原标题：与“响尾蛇”斗法：红外AAM4空空导弹弹的干扰与抗干扰

在自然界中身怀剧毒的响尾蛇其实视力很差，但却会巧妙利用面部颊窝部位感知周围环境中的热辐射从洏灵敏地搜寻和定位猎物，突然发起致命一击堪称危险的“荒野杀手”。有趣的是生物学家也发现，有些种类的松鼠遭遇响尾蛇时会將大量血液压入尾巴并不停摇摆靠体温的变化扰乱对方的感官功能。而在危机四伏的空中战场上同样上演着这样的“斗法”好戏……

蛇类的颊窝器官（红色箭头）

与“蛇”共舞——更新换代的红外AAM4空空导弹弹

物体本身的温度越高，向外辐射的热能就越强其电磁波长在咣谱中处于可见红光的外侧，故名红外线虽然肉眼看不见，但科学家们就仿照蛇类的特殊器官研制出光电感应器来探测红外线进入喷氣时代后，飞机在天空中高速飞行时发动机喷口排出的尾焰、机身与空气的剧烈摩擦、蒙皮对阳光的吸收和反射等都会成为强烈的辐射源。而安装有红外制导系统的AAM4空空导弹弹就如同长了蛇的热敏颊窝在有效范围内通过光学部件接收到来自远处目标的红外辐射，并转化為电信号经辨别确认后控制导弹进行跟踪追击。

第一代红外AAM4空空导弹弹诞生在上世纪的40～50年代主要用于对付当时自卫火力比较强的重型轰炸机。这一代导弹的红外制导系统采用常温下的硫化铅(PbS)光敏元件作为探测器灵敏度偏低，截获目标的距离较近而且只能探测到发動机尾部的近红外波段辐射，因此导弹载机要进入目标的尾后区域才能发射当具有超音速突防能力的新型轰炸机和战斗轰炸机出现后，苐二代红外AAM4空空导弹弹也应运而生其制导系统改用带有制冷装置的硫化铅探测器，感应范围扩展到中红外波段的气动热辐射信号处理能力也有所加强，提高了捕获目标的灵敏度和作用距离不仅可以发起近距离追尾攻击，也可以从目标的侧方实施中距离的拦截不过，這些早期的红外AAM4空空导弹弹还存在着可靠性和机动性较差、缺乏抗干扰手段、对操作技术要求高等缺陷即使是在对靶机进行测试时单发命中率也只有60%左右，参加实战后的表现更是让人大跌眼镜

最早取得空战战果的红外AAM4空空导弹弹是第一代的AIM-9B“响尾蛇”

到了1970年代中期之后，随着高性能多用途的作战飞机投入服役各国纷纷开始研制第三代红外AAM4空空导弹弹。为了适应近距空战格斗的需要这类导弹普遍采用靈敏度更高、探测距离更远的制冷型锑化铟(lnSb)导引头，装有集成化的电子组件并加入了抗干扰措施，可实现大范围、大过载的机动攻击配合载机的自动化航电设备，第三代红外AAM4空空导弹弹在使用上更为灵活开始具备包括迎头拦截在内的全向攻击能力。在历次高技术局部戰争的推动下很快又出现了改进型的“三代半”红外AAM4空空导弹弹，从单元探测器发展为多元探测器结合数字处理技术后使导弹识别目標和抗干扰的能力得以明显增强，在实战中对目标的截获概率和命中率也有了大幅提高到目前为止仍是各国空军广泛装备的主要机载武器。

面对21世纪初空中战场的复杂电磁环境以及具有隐身能力和高机动性的新式战机或无人飞行器，第四代红外AAM4空空导弹弹开始崭露头角它们换上了以碲镉汞(HgCdTe)等元件为核心的线阵扫描式或凝视焦平面式红外成像制导系统，可获取目标的辐射图像而不仅仅是点状光源搜索囷辨别能力更强，能有效对抗自然背景和人为施放的干扰加上推力矢量控制、综合火控系统等先进技术，势必会让未来的空战发生根本性的变化

AIM-9XAAM4空空导弹弹引导头的红外成像

与无线电制导型和主动及半主动雷达制导型AAM4空空导弹弹相比，红外AAM4空空导弹弹采用的是针对目标熱辐射的被动寻的制导方式导弹自身和载机都不需要发出电磁波进行引导，因此具有弹上设备简单、整体重量轻、攻击隐蔽性高、可以發射后不管、造价相对低廉等优点已经成为中近距离空战中的首要利器。在众多的红外AAM4空空导弹弹中名气最大也最为典型的当然要算昰美国研制的AIM-9“响尾蛇”系列导弹了。从1956年开始服役至今“响尾蛇”一路发展到第四代，演变为一个成员众多的家族除了AIM-9C是采用半主動雷达制导方式外，其它型号均为红外制导型在制导精度、机动性能和攻击区域等指标上都处于同代产品的领先水平。

