空空導彈發動機只能工作10秒左右,為什麼能擊中目標?

秦皇見漢武


這個提問其實並不正確,空空導彈發動機工作時間各不相同,有些空空導彈發動機的確是只工作不到10秒的時間,但有些空空導彈發動機工作時間長達數十秒,甚至還具備重啟能力,所以空空導彈發動機的工作時間不能一概而論。

最初空空導彈採用的是單脈衝固體火箭發動機,這種單脈衝固體火箭發動機的點火工作時間只有數秒,將導彈加速到預定速度後就沒有推力了,空空導彈只能依靠剩下的動能去攻擊對方戰機,所以這種空空導彈的射程有限,末端機動能力也聊勝於無,對方戰機在遭到這種導彈攻擊時的擺脫概率很高。

要繼續提升空空導彈的射程和末端機動能力,基本只有兩種途徑。第一,空空導彈使用衝壓發動機。第二,裝備雙脈衝固體火箭發動機。衝壓發動機使用進氣道從外部獲取空氣,導彈本身不需要攜帶氧化劑,所以導彈的燃料攜帶量可以增加,發動機的工作時間也得以延長,這種設計的代表就是“流星”導彈。資料顯示,“流星”導彈發動機的工作時間接近60秒,所以它的射程較大。

但是,空空導彈在末端飛行時需要進行大過載機動,來攻擊正在高速高機動擺脫空空導彈的戰機,而衝壓發動機在大過載機動的情況下工作狀態並不穩定。所以這種空空導彈的末端機動能力相對較低。

裝備雙脈衝固體火箭發動機也可以提升空空導彈的射程,當初裝備單脈衝固體火箭發動機的AIM-120A/B空空導彈的射程只有75千米,後來改裝雙脈衝固體火箭發動機的AIM-120C空空導彈的射程一下子提升到105千米,後續的AIM-120C改進型乃至AIM-120D空空導彈的射程還可以增加到160千米甚至是更遠。

裝備雙脈衝固體火箭發動機的空空導彈主要通過脈衝的點火和關機來管理控制導彈的飛行能量,主要工作方式就是第一個點火脈衝首先工作,將空空導彈加速到預定速度後關機,等到空空導彈在飛行末端或者即將耗盡能量時,再次點燃第二個脈衝,以此大幅度提高導彈的射程和末段能量。鑑於雙脈衝固體火箭發動機總體優勢更加明顯,沒有突出的缺點。所以越來越多的大國研發裝備了雙脈衝固體火箭發動機中遠距離空空導彈。


科羅廖夫


aim-120-D最大射程約200千米,有效射程約130千米,不可逃逸區約80千米。

上文中提到的有效射程,即為導彈的動力射程。


一般能夠燃燒15-20秒,但導彈速度動輒兩三馬赫,20秒那就是12千米,三馬赫的空對空導彈則能飛行18千米。這個距離不算近了

導彈如何保證保證命中戰機?

首先得用導彈自身鎖定敵方戰機/(熱尋的制導或者雷達制導。

其次如果距離較遠,導彈會在飛行過程中彈翼小角度偏轉,儘可能避免大角度偏轉(儘可能減小阻力)在接近敵機以後,各舵面開始大角度扭轉,儘可能接近敵機,接著,導彈爆炸。



如果動力充足,那麼被鎖定的戰鬥機是跑不了的,因為空對空導彈無論是飛行速度還是機動性都遠超戰鬥機(戰機8-12就算不錯了,導彈沒12都不好意思出門)

但是,每次大角度機動都會極大的消耗導彈的動能,也就是說每次大角度機動以後都會導致導彈飛行速度的降低,這也是為什麼動力段射程要大於不可逃逸區的原因。


在不可逃逸區以外,由於導彈動力射程不足或者已經處於慣性射程。

一旦大角度機動,就會導致導彈速度下降,在這個射程內,戰機大量機動,是可能甩掉導彈的,所以,看導彈的射程,直接看動力射程就得了 最大射程那都是看好看的.....撐死了打打運輸機預警機這種龐然大物

