蛇年谈蛇:响尾蛇飞弹

博物馆里的AIM-9B响尾蛇飞弹,这是最早期的版本,其原理与外型和现役的响尾蛇飞弹也差别不大。(图/美国航空博物馆)

许多军事装备为了表现强悍威猛,会用野兽的名字命名,其中以「蛇」为名的武器又特别的多,包括响尾蛇、巨蟒、眼镜蛇、大毒蛇、草原蛇、蝰蛇等等。在众多的大蛇当中,「响尾蛇飞弹」被认为最贴切的命名,来说说响尾蛇与响尾蛇飞弹的故事。

在毒蛇当中,有一类称为「蝰蛇-响尾蛇亚科」,这种蛇的眼睛与鼻孔之间,有一对被称为「颊窝」(Loreal pit)的感热器官,对于红外线热源相当敏感,使得此类毒蛇擅于寻找到温血的猎物,包括鸟类与哺乳动物。附带一提,并不是只有美洲响尾蛇有这种特殊器官,大多数的蝰蛇也有,包括台湾的百步蛇、青竹丝、龟壳花也具备,在山区里必须特别小心。

响尾蛇的感热器官如何出现,演化学家还不太清楚,但是科学家能发明追热导向飞弹,则是个精彩的故事。早在1887年,德国物理学家赫兹发现,紫外线照射到金属电极上,可以帮助产生电火花,称为「赫兹效应」。这是科学界首次发现光照产生的电子效果,此现象。随后更多的科学家进行研究,其中又以爱因斯坦的理论最完备,他也因光电效应的论文,获颁1921年诺贝尔物理学奖。

威廉‧麦克莱恩(William B. McLean)与他发明的响尾蛇寻标器。(图/History)

当时有更多的科学家,投入研究具有光电效应的材料,其中「硫化铅」被发现,它对红外线的热源特别敏感,此时正是二次世大战时期,就有许多以硫化铅为材料的热感引信,包括德国、美国都有类似的研发专案,这是追热导引系统的前身。

不过,当时的军方高层并未看到追热系统的巨大潜力,而是更倾向于无线电与雷达导引。1946年,美军第一种实验型空对空飞弹AAM-A-1「火鸟飞弹」就是这样的产物,它是一种无线电-雷达导引的飞弹,飞弹前端有一个小型雷达,具备目标指向能力。但是它需要飞行员导控,而飞行员又需要视力来辨认,所以火鸟飞弹的指挥导引系统仅限于晴天、白天使用。

就在火鸟飞弹研发的同时,一位在美国海军军械设备测试单位工作的威廉‧麦克莱恩(William B. McLean),他在前几年,都在研究硫化铅与热感引信,而热感引信的构造极其简单,于是有一回,当他与其他部门的工程师一起吃午餐,却听说空军正在研发的火鸟飞弹既复杂又不灵活时,麦克莱恩就敏锐的想到,既然热感引信够造简单,那么理论上追热寻标器也不会太复杂,甚至体积小、成本便宜,飞行员还不必繁琐导引。

一开始,军方对他的意见并没有特别重视,但仍然拨给他一件研究经费与实验室,由他自己招募研究人员,该计划称为「当地引信计划602号」(Local Fuze Project 602),其他单位则戏称那是「麦克莱恩的突发奇想」。

到了1951 年,麦克莱恩的研究已有小成,他设计出一种遮光片,可以让寻标器只去追踪温度极高的飞弹引擎热源,而不被背景环境的红外线影响。同时,麦克莱恩也为这种飞弹想出了一个合适的名字:「响尾蛇」,相当合适。

1953 年,编号XAAM-N-7的实验性响尾蛇飞弹,成功击落了第一架目标无人机,证明概念的有效性。后来这批预产型更改编号为GAR-8(GAR 是「导向空射火箭」的缩写),后再改为AIM-9,也就是响尾蛇的日后正式编号。

响尾蛇飞弹的首次空战发生在台海冲突,这件光荣历史已愈来愈被国际所知。(图/reddit)

1958年8月23日,中共无预警的砲击金门与马祖,这就是著名的「823砲战」,对于美国来说,这场台海冲突正好是新武器的测试平台,于是就在823砲战后不久,将一批刚完成的响尾蛇飞弹提供给中华民国,并且派出工程师来改装4架F-86F军刀机,使其能够携带响尾蛇飞弹。9月24日,预期的空战在浙江温州湾上空爆发,是役,空军44 中队中队长李叔元中校、二号机傅纯显中尉,三号机钱奕强上尉及四号机宋宏焱上尉的F-86,各自携带2枚响尾蛇飞弹参与战斗,创造了极佳的战斗成果,总共有9架中共米格机被击落,当中3或4架是被响尾蛇飞弹所击落。

只是,有些飞弹未命中而落海,并且被共军方面捡去,批评国军「不讲武德、胜之不武」,并强调他们可以凭着这些飞弹残骸自行仿造。不过当时中国大陆不具备这种能力,因此飞弹是交给苏联专家,之后形成共产世界的第一代空对空飞弹R-13(北约称为AA-2),其外型与原理都与响尾蛇飞弹极其类似。

温州湾空战后,中共展出拾获的响尾蛇飞弹碎片。(图/x)

除了苏联的仿品以外,其他西方国家与美国盟友在日后也纷纷造出自己的追热飞弹,包括法国的魔术飞弹、以色列的巨蠎飞弹、中华民国自制的天剑一型,以及日本的90式空对空飞弹,其外型与工作原理都与响尾蛇几乎一致。

响尾蛇飞弹不需雷达引导,这使得它可以应用在绝大多数的航空器上,甚至直升机、教练机与攻击机都可以携带,使它们具备一定程度的空战能力。

最新版本的响尾蛇飞弹是AIM-9X,它具备新一代材料与更高超的飞行控制,喷嘴加装了向量燃气舵,使它可以迅速改变方向,搭配新一代的飞行员头盔瞄准器,甚至可以对付战机侧方,甚至后侧方的敌人。

响尾蛇飞弹已问世超过70年,它是追热式武器的开端,其后的武器,包括刺针飞弹、公羊飞弹,以及各种IRST热源追踪系统,也都应视响尾蛇飞弹为起源,而这一切的故事,都从麦克莱恩与其他部门同事的一次午餐闲聊开始。