R-77空空导弹
俄罗斯研制的主动雷达制导中距空空导弹
R-77空空导弹(R-77 air to air missile)是苏联和继承国俄罗斯研制的一款主动雷达制导中距空空导弹,其研制代号为izdeliye-170(产品-170),北约代号为AA-12“蝰蛇”。该导弹是俄军批量装备的第一款主动雷达制导超视距空空导弹,其出口版被称为RVV-AE。
R-77空空导弹于1982年开始研制,由苏联三角旗设计局(也有译为锦旗设计局)负责主要的研制工作,1992年投入试生产,1994年正式定型。导弹原生产线位于乌克兰基辅,苏联解体后,俄罗斯不得不重新组建生产线,从1996年才开始小批量试生产,并在2009年之后,其改进型才开始被俄罗斯联邦武装力量批量装备。
R-77空空导弹采用正常式气动布局,外形简洁修长,弹身为圆柱体,内部结构由主动雷达导引头、引信舱、战斗部舱、固体火箭发动机舱和舵机舱5个舱段组成。该导弹采用2千克的高能破片式战斗部,以主动激光近炸引信引爆;可挂载到苏-27战斗机苏-30战斗机、苏-35、米格战斗机29M、米格-31M等战斗机上,采用单台双推固体火箭发动机;制导方式为复合制导,中段是指令/惯性制导,末段为主动雷达寻的制导。
R-77除了出口版RVV-AE外,还发展有改进的R-77-1型号,该型号才是俄罗斯联邦武装力量列装的主要型号。而中国、印度和马来西亚等国家也都有进口R-77的出口版RVV-AE。
发展沿革
研制背景
20世纪70年代中后期,美国和苏联在对未来20~30年的空战威胁进行分析后认为,随着战斗机的机动性能和火控技术的不断发展,空空导弹的交战距离越来越远,超视距空战将成为主流。而像AIM-7“麻雀”和R-27一类的半主动雷达制导的空空导弹虽然射程满足要求,但它们必须依靠载机雷达的持续跟踪照射才能确保命中率,这样就使得载机在空战中不能做大的机动动作,在遇到敌方反击时很难躲避。为了使载机摆脱这种被动局面,未来的中距空空导弹必须具有主动制导的能力(即“发射后不用管”)。
在1976年,美国开始研究具备末端主动雷达制导和中段无线电指令/惯性制导能力的下一代中距空空导弹即AIM-120 AMRAAM,由休斯飞机公司进行研发。并在1984年基本完成研发,1989年开始服役。苏联很早就获知美国正在开发下一代空空导弹,通过对相关情报的分析,认为这种新型空空导弹会极大地压制苏联战斗机的作战能力,因此苏联空军迫切需要一种能和AMRAAM抗衡的新一代空空导弹。
研制历程
1980年3月19日,苏联军工委员会决定开始R-77导弹的预研,研制工作由苏联三角旗设计局、闪电设计局、国家航空系统科学研究所和中央空气流体动力学研究院等机构负责。在研制初期,三角旗设计局和闪电设计局分别提供了各自的方案,并由国家科学和技术研究所进行评估。三角旗设计局的方案采用了和R-24相似的布局,而闪电设计局的方案则更类似于R-40,尽管两者的方案各有缺陷,但最终三角旗设计局的方案被采用。1981年,导弹的设计方案被基本确定,同时还制定了补充方案。
1982年7月31日,苏联部长会议通过了研发R-77导弹的正式决议,标志着项目正式启动,具体的研制工作由三角旗设计局领导,闪电设计局的导弹设计部门也参与,研发工作由首席设计师G.A.瓦西里·索科洛夫斯基(G.A. Sokolovsky)领导。
从1984年5月开始,R-77的原型弹开始在米格战斗机29战机上进行挂飞和发射测试,最初是编号为09-21和09-19的米格-29。到1984年底时,原型弹在没有制导系统的情况下进行了18次发射试验。 1984年12月,编号为09-23和09-70的米格-29战机开始加入测试,1985年6月和8月,编号分别为09-25和09-71的米格-29也加入了测试。
