美軍新導彈堪稱變形金剛，專為六代機開發，美軍未來制空全靠它？

近年來 美國空軍的NGAD下一代戰鬥機項目逐漸加速 而作爲與戰鬥機配套的重要裝備 新一代空空導彈的發展的也在加緊進行 但是大兵今天要說的不是各位熟悉的AM120D或者AM260 而是一種更加顛覆性的全新空空導彈設計 這就是美國空軍研究實驗室AFRL提出的MUTANT概念 這種技術會讓空空導彈具備空中變形的能力 一般來說 現代空空導彈有三個關鍵性指標 射程 速度和機動性能 射程能讓空空導彈能夠擊中更遠目標 速度能讓它更快的擊中目標 而機動性則能讓被空空導彈鎖定的目標難以逃脫 而這三個性能之間卻是有矛盾的 如果想要提高導彈速度 就要減少彈體的空氣阻力 那麼導彈彈體最好是光溜溜的質感外形 這樣以來不僅速度會得到提升 而且射程上能得到一定程度的增加 但是這樣的空空導彈就沒有彈翼了 自身的機動性就會變得很差 難以擊中能夠進行大角度規避的目標 而增加彈翼就會提高彈體的阻力 限制導彈的速度 而當戰鬥機進入到六代機時代時 這個矛盾會變得更加突出 六代戰鬥機的速度和機動性 相比現在的戰機會進一步的提升 那麼它對空空導彈的速度和機動性 一定會有更高的要求 因此六代戰鬥機的空空導彈 必須要有更加創新性的設計 才能解決這個問題 而MUTANT就是這樣的創新性設計 它的誕生標誌着導彈進入到了變形時代 MUTANT是Missile Utility Transformation VIA Articulated Nose Technology的縮寫 翻譯一下就是 基於鉸鏈機頭技術增加導彈性能 這個方案簡單來說 就是在導彈的彈頭位置使用鉸鏈技術 讓導引頭可以自由轉動方向 而不需要像現在的導彈一樣 需要調整整個彈體的姿態 才能改變導引頭的指向 AFRL表示 鉸鏈控制技術ACAS是整個項目的核心 這套控制系統使用微型電機控制 彈載計算機系統 根據需要控制導彈的導引頭 轉向目標方向 導彈的反應速度得到了明顯提高 攻擊高速高機動目標的能力 相比現在的空空導彈 有了飛躍式的提升 MUTANT技術說起來好像很簡單 但實際實現起來非常困難 首先是空空導彈的體積很小 空間非常有限 這就要求整套繳接系統的體積和重量 都不能太大 必須在不影響導彈戰鬥部體積 和推進燃料體積的前提下 放進導彈裏 其次是導彈在高速運動下改變形狀 會產生巨大的負載 對於導彈的內部結構和材料工藝 都是極大的考驗 而且繳接技術還必須能夠承受 戰鬥機高速飛行導致的高溫和高壓 既然這項技術這麼難搞 美軍爲什麼還要堅持研究它呢 AFRL表示 美國軍隊未來會面臨 越來越多的速度和機動性 都大幅提高的空中威脅 比如先進的戰鬥機 高速無人機和高超音速導彈等等 尤其是後兩者 無人機和導彈無需考慮 人類飛行員的肉體限制 能夠在超音速 甚至高超音速飛行的同時 做出十分誇張的機動動作 而這會讓美軍現有的導彈系統的 MUTANT技術正是爲了解決這一難題 通過合理的成本 攔截更遠距離的目標 並滿足NGAD的下一代制空要求 而爲了讓這枚看起來 異想天開的導彈變爲現實 AFRL就必須要在多個技術領域 取得突破纔行 傳統空空導彈 一般採用壓抑或中部彈移佈局 來提高升足比 但是這種佈局 會導致彈體難以進行滾轉控制 還需要陀螺舵的輔助 而這樣一來 就會增加導彈的阻力 影響導彈的射程 所以高速防空導彈 通常採用無翼式佈局 這種佈局的好處 是隨着導彈公角的提高 彈體的升力也會提高 而取消彈翼 能降低導彈的阻力 增加射程 同時體積上也會減小 更加容易掛載 MUTANT技術結合了兩者的特點 採用十字形無尾三角翼 提高導彈的升力和射程 通過彈頭的擺動 來代替壓抑 或者中部彈翼的作用 並且讓導彈的導引頭 能夠擴大搜索跟蹤範圍 以實現精準命中目標 而MUTANT作爲一種全新的技術 它在研發過程中 面臨的挑戰也是比較多的 總結一下 大概有三點 第一是控制驅動系統技術 CAS 想讓導彈在有限的重量下 擁有更大的射程 和更敏捷的機動性 一套優秀的CAS是必不可少的 AFRL爲MUTANT項目提出了 