所以現在各國為了解決射程後半截就是一根飛棍打問題,使用兩段式藥柱,第一段給導彈加速,導彈依靠慣性飛行到敵機附近以後,點燃第二段藥柱,開始彪機動,導彈贏了,飛機gg

飛機還活著,沒事再來一發


嘯鷹評


目前世界上的空空導彈按照射程遠近可以分為三種,即近距離格鬥彈,中程空空導彈和遠程空空導彈,射程越遠導彈發動機工作的時間越長。但是空空導彈一般用的都是固體燃料火箭發動機,這種發動機的特點就是推力巨大,但是油耗爆表,再加上空空導彈輕巧的身材,根本帶不了多少燃料,所以發動機一般工作個幾秒就熄火了。後續飛行則是慣性飛行,在引導頭的制導下打擊目標。



一般來說,近距離格鬥彈的發動機工作時間在2-3秒,中距離空空導彈的發動機時間在10-20秒,而遠程空空導彈的發動機工作時間則可以達到20-30秒。▼這是世界著名的美國AIM-9系列“響尾蛇”近距離格鬥彈,它的發動機工作時間才2秒多一點,但是迎頭攻擊的最大有效射程可以達到12千米,追尾攻擊的有效射程則可以達到7千米。其飛行過程大概是導彈點火,脫離發射架,固體火箭發動機功率全開,瞬間將其速度加到接近2.5馬赫,然後導彈達到最大速度,燃料耗盡,接下來慣性飛行。空空導彈打擊目標的過程其實相對較為複雜,主要可以分為發射前和發射後兩個階段。發射前空空導彈的命中率由飛行員決定。現代戰鬥機機頭雷達罩裡都裝備有一套AESA相控陣雷達系統,在空戰的時候,雙方互相用雷達搜索對方。在搜索到敵機後,發射導彈之前火控雷達要進入鎖定模式,這個時候戰鬥機需要不停調整姿態,讓機頭指向敵機,保證火控雷達有足夠的時間對其進行鎖定。鎖定目標時,飛機的高度,速度還有姿態,甚至是發射的時機,都會在一定程度上影響空空導彈的命中率。


第二個階段是導彈已經發射出去。這個階段是空空導彈實際意義上的攻擊過程,這個過程中有一個區域叫做不可逃逸區,即在規定的目標最大機動過載下,不論目標作何種逃逸機動,導彈都能將其擊落。一般來說,這個區域就是空空導彈機動能力最佳的時候,也就是導彈發動機全功率工作和熄火後機動性能依然保持的區域。這一點在中程空空導彈身上體現非常明顯,一般中程空空導彈數據都寫著上百公里,但是現代飛行員為了提升導彈命中率,大多是雙方接近到3-40公里,進入導彈不可逃逸區再進行點火發射,以保證敵機無法逃脫。
這個過程中空空導彈要擊中目標靠引導頭和飛行控制系統相互配合。以AIM-9“響尾蛇”近距離格鬥彈為例,它的引導頭採用紅外主動尋的技術。▲響尾蛇的引導頭酷似一個眼睛,內部主要是一個矩形透鏡,矩形透鏡的對角線和導彈軸線重合,而且可以轉動。目標發射的紅外線可以通過矩形透鏡折射到透鏡後的紅外線感應器,然後根據折射的夾角確定目標的方向,最後引導導彈朝著該方向全速飛行,最後遇上敵機發生爆炸。僅僅是有引導頭是不夠的,導彈還需要在飛行時不斷調整自己的姿態,這就需要飛行控制系統來幫助導彈時刻調整自己的姿態。▲這是響尾蛇系列的AIM-9X,它的飛行控制系統主要由彈頭控制翼面和尾舵組成。這兩部分控制翼面的作用和飛機的機翼是一樣的,計算機在解算引導頭收集的數據之後,就控制舵翼面進行相應的動作,讓導彈進行升降,拐彎,翻轉等飛行動作,以保證時刻跟隨目標飛行。
除此之外,為了克服導彈在飛行過程中以導彈軸線為圓心的自旋現象,設計人員在其尾舵上還設置了一套小的控制翼面,用於抵消導彈自旋,保證飛行性能。一般軍迷將響尾蛇的這套小翼面稱之為“陀螺舵”。後來隨著技術的發展,響尾蛇的後續型號不再使用陀螺舵,而是使用這種空氣舵▲。時刻有傳感器收集導彈的飛行參數,然後反饋到空氣舵,然後空氣舵朝不同方向噴氣,穩定導彈飛行姿態。總得來說,空空導彈擊中目標是一個載機,引導系統和飛控系統配合的過程。


