武器系統(tǒng)，是指軍用航空器的武器彈藥及其各種輔助裝置所構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，用于殺傷和摧毀空中、地面、水面和水下各種目標(biāo)。輔助裝置包括武器的安裝或懸掛裝置和保證武器彈藥戰(zhàn)斗使用和命中目標(biāo)的各種軟件、硬件設(shè)備。從最初第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期的機(jī)關(guān)槍協(xié)調(diào)器，發(fā)展到現(xiàn)在將航空器、航空武器、航空武器彈藥、航空火控系統(tǒng)等等一系列的綜合性、智能型的綜合航空武器系統(tǒng)。
基本介紹
武器系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)
空中力量應(yīng)如何適應(yīng)未來(lái)國(guó)際環(huán)境下武裝沖突的需求？新的軍事技術(shù)革命給飛機(jī)武器系統(tǒng)及飛機(jī)的作戰(zhàn)效能帶來(lái)什么樣的影響？這些是人們經(jīng)常關(guān)注的軍事航空領(lǐng)域中的重要問(wèn)題。
實(shí)踐表明，空中力量的作戰(zhàn)效果取決于飛機(jī)、飛機(jī)武器系統(tǒng)及其作戰(zhàn)方法。而飛機(jī)武器系統(tǒng)的發(fā)展必然受軍事戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)思想變化的制約；從技術(shù)角度看又與飛機(jī)的發(fā)展、所攻擊的目標(biāo)特性和新技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。所以，作戰(zhàn)飛機(jī)的發(fā)展既是促進(jìn)飛機(jī)武器發(fā)展的動(dòng)力之一，又會(huì)在體積、重量、外形、能源和工作環(huán)境等方面制約武器的發(fā)展。
從對(duì)21世紀(jì)空中力量的作戰(zhàn)環(huán)境、目標(biāo)特性和新技術(shù)發(fā)展的分析與預(yù)測(cè)來(lái)看，未來(lái)飛機(jī)武器系統(tǒng)發(fā)展的主要特點(diǎn)是內(nèi)部懸掛、遠(yuǎn)距(防區(qū)外)發(fā)射、發(fā)射后不管、精確制導(dǎo)、飛機(jī)和武器的綜合控制以及能對(duì)付精導(dǎo)武器、隱身目標(biāo)和實(shí)施信息攻擊。
發(fā)展形式多樣化
1 內(nèi)部武器艙和保形外掛
武器可以安裝在飛機(jī)內(nèi)部，也可以懸掛在飛機(jī)外部。飛機(jī)內(nèi)部空間有限，只能懸掛少量的武器；外部掛彈受空間限制小，采用三彈彈射彈架(TER)和多彈彈射彈架(MER)，能在飛機(jī)的有效載重范圍內(nèi)盡量地多掛武器。但是，這種“圣誕樹(shù)”式的外掛武器方式，不但會(huì)使飛機(jī)的飛行阻力急劇增加，而且還會(huì)增大飛機(jī)的雷達(dá)反射面積。采用內(nèi)部彈艙還是采用外部掛彈主要是在增大載彈量與減小飛行阻力和雷達(dá)反射面積之間進(jìn)行折衷。F-105、F-106、F-111戰(zhàn)斗轟炸機(jī)和F-117A幾種戰(zhàn)斗機(jī)都有一個(gè)內(nèi)部武器艙用于掛彈。而且在使用過(guò)程中，F(xiàn)-105和F-111戰(zhàn)斗機(jī)也充分地利用了外部掛彈的有利之處。F-111(F-117A除外)以后的戰(zhàn)斗機(jī)和強(qiáng)擊機(jī)放棄了內(nèi)部武器艙，全部采用外部掛彈。