導彈其實是被踢下飛機的？戰鬥機導彈的發射方式，竟有這麼多不同！詳細解讀美軍現役戰鬥機導彈掛架|導彈|f/a-18|戰鬥機

戰鬥機上的導彈要怎麼發射 當然不是拍下空格那麼簡單 飛行員只要在座艙底打開保險 按下導彈的發射按鈕就好 而飛機要考慮的可就多了 在一系列複雜機構的共同作用下 導彈才能精準地命中目標 而在這些精巧而複雜的電子機械結構中 有一個部件往往被人們所忽視 那就是戰鬥機的武器掛架 作為戰機武器系統的一部分 導彈必須通過適配的掛架 才能安裝到飛機的外部掛點上 看似不起眼的武器掛架 其實有著超乎一般人想像的精密和複雜 今天我們就一起來看看 戰機掛架的那些事 在詳細介紹導彈的發射方式之前 我們要明白一件事情 那就是導彈並不是隨便掛的 現代戰鬥機並不只是用來奪取制空權的 多功能發展才是主流趨勢 如果使用焊死在機翼下面的固定掛架 就會限制戰鬥機的功能 而使用掛架之後 相當於在戰機和導彈之間增加了一個中間鍵 無論是更新機體 還是往飛機上掛載新開發的導彈 都只要對中間的這個掛架進行相應的修改和適配 就能夠讓機體和導彈配合起來 我們以Fa-18大洪峯為例 來看看美軍飛機上的掛點配置 Fa-18 ABCD型上一共有9個掛載點位 最左邊的是1號 最右邊的是9號 這兩個掛載點都在翼間位置 用於安放AM-9相位射導彈 237和8號位置位於左右兩個機翼的下方 雖然只有4個位置 但這並不代表著Fa-18只能在機翼下方掛4枚導彈 要想最大化利用Fa-18的澎湃動力 就不能直接在這幾個掛載點上安裝掛架 掛載導彈 而是安裝SUU-63A這種擴展掛架 也就是大家經常看到的機翼下的這個像隔板一樣的東西 這種掛架相當於是一個擴展平臺 可以在它的上面安裝別的掛架 起到增加導彈和炸彈掛載的效果 掛點4和掛點6位於機身兩側 可以安裝LAU-116掛架 用來發射AM-7和AM-120導彈 值得注意的是 4號掛點還能掛載潛勢紅外吊艙 用來探測和標記目標 最後一個是5號掛點 位於機身下方的中線上 可以安裝一個較小的SUU-62擴展架 可以掛負油箱等 今年9月的時候有一些照片顯示 來自美國海軍的VX-9超級大黃蜂 可以裝備4枚AM-174B 3枚AM-120 機翼兩個AM-9X響尾蛇 機翼下還掛著一個先進瞄準潛勢紅外吊艙 再加上一個IMSP吊艙 可謂是武裝到牙齒 我們先來看一個簡單的例子 作為近距離格鬥彈 FV-18翼肩上的AM-9響尾蛇空空導彈 重量很輕 但也有85.3公斤的重量 即使是在拳擊比賽裡 也算是重量級的了 那麼問題來了 如果把它掛在FV-18上 掛架至少需要承受多少的重量 才能讓它不至於在空中掉下去呢 大家可以先暫停一下 思考一下這個問題 如果各位還記得FV-18在設計時的一些技術細節的話 就會知道這個問題的答案 掛架要承受的重量並不是85.3公斤 而是85.3乘以7.8 大約為665公斤 這是因為海軍的FV-18常見的戰術過載限制為7.8G 在最壞的情況下 響尾舌和機體連接的部分 就要承受的約7.8倍的拉力 因此航空相關的零部件 往往需要非常仔細的設計和嚴格的測試 才能被裝載到飛機 尤其是戰鬥機上 安裝的位置也需要特別考究 保證飛機在滾轉時 武器發射架不會斷裂脫落 不過最關鍵的問題 還不是如何將導彈固定在機翼下 而是如何讓它既能固定住 又能確保它在需要的時候 按照我們的意願穩定的發射出去 由於導彈的飛行特性 和飛機機體本身的升阻特性是不一樣的 