赤焰噠噠噠


會問這個問題是因為對導彈的速度缺少感性認識。

導彈在飛機上已經具有了一馬赫左右的速度,一般最高速度也就3~4馬赫左右。基本估算一下,不考慮加速過程,就用發動機維持3馬赫速度,一秒鐘就是一公里。要是發動機能工作二十秒,就意味著20公里的動力段,這已經是視距格鬥的極限了,所以格鬥彈根本不需要那麼長的發動機工作時間。

遠程導彈可以使用高拋彈道,利用導彈的動力段爬高度,高空阻力小可以滑翔很遠,然後以高打低,利用重力加速,在燃料耗盡以後還可以獲得一定機動能力,足以打擊一般的飛行器。這樣有30秒的動力段,估計夠100公里的射程了。


味冷


都叫導彈,可日子過的不一樣。巡航導彈個頭大精度高,晃晃悠悠的專打固定目標或低速移動目標,燃料多全程有動力;彈道導彈一飛上萬裡,多級火箭依次接力,按預定彈道飛行不操心。

這空空導彈的命就苦多了,個頭小、燃料少、過載大,對手又是速度機動不亞於自己的先進戰機。

想身輕如燕,還想射程遠,需要強力發動機和更多燃料。但燃料增加了,重量也增加,彈徑變粗機動下降,如此循環只能在射程和機動之間尋找平衡。所以絕大部分空空導彈、防空導彈做不到全程動力飛行,發動機工作時間不到10秒,甚至2~5秒就結束了。AIM-9B工作時間才2.1秒, AIM-120才9秒,AIM-132約15秒,整個航程分動力射程、慣性射程兩段。

空空導彈一般用固體火箭發動機,推力大、結構簡單、反應迅速;但比衝低、推力難調節。

空空導彈要想擊中目標,要滿足許多條件,比如:

1、敵我雙方的勢態,是迎頭攻擊、還是追尾攻擊;2、發射載機的高度、速度、雷達距離;3、目標的高度、速度、方向;4、導彈自身速度、雷達制導距離、發動機狀態等等。

所有這些參數整合,用一條封閉的曲線圍起來就是導彈“攻擊包線”。區域中心是目標,邊界是不同狀態下的最大射程和最小射程,即遠界和近界。在區域內發射導彈才有機率命中,區域外概率基本為零。如果在最大距離上射導彈,敵機只要調頭往回飛,導彈就沒辦法了。

空空導彈的“最大射程”水分很大,拋開環境談射程都是“耍流氓”。比如迎頭攻擊,導彈、目標相對速度大,攻擊距離就遠;尾追攻擊相對速度小,攻擊距離就近。

美製AIM-120A遠程空空導彈,10000米高空迎頭攻擊射程75千米,尾追22.5千米;5000米空域迎頭攻擊射程47千米,尾追攻擊只有12.6千米了。迎頭和尾追差距非常大,高空和低空差距非常大。


發動機工作時,導彈動能充沛,機動性和過載很強。在“不可逃逸區”導彈再怎麼消耗,機動性也比目標高很多,很難擺脫。

等發動機關機,導彈速度迅速下降,每一次機動都消耗剩餘能量,命中率越來越低,直至丟失目標自毀。“不可逃逸區”只有最大射程的30%左右。所以很多射程上百公里的導彈,在實戰中發射距離近得多。

