梅复兴/台海进入「超级响尾蛇」时代
● 梅复兴/台海安全研析中心主任,曾创办并主编《台海军情》电子期刊。
日前国军藉春节巡弋活动,在嘉义基地展出新引进的AIM-9X超级响尾蛇短程空对空飞弹,正式宣示我空军进入「超级响尾蛇」的时代!
历史回顾
中华民国空军是响尾蛇飞弹历史最悠久、也最忠实的用户。
除了首开在实战中使用响尾蛇空对空飞弹(1958年924空战)的记录,台海最后一次空战(1967年113空战),AIM-9B响尾蛇飞弹,也是空战英雄胡世霖、石贝波赖以立功的武器!
▲空战英雄石贝波与胡世霖。(图/「钧事评论(梅复兴 台海安全研析)Taiwan Security Analysis」脸书专页提供)
而我空军近程空对空飞弹的进化,也都是完全依照美国空军对AIM-9系列的发展思想一路走来的: AIM-9B → AIM-9J → AIM-9P → AIM-9S → AIM-9M → AIM-9X。
不过,这个故事倒有个有趣的插曲。
首先,我国最早获得的响尾蛇(明星武器)并不是美国空军提供的,而是1958年8月中旬,台海局势已严峻的背景下,美方决定先从美国海军拨调40枚响尾蛇飞弹与40套发射架给我空军(当时美海军的编号应仍是AAM-N-7,因为空军编号为GAR-8。而后来统一编号AIM-8B,则是1963年以后才采用的),并由美海军陆战队第11航空队 (MAG-11)协助我军训练。
同时,据说援台的响尾蛇至少有部分还是美国海军武器中心(位于加州中国湖,距洛杉矶约240公里的沙漠里),特别加工组装赶制的!所以,其实我们的F-86F最早是使用美国海军规格的响尾蛇。
不过,大概因为我空军以美国空军后勤体系是瞻,所以后来引进的响尾蛇飞弹都是美国空军所发展使用的系列。我国空军在后来的半个多世纪,基本上都持续向美国引进新型的响尾蛇飞弹(或提升技术)来精进空战战力。
超级响尾蛇
这次展示的AIM-9X Block II,是美军现役最新构型的响尾蛇飞弹(暂译为「AIM-9X 二型」),亦称AIM-9X-2,他最大的特色就是导引系统与机动性能的跃进式拔升!
AIM-9X使用雷神公司圣塔芭芭拉研究中心所研发的128x128元素锑化铟(InSb)焦平阵列(FPA/Focal Plane Array)寻标器,以热成像方式辨识目标,取代了原先光网扫描的搜索追踪模式。不仅扩大寻标器的瞬间视野,也显著增加了对低红外特征目标的侦测距离,亦大幅强化了对抗传统火焰弹等红外线反制手段的能力。
拜其焦平阵列扫视能力之赐,AIM-9X对目标的搜索范围,在结合头盔瞄准系统时可偏离瞄准轴(boresight)的左右各高达90度! 此即所谓的「高离轴」(攻击)能力,英文缩写为HOBS(High Off-BoreSight),而这也就为所谓的「看到哪打到哪」能力奠定了技术基础。
▲响尾蛇飞弹构造介绍。(图/梅复兴提供)
只要飞行员借由头盔瞄准具看到并锁定目标,即可发射AIM-9X,而飞弹则会根据战机整合任务系统所提供的目标方位暨动向资料飞向目标,即便该目标在飞弹寻标器的涵盖范围之外,甚至在发射载台的侧翼或后方。
此外,AIM-9X一改之前所有响尾蛇的气动力控制构型,采用了缩小控制翼面并结合向量推力控制(TVC/Thrust Vector Control)喷嘴的设计,以喷嘴内的燃气舵调整火箭发动机的喷气方向力道,使飞弹的转向速率高达每秒100度,可在高速运动状态下急剧改变方向。
这大幅提升了AIM-9X的运动性能,也同时让对接战高机动性目标具战术价值的「高离轴攻击」能力得以实现。此等在924空战时完全无法想像的性能,实足让AIM-9X系列飞弹堪称「超级响尾蛇」!
