飛機的雷達反射面積,在外形設計上要儘可能避免三種情況:空腔和角反射器,它們能在較寬的扇區內產生高的雷達反射面積值;鏡面入射的平板,它們在窄的扇區內產生高的雷達反射面積;側圓柱體,它們在所有的方位上都產生高的雷達反射面積。例如,一塊垂直雷達波束的0.01平方米(10cm×10cm)小平板,它的雷達反射面積是1平方米,是實際面積的100倍。而外掛架與機翼或機身的連接處恰好是一個典型的角
反射器,應當盡量地避免。分析表明,飛機雷達反射面積減小到原來的十分之一時,將使飛機遭受由雷達控制的地對空導彈截擊的概率減小40%,雷達反射面積小在超視距空戰中也相當有利。

減小外掛物飛行阻力和雷達反射面積的另一條途徑是採用全埋式保形懸挂法。這種方法
是將全部懸挂裝置和大部分外掛物埋入飛機內部,外掛物的圓柱形表面與機翼或機身的表面
相切,從而保證飛機具有良好的整體流線型。飛行試驗表明,在改裝的F-4B試驗機上,保
形掛架使總阻力下降60%,飛機的作戰半徑大約增加50%,在目標上空的活動時間增加1
倍;在F-15C飛機上,保形油箱的阻力比兩個掛架掛副油箱的阻力減小50%。

3 武器系統 -作戰形式多樣化

2遠距(防區外)發射超音速巡航和在空戰中同時與幾個目標交戰,都要求飛機能在距目

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標很遠的距離上發射武器。如前所述,假定用1.15的速比迎頭截擊M1.4的目標時,則雙方的接近速度高達3倍音速。即使雙方相距250公里,在4.2分鐘后也會相遇。所以,在未來的空戰中,特別是截擊攜帶核彈頭等大規模殺傷性武器的運載體時,超視距作戰將是一種主要形式。目前正在研製的中、遠距空對空導彈的最大射程已達到50~185公里,或更遠。

在空對面攻擊中,攻擊飛機的主要危險是飛越目標上空和被迫進入目標的防禦火力範圍之內。實踐證明,減少攻擊飛機損失的最有效方法是從目標防禦火力範圍之外(Stand-off)發射武器攻擊目標。這類武器的發射距離取決于飛機的作戰目的、武器彈頭的威力、所攻擊目標的特性及防禦火力的情況等因素,其範圍從幾十公里到上千公里。在直升機反坦克作戰中,實戰和模擬都表明,武器的發射距離和直升機與坦克的損失比密切相關。當作戰距離為2500米時,兩者的損失比為1∶10,作戰距離增大,上述損失比下降;當直升機發射武器的距離超過4000米時,則直升機的損失變得微乎其微。因此,未來反坦克直升機的反坦克導彈的發射距離大約是4000~6000m。 

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