要想在不損失機動性的前提下提高射程,就只能在發動機和推進劑上下功夫了。

早期的空空導彈都採用單級固體火箭發動機,推進劑一次性燒完,推力不可調又浪費嚴重。實際上導彈起飛階段需要大推力,巡航段只需小推力維持就可以了。

50年代,美國研製出單室雙推力火箭發動機。在一個燃燒室內放兩種藥柱,一種大推力起飛,一種小推力巡航,接近目標點燃速燃藥柱追趕目標。單室雙推力技術在20多種導彈上使用,比如美國AIM-7F麻雀、AIM-9L響尾蛇、AIM-120基本型等。

後來在此基礎上,又研製出雙室雙推力火箭發動機,推進劑分艙放置效率更高,最大射程提高20~30%。此外還有雙脈衝火箭發動機,多段燃料脈衝點火,推力可調更靈活。我國PL-15導彈就使用雙脈衝技術,性能非常優異。

▲雙脈衝

歐洲的“流星”導彈另闢蹊徑,採用火箭-衝壓一體化技術,將火箭發動機和衝壓發動機融合在一起。初始階段用火箭推進,燃料燒完空出艙室,正好當衝壓發動機燃燒室使用。衝壓發動機不用帶氧化劑,所以射程遠效率高,全程都有動力,威力大了很多。

▲“流星”空空導彈 前


▲整體火箭衝壓發動機

綜上,雖然空空導彈發動機只工作數秒,但敵機還是很難擺脫的。只是其發射和攻擊是複雜又玄妙的事情,需要多種因素密切配合才行,考驗飛行員的技戰術水平。


和風漫談


我來說點更細節的東西。

空空導彈發動機的工作時間並不是固定的,甚至差別很大;大體上,射程越大,發動機工作時間越長。目前空空導彈主要分為近距格鬥導彈、中距空空導彈,以及新型的遠程空空導彈。格鬥彈射程從最早的幾公里到現在的30來公里,發動機工作時間也由3秒左右增加到了6-8秒。中遠程空空導彈射程從早期的60來公里增加到了現在的150-200公里,甚至更多,發動機工作時間也從10來秒增加到了20-30秒,甚至更多。

AIM-120空空導彈

但即使是這樣的工作時間,按照空空導彈一般的2.5-4馬赫的飛行速度,其動力射程與最大射程還是有比較大的差別的。所以,空空導彈在發動機停止工作後,是以慣性在繼續飛行的。由於導彈本身擁有多個氣動舵面,所以,即使是維持慣性飛行,氣動舵面依然可以發揮作用,從而攻擊目標。但是,當導彈飛行能量越來越低,其攻擊能力也是越來越差的。

殲10C掛載的PL-10格鬥彈和PL-15中遠程空空導彈

並且,需要知道的是,所謂的空空導彈的射程,其實是有很多限制的。一般來說,空空導彈的最大射程,是指在高空(空氣阻力小)情況下,面對以0.8-1.2馬赫左右“迎頭飛行”的敵機,導彈能夠進行攻擊的最大距離。一定要注意這個用詞,那就是“迎頭飛行”,所以這導彈的飛行過程,要加上自己載機平臺初速度的影響,敵機持續飛行的影響,所以水分還是比較大的。如果敵機不是迎頭飛機,而是逃離呢?那射程就要大大降低了,甚至降低一半以上。

同時,這個射程跟目標的機動情況關係也比較大。如果對方是近乎直線飛行的低機動目標,比如轟炸機、加油機之類的,那麼其有效射程就會大一些;如果是戰機類的高機動目標,那麼有效射程也會大大降低,甚至會降低一半以上。

導彈發射時機很重要

所以,空空導彈的射程又分為最大射程、有效射程、動力射程等。動力射程基本指的就是發動機工作時間的射程了,像R-77、AIM-120C之類的空空導彈,其動力射程也就20-30公里。建立在動力射程之上的,就是“不可逃逸區”這個概念了。所謂不可逃逸區,是指導彈在這個區域內能量很充足,戰機幾乎不可擺脫。一般來說,R-77、AIM-120C之類的這個區域範圍在25-40公里。所以,你會發現,以前真正戰爭時,中距空空導彈的實際發射距離通常在30多公里,這是為了讓導彈有足夠的攻擊效果。但即使這樣,考慮到敵機機動、電子干擾等手段,實際命中率也比較難說。