這種構(gòu)形一直延續(xù)到F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)。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(jī)外掛物對(duì)飛行阻力的影響通常用阻力指數(shù)(DragIndex)來(lái)描述。當(dāng)飛機(jī)外部沒(méi)有懸掛裝置和武器(即飛機(jī)外表面很“干凈”)時(shí)，阻力指數(shù)(DI)為零，通常懸掛裝置和外掛武器越多，DI值越大。對(duì)同樣的懸掛裝置和外掛武器來(lái)說(shuō)，飛機(jī)的飛行速度越高，則DI值越大。也就是說(shuō)，DI值的大小通常與飛機(jī)的類(lèi)型、飛行高度、飛行速度、外掛武器(含懸掛裝置)的數(shù)量、類(lèi)型和懸掛的位置有關(guān)。基本阻力的阻力指數(shù)變化很大，干擾阻力對(duì)應(yīng)的阻力指數(shù)的最大值為25～30，配平阻力對(duì)應(yīng)的阻力指數(shù)不超過(guò)5。例如，F-111戰(zhàn)斗轟炸機(jī)在高空無(wú)外掛時(shí)的最大速度可達(dá)M2.5；在彈艙內(nèi)掛一顆b43核炸彈、外部只掛２枚AIM-9響尾蛇導(dǎo)彈“響尾蛇”空空導(dǎo)彈時(shí)，阻力指數(shù)為20。外掛4顆口徑907kg的mk84炸彈時(shí)，阻力指數(shù)為100；當(dāng)外部掛24顆MK82通用炸彈時(shí)，阻力指數(shù)高達(dá)180～200，這時(shí)的最大速度只有M0.8左右。這表明超音速飛機(jī)外部掛滿(mǎn)炸彈后也只能用亞音速飛行。飛機(jī)外掛副油箱和武器后，由于阻力增大和外掛物重量對(duì)作戰(zhàn)半徑所產(chǎn)生的綜合影響是，通常使其作戰(zhàn)半徑比凈形飛機(jī)減少50%左右。武器外掛對(duì)飛機(jī)飛行性能帶來(lái)的另一種不利影響是限制了飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性。一架飛機(jī)在凈形時(shí)過(guò)載可以拉到7ｇ，加上外掛后很難持續(xù)拉到3ｇ。下一代戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度將比現(xiàn)役飛機(jī)的典型速度大，而且將采用超音速機(jī)動(dòng)和超音速巡航。如果把武器掛在飛機(jī)外部必將引起更大的阻力。為了防止出現(xiàn)這種不利的局面，可能像F-22戰(zhàn)斗機(jī)那樣，再次把武器掛在飛機(jī)內(nèi)部。
武器內(nèi)掛
時(shí)帶來(lái)的另一個(gè)好處是可以減小飛機(jī)的雷達(dá)反射面積。眾所周知，隱身特性(目標(biāo)的低可探測(cè)性)從攻、防兩個(gè)方面影響著未來(lái)的作戰(zhàn)飛機(jī)。首先，具有隱身能力的飛機(jī)可以明顯地改善自身的生存力。例如，戰(zhàn)斗機(jī)或戰(zhàn)略轟炸機(jī)在370公里的突防過(guò)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(dá)的最大探測(cè)距離與目標(biāo)的雷達(dá)反射面積的四次方根成正比。目標(biāo)雷達(dá)反射面積下降一個(gè)數(shù)量級(jí)，則雷達(dá)對(duì)該目標(biāo)的探測(cè)距離將降低44%。這表明，面對(duì)具有隱身能力的目標(biāo)，攻擊飛機(jī)必須提高自身雷達(dá)探測(cè)距離或采用反隱身雷達(dá)和采取對(duì)付隱身目標(biāo)的綜合探測(cè)手段。為減小飛機(jī)的雷達(dá)反射面積，武器要盡可能地內(nèi)掛或采用保形外掛。