在1982到1989年的研制和测试过程中,三角旗设计局根据苏联军方的要求和试验数据的反馈,对R-77的方案进行了多次改动,比如该导弹早期方案中的三角形尾舵就被改为了格栅舵。而在研制过程中,一些研究所提出要增加导弹重量来提升导弹指标;但由于该弹的尺寸和重量需要对标美国军队的AIM-120导弹,因此这些提议并没有被采纳。实际上为了严格控制导弹的尺寸和重量,R-77研制过程中的所有图纸更改都要经过中国航空工业集团有限公司部部长的批准。
1988年至1991年间,R-77导弹的原型弹进行了多次实弹打靶,主要是由编号09-21、09-70和09-71的米格战斗机29战机挂载,对用Tu-16和MiG-21改装的靶机和拉-17无人靶机进行打靶测试。之后再经历了两年测试后,R-77最终于1994年2月23日完成定型。不过此时的俄罗斯军方对该弹并不是完全满意,所以并未决定采用该弹,只是同意该弹进行用于出口的试生产。
生产历程
R-77空空导弹最初定于乌克兰基辅的阿尔乔姆工厂量产,却因苏联解体步履维艰。解体后的俄罗斯无法自主量产该导弹,包括网状格栅尾翼、雷达主动导引头等关键技术由乌克兰卢赫设计局掌握,直到1996年才开始小批量生产,全面生产则被推迟到1997年以后,原因是需要重新建立生产线。而俄空军不愿把主要生产线设在俄罗斯以外,因此决定在莫斯科建立生产线。在最初生产R-77空空导弹时,俄罗斯必须从乌克兰购买部件进行组装。
基本设计
整体构造
R-77空空导弹采用正常式气动布局,外形简洁修长,弹身为圆柱体,弹径200毫米,弹长3.6米。在内部结构上,由主动雷达导引头舱、引信舱、战斗部舱、固体火箭发动机舱和舵机舱5个舱段组成。该导弹质心靠后一点装有4片固定式边条形小展弦比弹翼,以减小气动阻力,提高机动飞行时的稳定性,尾部有4片矩形格栅式尾翼舵面。
弹翼设计
R-77空空导弹是世界上第一型采用格栅式尾翼舵面的空空导弹,格栅式尾翼舵面的主要优点为:一,降低整个飞行包线内的铰链力矩、惯性矩和气动阻力,因此提高导弹低速飞行时的稳定性;二,减少大迎角机动飞行时的气流分离,增大气动升力和控制力矩,增强导弹高速飞行时的机动性;三,减轻结构重量,降低舵机能耗,有利于减轻导弹重量,增加载机的载弹量。
R-77导弹的矩形格栅式尾舵的每片舵面长250毫米,宽100毫米,内有互相交叉的两组各5个翼片。导弹悬挂在载机上时,尾翼舵面呈X状,翼展为750毫米。改变舵的格栅数量就可能改变尾冀特性,格栅式尾翼可以折叠,以充分利用载机弹舱容积悬挂多枚导弹。每个格栅式尾翼尺寸为250×100毫米,内有相互交又的2组各5个翼片,与前面相应的4片弹翼成45度和135度安装。该格栅舵为薄型蜂窝三维结构,攻角在40度以下时能实现无间断绕流,攻角50-60度时附面气流可保留在栅翼的叶片上。
制导设计
R-77空空导弹的制导方式为复合制导,中段是指令/惯性制导,由自动驾驶仪控制,机载火控雷达通过间断无线电指令为导弹提供方向修正。末段为主动雷达寻的制导,该弹使用的是9B-1348E脉冲多普勒主动雷达导引头。该导引头重16kg,不带整流罩长600mm,工作于10-20GHz的J波段,对5平方米雷达反射截面积的目标的最大跟踪距离为16km,具备干扰源寻的模式,可以在目标锁定失败后可以在载机无线电指令引导下锁定下一个目标。
战斗部
R-77空空导弹采用2千克的高能破片式战斗部。主要依靠炸药爆炸时产生的高速飞散破片毁伤目标,破片散布范围较大,引信与战斗部容易配合。然而由于破片离散分布,必须多个破片直接命中目标要害部位才能有效击毁目标,并且破片杀伤概率随作用距离增加而缓慢下降。
导弹采用主动激光近炸引信,由于激光的波束窄和方向性好,引信具有良好的抗杂波干扰的能力。引信舱内部装有激光发射机、接收机、信号处理器及电源等设备,外部均匀分布8个激光引信窗口,相互间隔45度,这种结构布置可保证不管目标位于方位,主动激光引信均能在导弹与目标交会的瞬间,精确地控制爆炸点,及时地引爆战斗部,有效地摧毁目标。
动力设计
R-77空空导弹采用单台双推固体火箭发动机,射程范围在300米至100千米范围内,300米是指追击时最小射程,100千米则是在2万米高空,敌我速度1.5马赫迎头的条件下才能达成。
