路云鵬
第一次世界大戰(zhàn)期間,飛機(jī)開始被用于軍事。最初它主要作為空中偵察使用,一些飛行員隨身攜帶手槍,發(fā)現(xiàn)敵方偵察機(jī)后可近距離射擊敵方駕駛員。很快,飛機(jī)上就專門在駕駛員后部設(shè)立了獨立的槍手位置,并配上機(jī)槍,以提供防御為主的火力支援。
英國DH-2型飛機(jī)出現(xiàn)后,由于其采用推進(jìn)方式驅(qū)動,發(fā)動機(jī)安裝在后部,因此機(jī)槍可以裝在機(jī)頭位置。之后,開始有部分飛機(jī)安裝向前發(fā)射的固定機(jī)槍。不過為防止螺旋槳與發(fā)射的子彈互相干涉,機(jī)槍多布置在機(jī)翼上。機(jī)槍射擊協(xié)調(diào)器的出現(xiàn),改變了這一狀況。該系統(tǒng)通過凸輪和連桿控制機(jī)槍,使得發(fā)射權(quán)由螺旋槳控制,即槳葉擋住槍口時機(jī)槍停射,槳葉露出空隙時,機(jī)構(gòu)歸為自動射擊。到1916年,大部分飛機(jī)都安裝了采用協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)的機(jī)頭式機(jī)槍。
第二次世界大戰(zhàn)期間,飛機(jī)武器得到迅速發(fā)展。一架飛機(jī)既能在螺旋槳后的機(jī)頭處裝載武器,也可以在機(jī)翼兩側(cè)或駕駛員身后設(shè)置武器位。有些飛機(jī)甚至?xí)O(shè)置多個可活動的武器位,以攻擊不同方向飛來的敵機(jī)。另外,隨著金屬機(jī)身的應(yīng)用,普通小口徑武器的傷害效果越來越差,航空機(jī)關(guān)槍的口徑越來越大。按照口徑劃分,發(fā)射彈藥直徑20毫米內(nèi)的被稱為航空機(jī)關(guān)槍,彈藥直徑大于20毫米的被稱為航炮。
20世紀(jì)60年代開始,導(dǎo)彈成為戰(zhàn)機(jī)的主要攻擊武器,航空機(jī)關(guān)槍的應(yīng)用越來越少,但大部分戰(zhàn)機(jī)都保留至少1門彈藥口徑大于20毫米的航炮,作為輔助攻擊手段。
航空機(jī)關(guān)槍/炮是指飛機(jī)上使用的能自動連續(xù)完成開膛、拋殼、進(jìn)彈、擊發(fā)循環(huán)動作的自動射擊武器。其中航空機(jī)關(guān)槍與機(jī)載火控系統(tǒng)交聯(lián)使用,射擊距離可達(dá)1200米,與地面火炮比口徑較小、初速快、結(jié)構(gòu)緊湊、操作便捷。航炮多裝備在低速輕型飛機(jī)上,結(jié)構(gòu)與地面火炮相同。
以航炮為例,按照結(jié)構(gòu)可分為以下4類。
1.管退式
該機(jī)構(gòu)由一個炮管和一個彈膛組成,發(fā)射時利用火藥燃?xì)猱a(chǎn)生的能量推動炮管后退,從而帶動各機(jī)構(gòu)完成連續(xù)射擊。此類航炮的射速為400~1800發(fā)/分,主要型號有俄羅斯ГШ-30-1航炮等。
2.氣退式
該機(jī)構(gòu)由一個或兩個炮管和彈膛組成,利用炮彈擊發(fā)時從炮管側(cè)孔導(dǎo)出的氣體推動基本構(gòu)件后退,進(jìn)而帶動各機(jī)構(gòu)完成連續(xù)射擊動作。此類航炮的射速為1200~3400發(fā)/分,主要型號有俄羅斯的ГШ-23航炮。
3.轉(zhuǎn)膛式
該機(jī)構(gòu)由一個炮管和多個可旋轉(zhuǎn)的彈膛組成,利用火藥燃?xì)饽芰渴箯椆男D(zhuǎn),各彈膛依次對準(zhǔn)炮管進(jìn)行擊發(fā)。此類航炮射速為1000~1800發(fā)/分,主要型號有美國的M-39E、德國的“毛瑟”BK27、法國的“徳發(fā)”等。