因?yàn)闇p小飛機(jī)的雷達(dá)反射面積，在外形設(shè)計(jì)上要盡可能避免三種情況：空腔和角反射器，它們能在較寬的扇區(qū)內(nèi)產(chǎn)生高的雷達(dá)反射面積值；鏡面入射的平板，它們?cè)谡纳葏^(qū)內(nèi)產(chǎn)生高的雷達(dá)反射面積；側(cè)圓柱體，它們?cè)谒械姆轿簧隙籍a(chǎn)生高的雷達(dá)反射面積。例如，一塊垂直雷達(dá)波束的0.01平方米(10cm×10cm)小平板，它的雷達(dá)反射面積是1平方米，是實(shí)際面積的100倍。而外掛架與機(jī)翼或機(jī)身的連接處恰好是一個(gè)典型的角
反射器，應(yīng)當(dāng)盡量地避免。分析表明，飛機(jī)雷達(dá)反射面積減小到原來(lái)的十分之一時(shí)，將使飛機(jī)遭受由雷達(dá)控制的地對(duì)空導(dǎo)彈截?fù)舻母怕蕼p小40%，雷達(dá)反射面積小在超視距空戰(zhàn)中也相當(dāng)有利。
減小外掛物飛行阻力和雷達(dá)反射面積的另一條途徑是采用全埋式保形懸掛法。這種方法
是將全部懸掛裝置和大部分外掛物埋入飛機(jī)內(nèi)部，外掛物的圓柱形表面與機(jī)翼或機(jī)身的表面
相切，從而保證飛機(jī)具有良好的整體流線(xiàn)型。飛行試驗(yàn)表明，在改裝的F-4B試驗(yàn)機(jī)上，保
形掛架使總阻力下降60%，飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑大約增加50%，在目標(biāo)上空的活動(dòng)時(shí)間增加1
倍；在F-15戰(zhàn)斗機(jī)飛機(jī)上，保形油箱的阻力比兩個(gè)掛架掛副油箱的阻力減小50%。
作戰(zhàn)形式多樣化
2遠(yuǎn)距(防區(qū)外)發(fā)射超音速巡航和在空戰(zhàn)中同時(shí)與幾個(gè)目標(biāo)交戰(zhàn)，都要求飛機(jī)能在距目
標(biāo)很遠(yuǎn)的距離上發(fā)射武器。如前所述，假定用1.15的速比迎頭截?fù)簦?.4的目標(biāo)時(shí)，則雙方的接近速度高達(dá)3倍音速。即使雙方相距250公里，在4.2分鐘后也會(huì)相遇。所以，在未來(lái)的空戰(zhàn)中，特別是截?fù)魯y帶核彈頭等大規(guī)模殺傷性武器的運(yùn)載體時(shí)，超視距作戰(zhàn)將是一種主要形式。目前正在研制的中、遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈的最大射程已達(dá)到50～185公里，或更遠(yuǎn)。
在空對(duì)面攻擊中，攻擊飛機(jī)的主要危險(xiǎn)是飛越目標(biāo)上空和被迫進(jìn)入目標(biāo)的防御火力范圍之內(nèi)。實(shí)踐證明，減少攻擊飛機(jī)損失的最有效方法是從目標(biāo)防御火力范圍之外(Stand-off)發(fā)射武器攻擊目標(biāo)。這類(lèi)武器的發(fā)射距離取決于飛機(jī)的作戰(zhàn)目的、武器彈頭的威力、所攻擊目標(biāo)的特性及防御火力的情況等因素，其范圍從幾十公里到上千公里。在直升機(jī)反坦克作戰(zhàn)中，實(shí)戰(zhàn)和模擬都表明，武器的發(fā)射距離和直升機(jī)與坦克的損失比密切相關(guān)。當(dāng)作戰(zhàn)距離為2500米時(shí)，兩者的損失比為1∶10，作戰(zhàn)距離增大，上述損失比下降；當(dāng)直升機(jī)發(fā)射武器的距離超過(guò)4000米時(shí)，則直升機(jī)的損失變得微乎其微。因此，未來(lái)反坦克直升機(jī)的反坦克導(dǎo)彈的發(fā)射距離大約是4000～6000m。
參考資料 >