性能数据
服役情况
R-77空空导弹出口型,即RVV-SD受到俄制武器的传统买家青睐。而直到2009年,俄罗斯空军才列装R-77导弹,主要用于装备当时正在接受测试的苏-35S战斗机。
2001年,R-77空空导弹成为中国购置的苏-30MKK战斗机的武器装备。2012年,马来西亚俄罗斯国防出口局订购了35枚R-77空空导弹。2019年,印度空军采购400枚R-77空空导弹。
衍生型号
R-77-1导弹
在保持导弹结构基本不变的情况下,给导弹换用推力更大的发动机,重量从175kg提升到了190kg,导弹长度从3.6m增加到了3.71m。R-77-1改为使用9B-1103M导引头,该导引头重量减少到了10kg,对5平方米雷达反射截面积的目标的探测能力增加到了25km,并且具备更强的抗干扰能力,导引头热机时间也由上一代的2分钟减少为10秒。在2010年,R-77-1的大量关键部件仍然是由乌克兰提供的,在2014年乌克兰危机后,俄罗斯加快了相关部件的国产化进度,并在2015完成了R-77-1导弹的基本国产化。2015年至2020年间,俄罗斯联邦武装力量仅少量采购了R-77-1用于新战机的测试工作,直到2020年后,俄军才开始大规模装备R-77-1。
R–77M–PD远程型导弹
R–77M–PD远程型导弹采用固体火箭/冲压组合发动机。弹重225千克,弹长3.7米,最大射程达150千米,低、中空作战性能好,可攻击任何高度上的预警机战略轰炸机
K-77M导弹
K-77M导弹主要用于苏-57战斗机弹仓内搭载。该弹增加主弹翼长度,同时用常规折叠尾翼取代网状格栅尾翼,后者是R-77系列导弹的标志性设计。网状格栅尾翼优点很多,缺点是尾翼过高,挂载在苏-57战斗机弹仓中显得局促。新型K-77M导弹恢复可折叠常规尾翼,满足了内部挂载需求。
RVV-AE-PD导弹
射程达160千米的RVV-AE-PD导弹是R-77空空导弹的改进型号。该弹包括两种版本,一种加装主动雷达导引头,另一种配备末端红外寻的导引头。作战中,这两种导弹可配合使用,提高命中率。
评价
R-77导弹为苏联因应AIM-120的威胁而开发的武器,其技术特性与后者有不小的差异,以致两者的擅长领域不尽相同。R-77比AIM-120重,略粗略长,这使得R-77的“弹体纵剖面负荷”比AIM-120来得低,加上其主翼面积又比AIM-120大,因此“单位升力负担的重量”比较小,即意味着在相同高度、速度时R-77更容易达到高过载值,另外它使用高过载值的条件范围也更广。另外就是其发射G限、目标G限、自身G限与R-73导弹相当,因此就过载能力论,也具有作为格斗导弹的条件。R-77还满足一项现代格斗导弹的重要条件:高迎角性能。它有较好的高迎角性能就能激发更大的升力,并且死咬着目标,特别是在越近距离发射时,就越需要高迎角性能,这偏偏是传统翼面的弱项。尽管格栅翼位在弹尾,弹体与主翼多少能减少格栅翼的一些激波阻力,但R-77依然面对阻力较大的问题,这就影响其速度表现,然而,尽管速度与最大射程较差,但对高机动目标时,格栅翼仍具优势,可说是特别适合中距偏近作战及对付高机动目标。因此与其将R-77归类于AIM-120那种“兼具格斗能力的中远距拦截导弹”,不如将的R-77视为一种“兼具中远距拦截能力的格斗导弹” 。(空军之翼评)
参考资料
R-77中距空空导弹.科普中国.2024-07-09
RVV-AE.俄罗斯国防出口网.2024-07-22
RVV-SD.俄罗斯国防出口网.2024-07-22
R-77.Military Russia.2024-07-22
迟到的“蝰蛇”.中国军网.2024-07-05
俄罗斯R-77空空导弹.空军之翼.2024-10-10
目录
概述
发展沿革
研制背景
研制历程
生产历程
基本设计
整体构造
弹翼设计
制导设计
战斗部
动力设计
性能数据
服役情况
衍生型号
R-77-1导弹
R–77M–PD远程型导弹
K-77M导弹
RVV-AE-PD导弹
评价
参考资料