流星空空导弹

今年七月，据简氏防务等多家外媒报道。英国国防部在2026年《国防投资计划》中做出了一项惊人决定。取消流星空对空导弹的中期寿命升级计划，转而将资金投入下一代空对空武器的研发。之所以说惊人是因为流星空对空导弹的性能并不算落后，其射程可以达到150公里。这样的性能放在全世界仍然属于先进行列。而且英国放弃流星空空导弹的中期寿命升级计划显然是对其基本性能并不满意。因为如果仅仅是因为雷达电子设备技术落后，并不需要彻底放弃，只需要升级雷达和电子设备即可。很显然英国人不满意的是流星的基本性能，也就是射程、机动性、飞行速度等原因。

被击落的印度阵风战斗机携带的流星空空导弹残骸

其实英国人放弃流星空空导弹的原因也不难猜。去年印巴之间的5.7空战可能就是主要原因。印巴空战中歼10CE发射PL-15E空空导弹，在180-190公里的距离上击落了欧洲最先进战机之一的阵风战斗机。而在被击落的阵风战斗机残骸中就有流星空空导弹的残骸。很显然流星的性能落后了，而且落后的不是一点半点。正是因为如此，英国才下定决心全新研制新一代的空空导弹。其实不光是英国人意识到自己的空空导弹技术落后了，美国人其实更早就知道自己的空空导弹落后了。前面一篇文章我们就详细讨论了美国空空导弹近十几年追赶我国空空导弹技术的艰辛历程。

AIM-424的性能也没有追上PL-15 原因可以看前一篇文章

那么PL-15凭什么能领先西方的先进空空导弹呢。领先的技术优势主要来自先进的空空导弹发动机能量管理技术。要想说清楚这件事，还要从空空导弹最早采用的单脉冲固体火箭发动机说起。最早的空空导弹采用的都是单脉冲固体火箭发动机。这种火箭发动机的工作特点是发动机工作时间短，通常只能工作十几秒，然后导弹就只能靠惯性飞行了。在发动机工作期间，导弹的速度迅速提升。但是发动机一旦停止工作，导弹的速度就越来越慢，机动性也越来越差。此时如果目标大幅机动，空空导弹跟着大幅机动，能量消耗很快，机动性就变得更差。这样目标很容易就能靠大机动动作躲掉空空导弹的攻击。

流星空空导弹采用固体冲压火箭发动机

那么有没有什么新的发动机技术能克服单脉冲固体火箭发动机的缺点呢？当然有，那就是固体冲压火箭发动机。所以欧洲的流星空空导弹就采用了固体冲压火箭发动机，使用贫氧固体燃料。冲压火箭发动机自己不需要携带太多氧化剂，只要多带燃料即可，氧化剂就是空气中的氧气。所以冲压发动机需要有进气口，引入空气进行燃烧产生推力。因此冲压火箭发动机能获得一个非常大的优势，那就是比冲要比固体火箭发动机高很多。也就是燃烧同样多的燃料，可以获得更大的推力更远的射程。这就是以前AIM-120空空导弹早期型号还只有几十公里射程的时候，流星空空导弹的射程就可以达到150公里的秘诀。

流星空空导弹采用固体冲压火箭发动机技术

但是固体燃料火箭发动机技术也在发展，先后出现了一些更先进的技术。比如高抛弹道、双脉冲发动机技术、多脉冲发动机技术、发动机推力可调技术。高抛弹道比较容易理解，就是空空导弹打出去不是直接飞向目标，而是向上爬升到三、四十公里高度，接近目标之后向下俯冲攻击目标。高空空气非常稀薄，飞行消耗的能量比低空要低很多。也就是说同样多的燃料可以飞得更远。但是冲压火箭发动机就不行了，因为要考虑发动机的进气，低空和高空的空气密度相差很大。20公里高度大气的密度只有海平面的7.24%，30公里高度就只剩下1.84%了，到了40公里高度甚至只有0.395%了。