殲16所掛的這個未公開型號的PL-XX導彈射程很大

目前新型的中遠程導彈,比如我國的PL-15,美國的AIM-120D,歐洲的“流星”空空導彈,採用了雙脈衝發動機技術、衝壓發動機技術等新技術。雙脈衝發動機技術通過分室裝藥、多次點火等手段,使發動機能夠多次工作,以提高導彈中後期的機動性,並提高攻擊能力;而衝壓發動機技術由於可以使用空氣裡的氧氣,所以可以提高同等裝藥下的射程。它們的最大射程增加到150公里範圍,甚至是180公里左右,其動力射程、不可逃逸區也會明顯加大。


晨曦談兵


標題所指的只能工作10秒的空對空導彈,應該是指近距離空中格鬥導彈,這種導彈為什麼工作時間很短,這是與它的設計要求有著非常大的關係的。

第一、近距離空中格鬥導彈,它的作戰用途就是戰機格鬥使用,它的使用範圍就一般就是在目視範圍內,這樣的範圍基本上都是在10公里以內的樣子。

所以在設計近距離空中格鬥導彈時,10秒的工作時間就已經足夠了,要知道在現代真實空戰中,戰鬥機從機動---格鬥----發射----擊落這一套過程實際上也就只有十多秒,並不會像電影鏡頭裡的纏鬥十幾分鍾。

以普通近距離空中格鬥導彈飛行速度3馬赫計算,10秒的工作時間已經綽綽有餘,不需要在另行增加導彈工作時間了。

第二、近距離空中格鬥導彈,它的設計要求是速度快、機動能力強,對於射程上並沒有什麼特別的要求,因此在進行技術設計時,就必須要考慮到前面兩個性能。

因此在設計導彈時,就需要儘可能的減輕導彈的設計重量,以提高速度和機動性,而減輕導彈重量最好的辦法,就是儘可能的減少導彈燃料的攜帶量,以減小導彈的體積和重量,是減少飛行阻力和提高機動性最行之有效的辦法。

近距離空中格鬥導彈是現代軍事中最精巧的先進作戰武器,由於它的特殊使用環境,使得其並不能像其他的作戰武器那樣設計得“大而全”,只能根據用途突出優點,只有這樣才能把它設計出一款真正優秀的作戰武器。


落下m


空空導彈發動機的工作時間根據空空導彈的類型不同,工作時間也不同。空中導彈根據它的攻擊距離可分為近距離空空格鬥導彈、中距離空空導彈和遠距離空空導彈。近距離的格鬥彈發動機的工作時間為2~3秒,中距離的空空導彈發動機的工作時間大約為10秒左右,而遠距離的空空導彈發動機的工作時間,為20秒左右。

即便是工作時間最長的遠距離空空導彈,發動機的工作時間也不過20多秒,這20多秒轉瞬即逝。可能就有網友比較好奇了,在這麼短的時間內就可以擊中敵機嗎?其實在空中導彈整個對敵攻擊的過程中,發動機並不是一直全功率開啟的。最初的空空導彈的發動機是採用了單脈衝固體火箭發動機,在飛行員按下了發射按鈕之後,導彈脫離機身這時候固體火箭發動機開始工作,以全功率推動空空導彈向目標飛去,直到自身的燃料被消耗殆盡,導彈才會進入依靠慣性來飛行的階段。但是這種方式的導彈在末端機動性能比較差。

於是後來就開發了雙脈衝固體火箭發動機來推進的空空導彈,這種導彈在發射之後,第1次開啟火箭發動機,使其達到預定的速度,直到導彈的速度降為零是需要機動的時候才會點燃第二個發動機。所以在整個飛行過程中,導彈的發動機並不是全功率開啟的。

