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當「空中纏鬥」已成往事!(下)

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雖然說聯合頭盔瞄準備系統與AIM-9X響尾蛇飛彈的高偏軸發射原理講起來好像很簡單,但這背後其實有很複雜的技術。因為戰機是種會在三維空間裡高速運動並且不斷變換方向的物體,遠比速度慢的海上艦艇或完全不會動的陸上目標要難以鎖定。頭盔瞄準備系統雖然可以給予短程紅外線空對空飛彈敵機的初始位置,讓飛彈知道一開始要轉向哪一個方向,但是在飛彈點火射出,到轉彎完的那一瞬間,敵機可能已經藉由飛彈威脅警告系統知道自己被鎖定了,開始做出高G的逃逸動作,並發射熱焰彈來干擾短程紅外線空對空飛彈的尋標頭。因此單純靠頭盔瞄準器並沒有辦法確保短程紅外線空對空飛彈能擁有良好的高偏軸發射擊殺率。

而解決之道就是在飛彈點火發射以後,由資料鏈繼續提供敵機的最新位置、方向與速度,好讓飛彈可以修正自己的方向,以繼續追蹤敵機,並在敵機進入紅外線尋標頭可以鎖定的範圍後,再鎖定敵機。這種「先發射、再鎖定」的方式,顛覆了我們過去對於空中纏鬥作戰的觀念,但空中資料鏈的觀念其實很早就出現了,過去美軍就一直發展這樣的技術,好讓預警機提供敵機資料給在空戰機,海軍艦艇也能共享並交換敵艦的資料。射程動輒超過五十公里以上的中程主動空對空飛彈,更是極為仰賴這樣的技術,因為射程這麼長,從飛彈點火發射,到飛抵敵機所在的位置時,敵機恐怕已經距離原有的位置非常遠,因此必需依靠戰機的雷達不斷提供敵機的最新方向,並透過空中資料鏈,將更新的資訊傳輸給飛彈,讓飛彈不斷修正彈道,直到接近敵機時才打開主動雷達尋標頭,鎖定並摧毀敵機。

而現在這樣的技術也被用到短程紅外線空對空飛彈上,由於過去這種飛彈依靠追蹤紅外線訊號,射程又短,通常接戰時間也很短,因此沒有這種修正彈道的需求,但在高偏軸發射的情況下,引入這種資料鏈修正的方式,可以大幅度提高短程紅外線空對空飛彈的命中率。但在這麼短的時間內,頭盔瞄準器要將敵機的方位提供給雷達,讓雷達能繼續追蹤敵機的位置,並用資料鏈來修正飛彈的彈道,這需要極為先進的電子技術。過去傳統的機械式掃描雷達速度不夠快,需要使用電子掃描的相位陣列雷達,同時無線資料鍵傳輸的技術也要非常成熟才可以。這也是為什麼在電子技術上領先的美國,會後來居上,在使用頭盔瞄準技術這一領域上處於領先地位。

在這樣的情況下,不止攻擊方戰機的機動力已經變的不那麼重要,連防禦方的戰機也已經無法單靠自身的機動力來擺脫先進短程紅外線空對空飛彈,因此今日的先進匿蹤戰機,除了可以利用機體的特殊設計與塗料,來減少雷達波的反射外,也大量採用減少熱源訊號的特殊設計,以降低紅外線追熱飛彈的鎖定成功率。結果往往造成匿蹤戰機在設計時,如果機動力與匿蹤能力有衝突,會先犧牲機動力,而遷就匿蹤能力。再加上各種複雜的電子系統與內置彈艙,讓新一代的戰機越來越「臃腫」,過去戰機為了追求極致的機動力,而發展出來的優美氣動力外型可說被破壞殆盡,F-35閃電二型甚至有了「閃肥」的綽號,這其實也代表新一代空戰思維的改變。