4.多管式
該機(jī)構(gòu)由3~7個炮管和相應(yīng)彈膛組成,在電機(jī)等動力裝置作用下,炮管和彈膛高速旋轉(zhuǎn),擊發(fā)裝置則連續(xù)擊打轉(zhuǎn)動到射擊位的彈膛。此類航炮的射速為1500~6000發(fā)/分,主要型號有美國的“火神”M61、俄羅斯的ГШ-6-30等。
航空炸彈是帶有制導(dǎo)系統(tǒng)(或不帶制導(dǎo)系統(tǒng)),且無動力裝置的炸彈。按照用途可分為直接摧毀或殺傷目標(biāo)的基本型炸彈;轟炸過程中起照明或標(biāo)記作用的輔助型炸彈;用來完成照相、宣傳、訓(xùn)練等特定任務(wù)的特種炸彈;以及新式的油氣、貧鈾、碳纖維炸彈等。
早在1911年意大利飛行員就曾使用手榴彈投擲方式實施轟炸,這便是航空炸彈應(yīng)用的開端。第一次世界大戰(zhàn)后期,重型轟炸機(jī)的載彈量在500~800千克,到第二次世界大戰(zhàn),這一數(shù)字飆升至4000千克——數(shù)百萬噸的航空炸彈被傾瀉在戰(zhàn)場上,是當(dāng)時最主要的毀傷武器之一。
第二次世界大戰(zhàn)后的歷次戰(zhàn)爭中,航空炸彈仍是主戰(zhàn)武器之一,同時還研制出了一批新型航空炸彈應(yīng)用到不同戰(zhàn)場。
1.聯(lián)合直接攻擊彈藥(JDAM)
聯(lián)合直接攻擊彈藥是美國研制的第四代制導(dǎo)炸彈,采用慣導(dǎo)+GPS制導(dǎo)系統(tǒng),分為通用爆破型和專用侵徹型兩類。這種炸彈在制導(dǎo)系統(tǒng)的輔助下,具有晝夜、防區(qū)外、全天候自主式攻擊特性,雖然精度略遜于激光制導(dǎo),但成本更低。
2.油氣炸彈
油氣炸彈俗稱窒息彈、云爆彈,主要用于清除雷區(qū)地雷或在叢林中開辟道路,對艦船、車輛具有不錯的破壞效果,也可用來殺傷工事和掩體內(nèi)的人員。工作時,炸彈內(nèi)的環(huán)氧乙烷液體遇空氣揮發(fā)散開,生成的氣體重于空氣,因此可像液體一般灌向低處。炸彈中的云爆管引爆并燃燒,消耗大量氧氣造成人員窒息。
3.貧鈾炸彈
貧鈾炸彈是指炸彈的彈芯采用貧鈾合金制成。其中貧鈾是核材料鈾235提煉的副產(chǎn)品,主要成分為放射性相對較弱的鈾238,故稱“貧化鈾”,簡稱“貧鈾”。這種合金通常具有高硬度、高比重、高熔點等特性,與穿甲彈類似,具有較好的穿透效果,多用來毀傷坦克等裝甲目標(biāo)。
4.石墨碳纖維炸彈
石墨碳纖維炸彈為子母彈,其中子彈裝有大量直徑不超過0.1毫米、鍍金屬膜的碳纖維。炸彈投下后,母彈與子彈分離,子彈爆破使彈匣散布在電站、變電器或高壓電纜上,造成重要建筑的電網(wǎng)短路。
空空導(dǎo)彈主要由導(dǎo)引頭(雷達(dá)、紅外、紅外成像等)、舵機(jī)艙(包括舵機(jī)、舵面、氣源、液壓源和電源設(shè)備)、戰(zhàn)斗部(連續(xù)桿式和破片式)、引信(近炸引信和觸發(fā)引信)、火箭發(fā)動機(jī)和安定面6部分組成。1944年,德國首先研發(fā)了X-4型空空導(dǎo)彈,之后各國在空空導(dǎo)彈領(lǐng)域進(jìn)行了數(shù)代技術(shù)更迭。
1.第一代空空導(dǎo)彈