這就可能造成在導彈的分離過程中 出現一些飛行員意料之外的事故 我們考察導彈剛剛分離的時候 就會發現一個問題 導彈的發動機在此時還沒有推力 或者產生的推力很小 此時導彈的速度和飛機飛行的速度是相同的 考慮到它感狀的外形 我們可以判斷此時導彈產生的升力 並不總是能夠維持導彈的穩定飛行 也就是說 從分離到發動機穩定工作的這一段時間裡 導彈會有一段時速的時間 這恰恰是最危險的 現代戰機普遍飛行速度較高 在機體的周圍存在一個氣流低壓區 自由落體的彈藥 會被低壓氣流吸回飛機的方向 撞到飛機自己 在這個時候 導彈內部的控制結構 幾乎無法控制導彈的速度使量 也就是導彈的朝向 如果出現亂流 導彈的攻角大幅度改變 一旦發動機點火 就可能出現不受控制的亂飛 正因如此 為飛機設計一個合適的結構 讓它適時的飛出去是很重要的 而導彈的掛架設計 也是戰鬥機的設計的難題之一 機載導彈的掛架 大致可以分為兩大類 一種是彈射式 而另一種是導軌式 彈射式掛架的基本工作原理 是先把導彈推出發射架 再讓導彈點火 而導軌式則是先點火 讓導彈依靠自己的動力脫離機體 但只有掛架是不行的 要把導彈掛在掛架上 還需要連接與分離機構的幫助 導彈的連接與分離機構 可以分為爆炸螺旋分離 彈簧彈射分離 和氣動彈射分離 在長期的採購和實踐中 導彈掛架形成了一個龐大的家族 下面的這個表 是美國海軍部分導彈掛架的型號 接下來我們將結合美軍的技術手冊 舉例介紹他們的工作原理 首先我們來看看彈射式發射架 F-14上的LAU-92 LAU-93 以及F-18上的LAU-116A F-15上的LAU-106等 都使用了這種方式 彈射式掛架的工作原理 是利用氣體活塞或者液壓裝置 先將導彈彈射出去 再啟動導彈的發動機 一般來說 重量比較大的中遠程空空導彈 空艦導彈 空地導彈和空射巡航導彈等 都採用這種發射方式 一方面是因為導彈重量大 發動機推力強 如果在飛機上點火發射 可能會影響飛機的姿態 另一方面 這也是為了避免導彈點火後 產生的廢氣 被飛機發動機吸入導致停車 我們以LAU-116掛架為例 來簡單介紹一下它的工作過程 LAU-116由雷神公司開發 主要用於F-18上 發射AM-7麻雀和AM-120 LAU-116掛架裡面 有一套機械結構 配合彈體上的掛載環 能夠將導彈和掛架緊緊地鎖在一起 防止戰機在大機動時 彈藥意外甩脫 在地面上掛載導彈時 地勤要將導彈上的插頭 插到掛架上的臍帶插孔中 以便將導彈進入機內的武器系統 通過這個臍帶插孔和臍帶電纜 導彈可以接收來自飛機 總線的數據和指令 例如目標的雷達信息 開火指令等等 掛架的前後各有一個彈射角 彈射角的正上方 是兩個CCU-45脈衝彈藥筒 它們類似於一個超級大號的空包彈 在導彈掛架接收到發射指令後 由電脈衝引燃 彈藥筒釋放快速膨脹的高壓氣體 驅動活塞將導彈從掛架中彈射出來 根據預先設定好的程序 導彈會在脫離機體一小段時間後 踩點火炮動機並飛向目標 掛架的這一推 就把導彈推出了飛機周圍的低壓區 能夠防止導彈被氣流影響 撞上發射機本身 F-22的格鬥彈掛架則比較特殊了 為了保證隱身性 F-22採用了內部彈艙 因此必須要有一個結構 讓F-22的導彈到外面去發射 這就到了EDO公司的製造的 LAU-142A出場的時候了 LAU-142A也被稱為 阿姆拉姆垂直彈射發射器 在發射前 F-22需要先打開側彈艙門 掛架上的野壓機械臂 會先將導彈以一個傾斜的姿態 