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過去的Su-27戰機,其實就是上一代空戰思維的最佳設計方案,俄羅斯為了在機動力上贏過美國空軍的F-15與海軍的F-14,因此採用當時最先進的翼胴融合設計,甚至擁有「會飛行的樹葉」之美名。而為了塞入大引擎,好在推力上贏過對手,再放大機體,因此得出了Su-27戰機家族的獨特外型,直到最後的改良型Su-35S,都繼承了這樣的特性。但以今日的眼光來看,翼胴融合的氣動力構型擁有極大的雷達截面積,兩具間距很大的大型發動機,其尾焰與廢氣會構成一個極為明顯的龐大熱源訊號,這都讓Su27家族戰機在今日的空中作戰環境中屈於劣勢。Su-35S與F-16V同屬於第四代戰機的最終改良型,大量運用了第五代匿蹤戰機的新技術,但Su-35S卻擁有這種先天缺點,而處於劣勢。

而很多人認為即使俄系戰機因為雷達與電子技術較落後,在視距外空戰上略遜一籌,但只要靠近到近距離,Su-35S以其優異的機動力,就能享有空中纏鬥的優勢。但這種看法的問題在於,Su-35S要對上沒有高偏軸短程紅外線飛彈與頭盔瞄準系統的舊式戰機,才會擁有這種優勢,因為如果Su-35S的對手擁有這樣的配備,其飛行員根本不會與SU-35S進行任何空中纏鬥,而是在Su-35S開始逼近時,轉頭瞄準Su-35S後就立刻發射飛彈了。當然短程紅外線空對空飛彈也不一定是百發百中,Su-35S可能還是有機會藉其優異的機動力擺脫這種先進短程紅外線空對空飛彈的威脅,但是一般來說,這種短程紅外線空對空飛彈都是最後的武器了,會在近距離使用這種飛彈,代表機上的其它飛彈都已經發射完了,這種短程紅外線空對空飛彈除了是最後的殲敵手段,也是在為已經發射完飛彈的戰機,爭取最後的逃離時間。

因此很有可能的情況是,當戰機發射完所有的中程主動空對空飛彈,但是沒有打下敵機,而讓敵機繼續逼近到短程紅外線空對空飛彈的作戰距離內,飛行員會立刻使用戰機上的最後兩枚短程紅外線空對空飛彈來攻擊敵機,並趁敵機在躲避飛彈攻擊時快速脫離戰場,避免與在機動力上佔有優勢的敵機進行空中纏鬥。在今日雙方都有中程主動式空對空飛彈,而且射程幾乎都已經接近一百公里的情況下,雙方戰機要短兵相接的機率本來就已經很低,而且就算真的發生這樣的情況,聰明的飛行員也不會讓自己陷入劣勢之中。這也是為什麼很多人都認為空中纏鬥可能已經很少會出現,擁有優異機動性的Su-27系列戰機,恐怕已經是時不我予,那些在航空展上出現的驚人動作,可能沒什麼機會能在戰場上出現,而且也無法為飛行員增添多少戰術上的優勢。

當然,一定也會有很多人會提到一個反例,那就是在飛彈剛出現的初期,也有一群人認為傳統的空中機炮格鬥將會消失,因此讓F-4戰機取消機炮的設計,結果在戰場上慘遭米格機修理,最後還得緊急加裝外掛式機炮應急。不過這個情況是在飛彈發展的最初期,其性能尚不穩定所致,再加上米格機的戰術應用得宜,而取得局部的戰術優勢。這就像火槍這個技術一開始出現時,其威力並不足以取代傳統的弓箭,火槍兵在很多時候戰力還遠不如長弓兵,但是這已無法改變火炮將會全面終結冷兵器時代的趨勢。

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2019/05/02
胡開宏、馬萬鈞默契聯手,漢翔搶單全球商機 https://www.new7.com.tw/NewsView.aspx?t=03&i=TXT20190418113741UWI
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王臻明的沙龍
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「假圖天國」將以即時深入解析軍事新聞與國際情勢的方式,討論新聞背後的意義與當前國際情勢的關係性,並以簡單清晰的方式說明各國間的利害關係與複雜恩怨。另一方面,我也會輔以歷史與戰史的介紹,闡述過去歷史戰事的來龍去脈,以及不同立場者對同一歷史事件的不同看法。
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