新锐接战能力
与之前的AIM-9X型号相比,Block II因装有资料链,故具有「发射后再锁定」(LOAL/Lock-On After Launch)以及「无头盔瞄准器大离轴」(HHOBS/Helmetless High Off-BoreSight)等新锐接战能力。
AIM-9X Block II的资料链技术取自美军最新构型的AIM-120D先进中程空对空飞弹,可双向交换目标资讯。是以,我空军新购的F-16C/D Block 70以及提升后的F-16V战机,均可利用此资料链接来大幅延伸AIM-9X飞弹的接战范围。
▲AIM-9X响尾蛇飞弹最大射程,约在15-20英哩(24-32公里)。(图/梅复兴提供)
值得注意的是,虽然AIM-9X飞弹使用的仍是AIM-9L/M系列已沿用逾40年的Mk36 Mod. 9固态火箭发动机,但AIM-9X因控制翼面缩小而降低气动阻力,又拜软体优化飞行路径/效益与大幅提升导引技术之赐,推力及重量与AIM-9M完全相同的AIM-9X,却可以接战近乎「超视距」的目标!「超视距」(BVR/Beyond Visual Range)的定义,通常泛指20海浬(37公里)以上的距离。
但跟动力射程同样重要的是,导引技术的精进赋予了实际上有效利用较长射程的能力!正因为AIM-9X Block II 得有资料链的加持,故可借由抛射模式(Lofting)增加有效接战射程。根据公开资料,AIM-9X的最大(理论)射程约在15-20英哩(24-32公里)之谱,但并未说明发射条件与目标相对运动状况等因素。
对抗准第五代战机的「非对称」能力?
前述性能不仅对延伸接战空间有所裨益,也赋予我国F-16系列战机网路化协同作战的新选项,而此类能力对于抵消共军匿踪战机的优势亦不无意义。
除了可透过资料链导引AIM-9X Block II接战飞弹自身寻标器所无法侦测或锁定的目标外,友机甚至还可以透过资料链把发射AIM-9X Block II飞弹的战机本身的感测系统(例如:雷达或红外线侦搜系统)都还看不到的目标资料传给该机,再转予AIM-9X Blcok II接战攻击。
▲AIM-9X响尾蛇飞弹具备优异的中波红外线热成像目标追踪辨识能力。(图/梅复兴提供)
此种网路化协同接战的能力,再配合AIM-9X优异的中波红外线热成像目标追踪辨识能力,对于在近视距外距离接战低雷达截面目标(例如: 匿踪战机)颇具意义。
此外,匿踪战机为了消弭雷达反射截面,而将所有武器改为内载,将会对仰赖红外线导引的视距内空对空武器的目标获得性能造成严重限制。
诚如美军担心如果缺乏了(AIM-9X Block II以次型号所能提供的)HHOBS无头盔接战能力,在视距内面对装备有头盔瞄准器与高偏离瞄准线接战能力(HOBS)飞弹的第四代战机空战时,即便像F-22这样的正牌第五代战机也可能屈居下风!
同理,当搭配了AIM-9X Block II与头盔瞄准系统的我空军 F-16C/D Block 70与F-16V战机对抗内挂红外线导引飞弹的共军准第五代战机时,或许亦可利用类似的比较优弱。
未来展望
现阶段我空军的AIM-9X数量还相对有限,空军随F-16V性能提升案已知仅购入140枚AIM-9X实弹以及56枚训练弹。预计将会混搭AIM-9M使用,并配合F-16V提升案与F-16C/D Block 70新购案逐渐完成,接近成军服役阶段时再赓续分批增购。
至于头盔瞄准系统,2011年美国批准的F-16性能提升计划(凤展案)采购项目下,包括128具头盔瞄准系统(JHMCS II)。而去年8月通告的F-16C/D Block 70军售案,也含有27具头盔瞄准系统(JHMCS II或Scorpion HMCS供我选购)。
▲AIM-9X响尾蛇飞弹实景。(图/梅复兴提供,获得卢德允授权使用)
故数量虽不足每架F-16一具,但若前述两批全数购买,一共也有155具,约合我未来F-16机队总数的七成以上。应该足敷我空军在可见未来挂载AIM-9X时使用。
我方考虑未来分批添购的做法,可能也有静待后续更为精进型问世的盘算。因为美国虽于2015年,决定取消原先规划的AIM-9 Block III改良型,但国海军自2017年起,每年仍都编列预算进行类似Block III的后续研发改良。
据了解,主要设计目标为进一步增加60%的射程,并改善匿踪作战环境下的存活性能。
在精进射程方面,美军计划采用高性能固态火箭发动机与进一步精进飞控软体以优化飞行路径,于过去数年来持续进行研发测试的硬体技术包括有「高填装密度药柱」与「金属基复合材料火箭发动机」等。
而在提升匿踪特性方面,则借由改进材料,甚至外形以减少雷达截面等技术入手。其实,部分匿踪特性显然已融入了美军近年来为装备F-35而采购的AIM-9X Block II+。
AIM-9X Block II虽系2008年就开始研发测试,但因技术问题一度延宕,2015年8月才正式投入量产,我国随后未几即获得供售,堪称不易。这非但对提升我空军F-16系列战机空战能力不啻如虎添翼,也为争取AIM-9X系列的后续改良型取得了一定的入场资格。
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