伸出彈艙外準備發射 當收到在飛行中發射導彈的指令時 AV-EL系統會進行充電 一根高壓氮氣驅動的活塞 就會以每秒7米的速度 在不到十分之一秒的時間內 將導彈安全地通過氣流邊界層 從武器艙中彈射出去 AV-EL的彈射速度 最大限度地縮短了武器艙門打開的時間 從而保證了戰鬥機的隱身特性 降低了F-117那種 打開彈艙被雷達抓到的風險 這種液壓結構的優勢 就是無需重新裝填外充彈藥桶 對地形維護來說非常友好 但缺點嘛 自然就是重了 為了保證結構堅固可靠 這個AV-EL的重量達到了50多公斤 比LAU-115整整重了一倍 不過對於F-22這種雙發重戰來說 這點重量也算不上什麼 說完了彈射式掛架 我們再來看看導軌式掛架 我們以馬文公司開發的LAU-7為例 來看看這種導軌式掛架是怎麼工作的 LAU-7系列導彈發射器 最初設計用於攜帶AM-9響尾蛇導彈 根據供應商馬文工程公司的說法 LAU-7也可以進行改裝和升級 以攜帶和發射尺寸類似的響尾蛇的其他導彈 例如美國的AM-132、阿斯拉姆、IR-IST等 也能用來安裝吊艙之類的 LAU掛架有四個主要組件 分別是外殼、液氮儲罐、機械結構和電源 我們第一眼看到的肯定是它的外殼 LAU-7的外殼由航空旅打造 保證其堅固的同時 其他所有的組件也都要安裝在這個外殼上 接下來是外殼內部的組件 最大的當然是這個壓縮氮氣罐 其中儲存有220克大氣壓的高壓氮氣 用於冷卻響尾蛇導彈的紅外引導頭 可不要小看了這個液氮瓶 早期採用非冷卻導引頭的AM-9B 只能跟蹤發動機排氣的高溫 呃 還有太陽 總之跟蹤效果並不好 還只能追在底級屁股後面發射 但後期型號的響尾蛇加上了液氮冷卻之後 引導頭的靈敏度大幅度上升 從而使導彈能夠在任何方向上 跟蹤由於空氣摩擦而被加熱的任何飛機 液氮儲罐用一個螺口和機械組件相連 這個機械控制組件 也是控制導軌動作和導彈發射的關鍵部分 它讓飛行員能夠在飛行過程中 監控導彈的狀況 控制導彈的制導系統 啟動引導頭和進入發射程序等 機械控制組件也包括了 從飛機總線接收信息的 攜帶電纜飛行員投秒的信息 會通過這組線纜 傳送到格鬥彈的處理器中 從而實現格鬥彈和飛行員 探向同一個方向 與此同時導引頭的鎖定信息 也會回傳給飛機的控制端 除了回傳信息以外 整個導彈發射時的機械操作 以及導彈在起飛和著陸時的安全裝置 例如機爪、機爪索、電磁閥和脈衝器等 也要由這個組件來控制 最後是電源 這個沒什麼可說的 就是一個普通的PP2581A單箱電源 為掛載的電動結構提供電力 比較有趣的是 前面我們說到LAU-7上有一些機械的安全結構 可以在火箭發動機推力沒有達到最大時 防止響尾蛇導彈掉出導軌 這個力的大小主要靠內部的一個彈簧來調節 不過在七八十年代的時候 不知道是因為什麼原因 這些彈簧的製造商搞錯了型號 提供的彈簧彈力太大 直接導致在發射時 即使是用上了響尾蛇的全部推力 依然無法從導軌上掙脫 在幾場有驚無險的空中事故 以及地勤大爺的連夜加班之後 所有的這些彈簧都被換掉了 最後我們來對這兩種發射架做一個比較 一般來說 重量比較大的射程比較遠的導彈 往往都使用彈射式掛架 而近距格鬥導彈則採用導軌式掛架 導彈直接在導軌上發射 可以節約在近距格鬥中寶貴的時間 由於空空導彈和空地導彈型號越來越多 正如我們前面看到的 如果每一種導彈都採用專用的發射架 將大大增加巡邏保障的工作的複雜性 因此可以想見的是 今後導彈發射架將越來越強調通用化和標準化