在導彈沒有脫離戰鬥機之前,是由飛機上的火控雷達對敵機進行鎖定的,然後有火控雷達將收集到的參數發送給導彈上的制導雷達。這個時候空空導彈就會根據發送過來的參數進行目標的識別和追蹤,識別和追蹤目標的方式有雷達鎖定或者是紅外線鎖定。看過空戰片的朋友們,可能都比較熟悉的兩個警報就是”敵跟蹤”“敵鎖定”,這是因為在每一個階段,雷達所發射出來的頻率不同,敵機上的探測雷達接收到不同頻率的雷達信號,就可以識別出己方的戰鬥機,是到底是被跟蹤了還是被導彈鎖定了。


沐風談兵論道


空空導彈是當今世界上各類飛行器上搭載的數量最多的導彈之一,主要得益於空空導彈有以下一些優點:機動性強,尺寸較小,重量較輕,毀傷能力大等。這也是世界各國爭相研發各類空空導彈的原因。


空空導彈主要搭載在各式戰機上,主要用於空戰,相比較航空機炮,空空導彈命中精度高而且射程遠,極大的提高了戰機的生存率。當然空空導彈在發射出去之後,前一段時間發動機只工作數秒鐘,使導彈達到很高的速度,然後發動機停止工作,就靠慣性飛行。

當然也就是這個慣性飛行階段,導彈屬於不用管階段,該階段全部依靠雷達制導系統,該系統會事先根據目標的位置變化做出變向,控制導彈的飛行方向,導彈會根據雷達轉換成的信號形成控制指令。當空空導彈接近目標時,其引信就會引爆導彈,從而摧毀目標。



當然各種不同類型的空空導彈,其射程是不一樣的,像如今先進的有美國的AIM-120,俄羅斯的R-17,中國的霹靂-12等等,這些空空導彈作戰距離都可以達到70公里左右。當然如果增加空空導彈的射程,也可以先提升戰機的初速度,當戰機的初速度達到很高水平,此時發射出去的空空導彈由於慣性作用將達到更高速度。這樣留給目標反應的時間就更少了,提高擊落幾率。


以上僅代表個人觀點,歡迎評論。


Global防尉


空空導彈的發動機之所以工作時間短,那是因為它們使用的是固體燃料火箭發動機(部分使用液體燃料),而空空導彈的體積就這麼點大(與其他導彈相比明顯體量更小),所以它上面發動機體積以及可攜帶的固體燃料體積大小就被嚴格的限制死了,也就是說,在發動機和燃料的技術沒有取得重大技術突破之前,就不要指望空空導彈的發動機能夠工作多長的時間了,其工作時間與導彈的射程有關,射程越遠,發動機工作的時間就越長,而像那些近距離格鬥彈,它們的發動機工作時間確實是以“秒”來計算的。

▲AIM-9“響尾蛇”紅外格鬥彈

那麼,既然空空導彈的發動機工作時間短,它們又是靠什麼來擊中目標呢?就是慣性,因為只要發動機一停止工作,導彈就會立刻失去動力來源,在這種情況下導彈只能依靠巨大的慣性來對目標進行追擊,只不過在此之前,導彈的速度一般都已經被加速到3馬赫以上了,這個速度就是空空導彈相對飛機所擁有的優勢,除此之外,因為導彈的速度是一直在衰減的(空氣阻力的作用,導彈每一次的機動都會對造成更大的能量損耗),所以,導彈想要擊中目標,還需要利用戰機所不能做到的大過載機動來“抄近路”對戰機進行攔截,比如下圖所示:

而在這種情況下,就涉及到了導彈的最大射程和不可逃逸區射程的問題了,最大射程就是導彈從發動機點火到它動能耗盡後的射程,而導彈的不可逃逸區則是指在這個射程內不管目標怎麼飛導彈都能把它給打下來,這個“不可逃逸區”其實與導彈的最大過載機動能力有關,只要導彈可以做的最大過載機動能力強於目標,那麼就可以說此時目標還在導彈的不可逃逸區,因為這個時候目標基本上不可能依靠機動就擺脫導彈的追擊。所以,從這方面來看,對於空空導彈來說,在發動機停止工作之前,它的速度越高,不可逃逸區射程就越大,也就意味著它的追擊性能越好,畢竟導彈可以承受的過載G數是要遠遠大於飛機的。


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