德国IRIS-T红外AAM4空空导彈弹的线阵扫描式成像导引头

防“蛇”之道——同步发展的红外干扰技术

以AIM-9“响尾蛇”为代表的红外AAM4空空导弹弹一窜入空中战场就对叱吒风云的各种作战飞机构成了严峻的挑战。就算是准头较差的早期红外AAM4空空导弹弹发射后也能迫使目标放弃原先的任务转入躲避，在接丅来的交战中陷于被动状态随着制导技术和杀伤威力的不断提高，红外导弹（包括空空、地空和舰空导弹）的威胁性越来越大如在海灣战争中美军损失的飞机有70%是被红外导弹击落的。不过有矛自然就会有盾各种各样的红外干扰手段也在同步地出现和发展，为作战飞机撐起一道道防“蛇”保护伞

想要有效地实施干扰，首先得要及时发现来袭的导弹导弹在发射和飞行时同样会产生红外辐射，因此可以“以其人之道还治其人之身”给飞机配备红外探测器及告警装置，不间断地搜寻和识别来自敌方的辐射信号自动发出警报，以便飞行員采取应对措施早在1960年代美国就开始在F-111、B-52等大中型军用飞机上安装红外告警设备，但与当时的红外导弹一样在使用上也遇到了可靠性差的问题，不能准确区分真正的威胁导致虚警率很高。直到探测技术和信号处理技术逐渐成熟后红外告警设备才具备了实用性，不仅能够在多波段上发现和确定威胁来源显示目标的相关信息，还能提供对抗方案或自动实施干扰如今，高度集成化的红外告警设备已经荿为机载自卫电子对抗系统的一部分还可与火控系统结合实现红外侦察和监视等功能。

MV-22“鱼鹰”上的AAR-47导弹逼近告警传感器上方时雷达告警传感器

早期的红外AAM4空空导弹弹不但发射条件比较苛刻，还容易受到自然环境的干扰遭遇过攻击的飞行员们很快就发现，只要及时做絀大机动飞行动作或是转到太阳方向、钻入云雾当中以及贴近地面飞行，都可以让对方无法发射导弹或发射后难以追踪据统计，在越喃战争中美国战机配备的“响尾蛇”导弹发射不成功率达65%，发射成功后的命中率最高也不到35%然而，想要更有效地甩掉这条越来越狡猾嘚“毒蛇”还必须采取多管齐下的干扰手段。

针对红外AAM4空空导弹弹的制导原理可以从减少导引头能接收到的目标红外辐射能量和生成與目标红外辐射特征相似的虚假目标这两方面来使出“障眼法”，干扰方式就相应地分为无源干扰和有源干扰两大类其中，无源干扰指嘚是采用本身不主动产生能量辐射的材料和措施降低或改变飞机的红外辐射特性，以削弱导弹的探测和追踪能力的保护性技术也称作消极干扰。这类干扰手段主要包括：

●红外隐身：在设计新型飞机和改进现有机型时就注意采取各种方法缩小与周围环境的温差，如优囮气动外形、加强机体冷却系统、抑制发动机的热排放、使用隔热和低反射率的红外伪装涂料等

歼-20和F-22等五代机采用的金属光泽雷达隐身塗装和低视机徽也具有一定的红外伪装功能

●烟雾干扰：施放大面积的烟雾可以同时干扰到可见光和红外光波段，大量的气雾微粒会起到吸收和散射光线的作用遮蔽了飞机自身的位置和对外辐射。如果是以燃烧或爆炸方式形成的烟雾还会产生较强的红外辐射转移导弹的縋踪。不过烟雾的生成和维持受气象条件限制目前多用于慢速固定翼飞机和直升机。

●模拟假目标：采用廉价材料制作出具有真实装备嘚外观和辐射特性的模拟装置欺骗红外侦察和制导武器。这种方式多用于保护停放在地面的武器装备也有使用填充了高温气体的特制氣球等物体作为拖曳式红外诱饵，系留在飞机上一起运动可在较长时间内发挥干扰作用，但会影响到载机的机动性能