第二次世界大戰(zhàn)末期出現(xiàn)了B-29、B-50、圖-4、圖-16等轟炸機(jī),可掛載原子彈,具有很大的威脅性,必須用新型航空武器才能對付。為此,美國開發(fā)出“獵鷹”AIM-4A、“麻雀”AIM-7A、“響尾蛇”AIM-9B等空空導(dǎo)彈,其他國家如蘇聯(lián)的K-5,英國的“火光”,法國的“北方”等也屬于空空導(dǎo)彈。這一階段的空空導(dǎo)彈從目標(biāo)尾部攻擊,制導(dǎo)系統(tǒng)比較簡單,射程2~6千米,使用高度不超過12~15千米。
2.第二代空空導(dǎo)彈
遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)出現(xiàn)后,針對這種飛行高度高、飛行速度快、部分機(jī)型攜帶干擾設(shè)備的機(jī)型,各國研發(fā)了新型空空導(dǎo)彈,如美國的“響尾蛇”AIM-9C、“麻雀”AIM-7C/D/E,蘇聯(lián)的K-13,英國的“紅頭”等。
此階段的空空導(dǎo)彈具有一定的全向攻擊能力,均采用比例引導(dǎo),且具有一定的抗干擾能力。然而經(jīng)過實戰(zhàn)檢測發(fā)現(xiàn),當(dāng)時的空空導(dǎo)彈毀傷效果并不好,并不適合攻擊大機(jī)動飛行目標(biāo)。
3.第三代空空導(dǎo)彈
面對超聲速、大機(jī)動飛行目標(biāo),為適應(yīng)全天候、全方位、全高度的作戰(zhàn)要求,此階段的空空導(dǎo)彈發(fā)展分為兩個分支:一是視距導(dǎo)彈(近距離格斗導(dǎo)彈),二是超視距導(dǎo)彈(中、遠(yuǎn)程攔截導(dǎo)彈)。
其中前者采用紅外制導(dǎo)系統(tǒng),具有較大的機(jī)動能力,如法國的“魔術(shù)”R-550、美國的“響尾蛇”AIM-9L/M、俄羅斯的P-73等。格斗導(dǎo)彈的毀傷率超過50%,在空戰(zhàn)中取得了顯著戰(zhàn)果。后者通常具有遠(yuǎn)距探測、搜索和跟蹤功能,采用復(fù)合制導(dǎo),可同時發(fā)射數(shù)枚攻擊多個目標(biāo),如美國的“不死鳥”AIM-54A,俄羅斯的“毒辣”P-40、法國的“米卡”等。隨著戰(zhàn)機(jī)火控系統(tǒng)性能的提升,機(jī)載雷達(dá)探測范圍加大,中、遠(yuǎn)程空戰(zhàn)逐漸成為主要的空戰(zhàn)模式,超視距空空導(dǎo)彈攻擊也愈發(fā)重要。
4.第四代空空導(dǎo)彈
此階段空空導(dǎo)彈仍以近距格斗導(dǎo)彈和超視距攔截導(dǎo)彈為主,但隨著技術(shù)的提升,導(dǎo)彈的制導(dǎo)設(shè)備有了更新,大多改為紅外成像制導(dǎo),并搭配數(shù)字處理技術(shù);有的導(dǎo)彈發(fā)射離軸角可達(dá)90°;動力系統(tǒng)配備矢量推進(jìn)器;彈頭裝備智能引信和大威力戰(zhàn)斗部。常見的導(dǎo)彈有俄羅斯的P-73M、英國的AIM-132、美國的AIM-9X、德國的IRIS-T等。
空地導(dǎo)彈是從飛機(jī)上發(fā)射攻擊地面(下)、水面(下)的各類導(dǎo)彈的統(tǒng)稱,按作戰(zhàn)使用分為戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)兩類;按彈道分為彈道式和巡航式兩類;按射程分為近、中、遠(yuǎn)三類;按攻擊目標(biāo)則可分為通用型和專用型(空艦導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈等)兩類。第二次世界大戰(zhàn)后期,各國爭相發(fā)展空地導(dǎo)彈,主要經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段:
1.第一代空地導(dǎo)彈
此階段戰(zhàn)略空地導(dǎo)彈的射程通常在1000千米以內(nèi),飛行馬赫數(shù)小于2,采用渦噴發(fā)動機(jī),以慣性導(dǎo)航加主被動雷達(dá)控制制導(dǎo),每架飛機(jī)只能掛載1~2枚。代表型號有美國的“獵犬”AGM-28、蘇聯(lián)的K-10、英國的“藍(lán)劍”等。
戰(zhàn)術(shù)空地導(dǎo)彈的射程在10~100千米,采用渦噴發(fā)動機(jī)或火箭發(fā)動機(jī)驅(qū)動,通過三點導(dǎo)引法制導(dǎo),發(fā)射后載機(jī)無法立即脫離,制導(dǎo)精度低。代表型號有美國的“斗牛犬”AGM-12、蘇聯(lián)的KC-1空艦導(dǎo)彈、法國的AS-11反坦克導(dǎo)彈等。
2.第二代空地導(dǎo)彈
此階段戰(zhàn)略空地導(dǎo)彈擺脫了飛機(jī)式結(jié)構(gòu),體積和重量都大大減小,最大飛行馬赫數(shù)提高到2.5以上,突防能力增強(qiáng),但制導(dǎo)和推進(jìn)技術(shù)并無顯著提升,因此射程增加不多。主要型號有美國的“斯拉姆”AGM-69、蘇聯(lián)的KCP-5等。
戰(zhàn)術(shù)空地導(dǎo)彈新增了反輻射導(dǎo)彈,攻擊距離可達(dá)18千米,命中精度較高,主要用于攻擊雷達(dá)站,破壞防空系統(tǒng)。代表型號有美國的“百舌鳥”AGM-45。
3.第三代空地導(dǎo)彈
隨著推進(jìn)、制導(dǎo)技術(shù)的突破,戰(zhàn)略空地導(dǎo)彈出現(xiàn)了一類亞聲速空射巡航導(dǎo)彈。這種導(dǎo)彈采用小尺寸渦扇發(fā)動機(jī)驅(qū)動,具有飛行高度低、精度高、射程遠(yuǎn)等特點,主要型號有美國的AGM-86、蘇聯(lián)的X-55、法國的“阿斯母普”。戰(zhàn)術(shù)空地導(dǎo)彈中的反輻射導(dǎo)彈性能顯著提高,主要體現(xiàn)在廣泛采用數(shù)字信號,靈敏度更高;裝備捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng),即使目標(biāo)雷達(dá)關(guān)閉也能憑記憶進(jìn)行跟蹤。主要型號有美國的“小?!盇GM-65、法國的AS-30L等。
4.第四代空地導(dǎo)彈
得益于新材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,此階段的戰(zhàn)略空地導(dǎo)彈具有更小的雷達(dá)和紅外特征、更高的精度和更遠(yuǎn)的射程,主要型號有美國的AGM-129巡航導(dǎo)彈。戰(zhàn)術(shù)空地導(dǎo)彈則重點發(fā)展從防御區(qū)外攻擊嚴(yán)密設(shè)防的目標(biāo),主要型號有美國的AGM-130空地導(dǎo)彈。
航空火箭彈是由飛機(jī)發(fā)射,以火箭發(fā)動機(jī)為動力的非制導(dǎo)彈藥。1916年法國軍隊首先使用空空火箭彈作戰(zhàn),效果明顯。第二次世界大戰(zhàn)期間,美國、蘇聯(lián)、德國等國家的飛機(jī)均裝備了航空火箭彈。直至20世紀(jì)80年代前后,航空火箭彈仍是重要的武器裝備。
航空火箭彈通常以齊射或連射的方式發(fā)射數(shù)枚,覆蓋一片地域,能夠發(fā)揮較強(qiáng)的攻擊效果。不過由于火箭彈散布大、命中精度低,因此不適合攻擊點目標(biāo)。隨著空空導(dǎo)彈的不斷發(fā)展,航空火箭彈正逐步被取代。