一種顛覆傳統認知的 控制驅動系統 他們開發出了一種 由小型電磁馬達 和相應的軸承齒輪機構 組合而成的 全新電子控制驅動系統 而這套系統的電子管線 也是因爲AFRL優化的設計 得以放進導彈彈體之內 由於採用了與傳統導彈 不同的設計方法 MUTANT僅以尾翼作爲控制面 於是AFRL在導彈前部 增加了一個保行部分 使得導彈的整個前段 可以在遠離彈體中心的情況下 進行繳接 以彌補導彈缺失的機動性 保行設計可以保證這個部分 不會影響到彈體整體的 氣動外形設計 不會在導彈飛行的中段 增加額外的阻力 第二則是整個MUTANT項目的核心 一整套鉸鏈結構技術 根據AFRL的透露 這套技術的源頭 是F35B型的三軸程可旋轉尾噴口 這是F35B能夠實現 短距垂直起降的核心部件了 這種噴管主要是由發動機過度轉接段 三段噴管通體 三個軸程 傳動機構和控制系統組成 三段通體之間通過軸程進行連接 實現相對轉動 從而在控制系統的輔助下 實現發動機噴口的向下偏轉 而MUTANT要更進一步 實現彈頭的全向轉動 並且承受飛行中 快速改變方向帶來的負載 這種鉸鏈式的彈頭 只要輕微的轉動 就可以改變導彈指向 而藉助變形的彈體 MUTANT能夠在改變攻擊角度的同時 獲得一定的彈體生理 從而更快更大角度的實現 導彈飛行路線的調整 第三則是新型蒙皮材料 MUTANT的蒙皮 既要保護彈內設備 又要保持氣動外形的順滑 同時還要具備足夠的強度和韌性 以抵抗導彈變形和機動時的大載荷 不能像常規的 統型設計的導彈那樣 會因爲過大的過載而折斷 AFRL表示 爲了滿足這些需求 他們正在研製一種 新型的複合蒙皮結構 這種新型蒙皮結構 將由金屬內部骨架支撐 而在金屬內部骨架之中 還會額外填充一種彈性物體 以增加韌性 AFRL預計 這種新型蒙皮結構 將能夠承受900度以上的高溫 除了可以保護MUTANT的 鉸鏈結構部件之外 未來還可以用在 美軍的高超聲速導彈項目上 AFRL目前在使用地獄火空地導彈 作爲機體來進行MUTANT項目的開發 現階段進行空中試射還爲時尚早 所以必須要在地面上 進行各種技術測試和驗證 爲此 AFRL設計了一條末端有目標的 火箭劃車軌道 測試人員可以將導彈 固定在軌道上發射 由此來研究導彈 向不同方向發射時的具體表現 目前AFRL表示 已經完成了前期理論驗證 和地面模擬實驗 並且在2024年年底之前 再進行最少三次以上的實驗 最終實現基於地獄火原型的 雙關節和鉸鏈控制 地獄火導彈發射平臺 多樣用途廣 可以裝載於AH-64阿帕奇 MH-60海鷹等直升機 也可以裝載於AC-130 A-10 FA-18 MQ-9等固定翼飛機 而且還可以從艦船 及地面車輛上發射 而MUTANT採用的鉸鏈系統 具備通用性 可以成爲美軍下一代導彈的 通用技術 不管是現在最先進的 五代隱身戰鬥機 還是未來更先進的第六代戰機 無論多麼先進的戰鬥機 如果沒有先進的空空導彈加持 那麼它的空戰能力 一定會大打折扣 甚至直接歸零了 空空導彈發展至今 已經經歷了多次的迭代更新 從發動機到戰鬥部 再到導引頭 在某種程度上 都已經進化到極限了 發展的瓶頸已經顯現了 而MUTANT技術 打破了過往的導彈導引頭 只能跟隨彈體 一起進行角度偏轉的限制 只讓整個彈頭 單獨進行大角度偏轉 讓導引頭的搜索跟蹤範圍 獲得了極大的提升 配合戰鬥機飛行員的頭盔瞄準距 能夠做到看哪打哪 幫助飛行員抓住在空戰中 轉瞬即逝的戰機 而偏轉了彈頭 還會爲導彈帶來一定程度的升力 提高了導彈的機動性 命中目標的幾率也大大提升了 同時採用MUTANT技術的導彈 不需要任何舵面和舵機 也不需要 施量推進控制系統的複雜結構了 就能夠實現大範圍的機動 這讓它的體積會變得很小 可以節省戰鬥機 尤其是隱身戰機的彈艙空間 讓戰鬥機可以攜帶更多的導彈 這對於隱身戰鬥機的戰鬥力提升 來說至關重要 美國空軍計劃使用MUTANT技術 研製的下一代空空導彈 來裝備NGAD戰鬥機 如果成真的話 那麼NGAD在奪取制空權的戰鬥中 將會獲得極大的優勢 我是大兵 我們下期視頻再見