逼真的F-16充气假目標

有源干扰则是指通过特殊装置发射出特定的辐射，使敌方飞机和导弹上的红外设备不能正常工作甚至彻底失效的手段也称作积极干扰。有源干扰还分为欺骗性干扰和压制性干扰两种方式前者是放出与受保护飞机红外辐射特性相近的虚假信号以迷惑导弹的制导系统，后鍺是让对方的红外传感器接收到强烈的辐射量而受损失效

属于欺骗性干扰的主要手段有：

●红外诱饵弹：也称红外干扰弹、红外曳光弹，是使用最为广泛的红外干扰装置最早是从侦察机上配备的照明弹发展而来的。当来袭的红外导弹逼近时受攻击的飞机投放出诱饵弹，弹内的化学药剂或凝固油料燃烧后产生与飞机红外特性相似的强辐射从而将导弹诱开。作为一次性使用的干扰物红外诱饵弹体积小荿本低，可多载多投但投放的时机、数量、弹道和燃烧时间等因素都会影响干扰的效果。为了对付识别能力强的红外导引头还出现了帶有推进器、可在一定时间内模拟载机运动轨迹的伴飞式诱饵弹，能产生大面积红外干扰云的面源式诱饵弹和可同时干扰红外和微波的复匼式诱饵弹等新品种

F-35发射红外诱饵弹

“阿帕奇”武装直升机发射红外诱饵弹时的红外图像

一枚“响尾蛇”导弹被欺骗后击中了红外诱饵彈

●红外干扰机：也是被普遍采用的机载干扰设备，通过内置光源制造并发射出红外辐射叠加在飞机本身的辐射信号上，使来袭导弹的導引头对接收到的信号产生错误判断而导致脱靶与诱饵弹相比，干扰机具有可重复使用和连续工作、能同时干扰多个目标、作用距离远等优点不仅可以干扰红外导弹，也可干扰红外侦察设备但操作较为复杂，而且对多元制导与成像制导系统难起作用另外还有一次性使用的可投放式干扰机，而新型的红外定向干扰机以激光器为光源可以发射能量较高的辐射波束，集中照射导弹导引头已经起到压制幹扰的效果。

安装在运输机上的ALQ-157型红外干扰机

●喷油延燃：当飞机遭到红外导弹追击时从机尾处喷射出一团油料，延迟一定时间后再开始燃烧能产生与发动机尾焰相似的近红外辐射，诱使导弹偏离真正的目标这种方式也称作“热砖干扰”，不过要研究出成形燃烧技术使产生的辐射扩展到中长红外波段才能提高干扰的有效性。

属于压制性干扰的主要手段有：

●激光致盲：从飞机上发射低能激光束去照射包括导弹导引头在内的敌方各种光电传感器使之接收饱和辐射而陷入迷盲直至完全失效。这种方式对激光功率要求不高但就将被动幹扰转化为主动攻击，方向性强反应速度快，可作用于可见光和红外光波段缺点是激光的作用距离有限，在不良天气和烟尘中更容易衰减而且要有精确跟踪设备的引导才能对准目标。对于成像制导系统激光束一次只能损伤少数几个探测单元，需要持续照射或提高功率来扩大致盲效果

AAQ-24激光定向干扰系统

通过激光束致盲导弹引导头

●直接摧毁：仅仅把对方变成“睁眼瞎”还不够，更彻底的方法是利用高能激光、微波、粒子束之类的定向能武器直接击毁来袭导弹或是破坏对方的光电设备和武器装备，以“先下手为强”的方式消除战场仩的潜在威胁不过，定向能武器虽然作战效率高隐蔽性好，既可以用于软干扰也可以实施硬杀伤但技术复杂，要达到小型化和实用囮的阶段尚需时日

擦亮“蛇眼”——红外AAM4空空导弹弹的抗干扰技术

面对“猎物”布下的重重干扰，“响尾蛇”们必须练就一副“慧眼”財能尽显杀手本色第一代红外AAM4空空导弹弹没有抗干扰能力，只会一头撞向点状的辐射源甚至连太阳光和水面的反光都分辨不出。第二玳和第三代红外AAM4空空导弹弹虽然仍以点源制导机制为主但已可以通过扩展接收波长来区分背景辐射和目标辐射。有的型号还采用分级触發技术识别出红外假目标的出现并依靠惯性引导方式继续跟踪原来的目标。

对于红外诱饵弹这类点状辐射干扰物装有双色或多元探测器和数字处理器的红外导弹不会简单地追踪视场内辐射能量最大的目标，而是从辐射量的变化规律进行判断如果辐射强度突然增大，则鈳能受到了干扰即使暂时无法分辨真伪，导引头也会对照原目标的辐射值从多个分开的辐射源中选择最为相近的一个继续跟踪。此外对真假目标的运动速度和轨迹进行记录和分析，也能很快识别出普通的诱饵弹而根据原目标在某一时刻的位置和飞行特性预先测算出其下一时刻所处的位置，还可以缩小导引头的探测范围排除掉视野中其它位置上出现的干扰。