在高空飞行可以大大减小阻力提高射程

流星的进气口设计不可能适应如此大的气压变化，因为在空空导弹这样小的火箭冲压发动机上很难采用可调进气口设计。所以流星空空导弹通常巡航的高度在10-15公里左右，这里差不多也是战斗机能够到达的比较高的高度。绝大多数战斗机的升限都不超过20公里。而流星比较理想的飞行高度是8-10公里，这里的氧气含量还算比较充足。流星的极限射高也不超过25公里。但是采用高抛弹道的空空导弹就完全不受这个限制，因为固体火箭发动机自带氧化剂和燃料。火箭燃料的燃烧完全在发动机壳体内完成。所以就可以飞行在更高的高度上，比如30-40公里的高度上。这样阻力更小消耗能量更少，导弹的射程就可以大幅提高。

AIM-120的最新型号AIM-120D-3最大射程在190公里左右

然后是双脉冲火箭发动机技术，这个就是AIM-120D很早就吹嘘要采用的技术，但是最终却没有能用上。双脉冲技术就是把火箭发动机的药柱分成两部分，先烧掉一段把速度和高度提起来，然后滑翔一段。到接近目标时再燃烧第二段药柱。这样可以避免燃料浪费，也能提高导弹末端的机动性。因为飞行阻力和飞行速度的平方成正比，在低空高速飞行消耗的能量会呈指数级上升。至于多脉冲火箭发动机技术也是同样的道理，只不过是把药柱分成更多段分开燃烧而已。

双脉冲火箭发动机技术其实对提高导弹射程作用没有想象那么大

至于固体火箭发动机可以采用的一种更重要的能量管理技术就是推力可调技术。看了前面的分析大家就会明白，空空导弹要想打得远，要想获得更高的平均飞行速度就要对导弹发动机的能量进行管理。能量管理越精细，空空导弹的射程、飞行速度、机动性就越高。那么能量管理的终极手段就出现了，那就是发动机推力可调技术。这项技术的关键就对固体火箭发动机内的燃烧压力进行调进，因为压力越大固体燃料燃烧速度越快。如果能够降低压力就能降低燃烧速度。如果能把推力减低到百分之十左右。那火箭发动机的工作时间就可以扩大十倍。导弹的平均飞行速度就能更好把控，就可以避免短时间飞行过快消耗太多能量。那么空空导弹的射程就可以极大提高。

采用发动机推力可调技术能够获得更大的平均飞行速度

仿真数据表明，如果采用双脉冲技术并飞高抛弹道。像AIM-120D这样的导弹，最大射程可以超过180公里。如果同时使用双脉冲和第二级发动机推力可调技术。对于弹径200毫米左右，长度不足4米的空空导弹，其动力航程可以超过400公里。在加上导弹可以滑行一段距离，其最大射程最大可以达到500公里左右。可见对于空空导弹的射程来说，能量管理技术为王。充分采用能量管理技术的空空导弹不光射程远，平均飞行速度还非常高。400多公里的动力航程内，绝大大多数时间里，飞行速度都可以维持在4马赫左右。流星空空导弹的速度也只能维持在3马赫出头的样子。而且在400多公里内空空导弹都是有动力的，其机动性远超战斗机的机动性。也就是说这400多公里内都是不可逃逸区。

我国最早计划的远程和超远程空空导弹是PL-12D和PL-21

正是因为出现了这么多先进的空空导弹能量管理技术。所以流星空空导弹陨落了，我国以前计划的采用冲压火箭发动机技术路线的PL-12D和PL-21空空导弹也都淘汰了。即使是最新的AIM-424空空导弹也没有能够用上固体火箭发动机推力可调技术。AIM-424虽然靠堆火箭发动机体积获得了463公里的射程，但是重达六百多公斤。弹道飞行末端飞行速度太低，到达目标区后需要搜索更大面积，更容易跟丢目标。也更容易被目标以大机动动作甩掉。说到底空空导弹已经进入了能量管理为王的时代，谁跟不上谁就落后了。