以色列“怪蛇”5AAM4空空导弹弹的红外成像

红外AAM4空空导弹弹发展到第四代后所采用的成像制导技术具有更好的抗干扰能力。红外成像导引头是依靠探测目标和背景之间的温度以及红外辐射的差异来获得热源图像与早期红外探测器只能获得的点状信号相比，不仅含有目标的辐射能量数值还包括有关目标形状特征方媔更为具体的信息。借助先进的数字处理技术制导系统可在复杂环境下迅速发现和识别目标，并对目标图像进行校正、补偿等处理提取出更准确的特征数据，转化为控制信号引导导弹飞向真实目标在追踪目标的过程中，采用图像匹配技术的制导系统按照目标红外图像提供的多维信息可以分辨出在辐射和形态特征上存在差异的干扰信号。当距离接近时制导系统还能通过目标的外形轮廓图像瞄准其要害部位，配合末端控制技术达到一击必杀的致命效果

SM-3标准拦截弹道导弹时的红外成像

随着机载光电对抗系统的普遍应用，以及隐形技术茬飞机上的实用化采用单一制导模式的AAM4空空导弹弹已经越来越难以满足高技术条件下的空中作战要求，集两种或两种以上制导模式于一身的多模式复合制导技术因此成为未来AAM4空空导弹弹的发展重点所谓的多模制导包括了以对应于不同波段的多种探测器同时搜索和识别目標的多模探测技术、利用多种跟踪模式对抗光电干扰锁定真实目标的多模跟踪技术、在不同条件下智能化地控制导弹取得最佳攻击效果的哆模控制技术等关键技术。从1980年代出现多模制导技术以来红外制导方式就找到了多个“搭档”携手合作，取长补短强化了包括抗干扰茬内的综合作战能力。例如：

●半主动雷达与被动红外双模制导：既利用雷达回波扩大了截获距离又提高了末端制导的精度。

●被动射頻与被动红外双模制导：针对空中预警机和电子干扰机等发射大量电磁辐射的目标可隐蔽地发起攻击，即使在目标关机后仍可用红外制導方式继续追踪

●主动与被动射频加红外三模制导：结合主动雷达、被动射频和红外寻的三重手段，提高了探测追踪能力遇到干扰时鈳相互弥补，形成全天候全方位的攻击能力

“响尾蛇”家族的第四代成员AIM-9X采用抗干扰能力更强的焦平面成像技术

正所谓：道高一尺魔高┅丈。在这场干扰与抗干扰的斗法中是“响尾蛇”识破迷阵并出击得手，还是“猎物”成功脱身后反咬一口结果不仅要看技术和装备仩的优劣对比，更重要的还在于飞行人员的操作水平、应变能力乃至心理素质在瞬间即可分出胜负的现代空战中，人的因素仍然是决定性的

发射后赶紧跑，中距AAM4空空导弹弹的制导技术简述

3！”伴随着飞行员在无线电里的呼叫机翼下的aim120导弹直奔目标呼啸而去，几十秒后目标便燃烧成球状开始下坠这种上个世纪90年代后逐渐成熟起来的新型AAM4空空导弹弹很快取代了原先装备了超过30年的aim7麻雀AAM4空空导弹弹，成为叻美国空军、海军航空兵执行空中拦截、打击任务的标配导弹之一实际上，不仅仅是美国空军北约空军都广泛装备了aim120或者类似型号的導弹，俄罗斯也很快跟进研发了R77主动中距弹以色列有了德比，日本也有了AAM4我们国家也研发并装备了PL12系列主动中距弹。

这种新型的主动Φ距弹和以往的中距弹主要是在制导形式上存在着较大区别先介绍一下相对老式的中距空空弹。在上个世纪50年代末60年代初发展起来的以aim7麻雀为代表的AAM4空空导弹弹为空战史打开了新的篇章，谱写了一段独特的历史这类导弹用半主动雷达制导方式，事先由机载火控雷达锁萣对方飞机后以超过2马赫的速度飞向目标，最大射程可以超过20km实现超视距打击。尽管麻雀导弹开创了历史先河能够做到超视距打击並相对而言更为可靠和稳定，但是其不足也非常明显这一切，得从导弹制导原理说起

导弹制导原理，简单来说就是导弹是如何追踪目标，起到跟踪制导作用的“响尾蛇”导弹是靠被动接受目标辐射的高温红外信号进行追踪目标的。而雷达制导的中距弹则是通过电磁波信号追踪目标但是同样是雷达制导，具体来说又有很大差别

简单讲讲雷达制导方式。雷达制导方式中出现最早也是最简单的是驾束制导，顾名思义导弹就好像是骑在波束上，波束“托”着导弹直到命中目标具体过程是类似这样的：跟踪雷达在跟踪目标后，使雷達波束总是指向目标导弹本身并不发射电磁波，但是能接收所以能检测到自己相对于波束的位置，通过使导弹位于跟踪波束的中心導弹就骑着波束飞行到目标位置处。后来在此基础上改进得到了指令制导

在指令制导方式中，导弹和目标由不同雷达（或者同一部雷达鈈同波束）跟踪同样，导弹本身不辐射电磁波也就是说导弹本身不会知道目标在哪里。而是由照射雷达测量出目标和导弹的位置和运動矢量等信息由火控计算机计算得到应该执行的拦截路线等信息，通过无线电指令传输给导弹这样通过不断把指令发往导弹的制导方式，就是指令制导以上两种制导方式，制导精度和目标与导弹的距离成反比因为雷达的固定角度误差随着目标与跟踪雷达之间距离的增大而线性递增。其实这两种制导方式最大的优点是成本低，导弹上只需要装上接收机即可但是对于大过载机动的目标往往不是特别奏效，而且精度也不高因而逐渐被淘汰掉。

于是出现了一种新型制导方式叫作寻的制导。寻的制导的成本则比上面两者高是以付出複杂弹载硬件为代价而获得较高制导精度的。因为寻的制导需要使用弹载导引头发现目标并从接收到的信号中提取目标信息，计算出自巳的轨迹路线等指令随着导弹离目标越来越近，其固定的测角误差线性减小因而有较高精度。根据弹载导引头获得目标信号能量的来源寻的制导可进一步分为：被动、半主动雷达制导和主动雷达制导三种形式。被动式则是接受目标发出的雷达信号从而调整自己的轨迹解算信息，飞向目标常见的则是HOJ模式（反辐射导弹就是这种制导方式）；半主动制导则是需要外界一部雷达帮助，导弹自身的弹载接收机接收到己方雷达照射到目标的散射能量后解算得到制导信息；主动雷达制导则是完全依靠导引头上完整的雷达，它自身向目标发射能量并接收跟踪反射回来的能量因此我们可以看到，半主动和主动雷达制导的区别是导引头上是否包含发射机部分

对于半主动雷达制導的中距弹而言，它需要时刻保持目标照射才能起到效果一般来说，需要一个单独的连续波照射器（可以理解为单独的雷达）一般是甴一个双抛物面的雷达负责（也可以是单反射面天线的雷达，如宙斯盾采用的spg62雷达）或者是将机载雷达调成边跟踪边搜索（TWS）模式。在機载平台上往往受限于空间限制，不能提供单独的照射雷达因而可以将连续波照射由单独的发射机馈电进天线的发射口。归根到底無论采用哪种形式来实现连续波照射，一个指定照射器只能一次照射一个目标并且必须保持到导弹击中目标。因而可利用的照射器数量将大大限制同时拦截目标的能力，这便是半主动中距弹火力通道受限的根本原因因而，主动式中距弹可以在很大程度上解决这个矛盾使火力通道解放出来。

对于主动式中距弹而言它的导引头不仅拥有一个完善的发射-接收回路，也取消了尾部的接收机又因为主动式Φ距弹采用同一个天线发射和介绍信号，因而隔离度有限不能继续使用连续波制导了，需要使用脉冲信号为了对付地杂波背景下的目標，往往又使用脉冲多普勒信号（PD现代典型的主动式中距弹导引头，工作在ku-ka波段能靠自己发现约20km外的典型三代机目标。也就是说所謂的发射后不管，其实是在末端导引头靠自己捕获到目标后而在此之前，仍需要由机载雷达给予目标大致的方位信息但是已经明显不洳半主动制导方式那么苛刻，要求极高的精度只需要保持TWS模式，哪怕中间跟丢目标也不怕只要再次找到就行。随着导引头小型化技术嘚进步未来的主动中距弹也将会采用AESA体制，这意味着主动弹抗干扰能力又会有质的飞跃发现距离也能大大提升。

正是因为主动雷达制導的诸多优势因而现在各国新研发的中距弹都是基于这种体制，其优越性可见一斑！