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空空导弹（Air-to-air missile，简称 AA missile）是由飞行器发射，攻击各类有人驾驶飞机、无人驾驶飞机、直升机和巡航导弹空中目标的导弹。[1]从二战末期到现在，空空导弹已经发展成为多种方式制导，远距中距近距系列化和海陆空三军通用化的庞大家族。[3]
世界第一种试验性的空空导弹，是德国在1941年开始研制的HS-298型导弹。[4]20世纪50年代第一代空空导弹开始服役，到了上世纪70年代第三代空空导弹性能获得了全面提升。[3]20世纪70年代以来发生的几次局部冲突证明，大量性能先进的空空导弹在空战中使用，改变了以往以近距格斗为主的空战模式，成为夺取制空权的主要武器。现在世界各国都在优先发展或竞相购买空空导弹作为主战装备。[1]
从分类上看，空空导弹主要分为三类：第一类是射程在10公里范围内的近距空空导弹；第二类是射程在10-100公里内的中距空空导弹；第三类是射程在100公里以上的远距空空导弹。[5] 同时在时间上看，已经装备了第一到第四代空空导弹，正在发展第五代空空导弹。[3]
第五代空空导弹重点发展导弹的多任务能力，例如兼具近距格斗和中距拦射能力，或者能同时打击空中和地面目标，此外第五代空空导弹还包括大离轴/全向敏捷作战能力、远射程能力，拦截对手空空导弹等能力。[6]未来空空导弹的攻击目标有可能扩展到临近空间飞行器和外层空间的航天器。[1]
诞生
在飞机上使用火箭类武器打击空中目标，其历史可以追溯到第一次世界大战期间。为了保护巴黎击落德军的“齐柏林”飞艇，法国发明家伊夫·勒皮耶尔在1916年发明了一种可以在当时老式双翼机上发射的“空对空火箭”。这种火箭实际由硬纸板做成外壳，里面装满 200 克黑火药，顶端为一个木制锥形战斗部，顶端还有一个金属刀片制造的矛尖。这种火箭弹实际分为两种，针对飞艇和飞机等不同目标。火箭弹由焊接在双翼飞机支柱上的管子来发射，每个支柱上可以安装5个发射管，每架飞机可以安装2组。飞行员通过座舱中的按钮来齐射其中一组火箭，来集中目标。[7]几乎在同时，德国飞行员鲁道夫·内贝尔也在哈尔伯施塔特 D.II型双翼战斗机上也发明了类似的装置。据他本人的回忆，还使用这种“空对空火箭”击落了1架英国战斗机。[8]
此外在1944年，德国空军在对抗盟军轰炸机的时候，也在BF-109或者FW-190战机上，使用210毫米火箭弹来打散盟军的轰炸机编队，干扰轰炸机的投弹。后来德军装备的Me-262喷气式战斗机上还在机翼上挂载了24枚50毫米口径火箭弹，在距离盟军轰炸机群1000米的地方进行齐射，一次齐射具备击落1架轰炸机的能力。[9]
世界第一种试验性的空空导弹，是德国在1941年开始研制的HS-298型导弹。这种导弹外形酷似小型飞机，采用无线电指令制导。但是在二战后期，德国将该导弹项目取消，全力发展X-4型空空导弹。[4]
1943年德国专家马克思·克拉默（Max Kramer）博士开始研制成功了世界上第一种空空导弹：X-4导弹。这种导弹采用有线制导，目的是击落盟军的轰炸机。德国鲁尔钢铁公司已经在1945年生产了1300枚导弹，只等待安装火箭发动机，但是火箭发动机生产的工厂遭到空袭，这种导弹没有制造完成战争就结束了。[10]
在二战结束后，美国、英国、苏联和法国都进行过早期空空导弹的型号研发工作，但都没有进入装备阶段。例如美国第一个空空导弹型号是XAAM-A-1“火鸟”，被视为雷达制导空空弹的先驱，后停止发展。苏联第一个空空导弹型号是CHAPC-250，后面未能完成试飞而取消。英国的第一个型号是雷达制导型空空导弹“闪光”。法国则是研发了玛特拉M-04型空空导弹。[4]
空空导弹代际发展
第一代：20世纪50年代第一代空空导弹开始服役，战斗机飞行员具备了在航炮射程外摧毁目标的能力。同时在这一阶段也确立了红外和雷达两种制导体制。由于技术的限制，第一代空空导弹需要载机在目标的尾后发射才能实施攻击，对飞行员占位要求高，主要打击慢速的轰炸机目标。同时由于导弹射程有限和机动性差，目标可以通过机动摆脱导弹的追踪。[3]
第二代：20世纪60年代中期，第二代空空导弹进入服役阶段。这一代导弹中的红外制导导弹，开始采用灵敏度更高的硫化铅探测器，而雷达制导导弹则开始使用连续波半主动雷达制导技术。但是从实战效果看仍然存在低空下视能力差，不适应高机动战机格斗等问题。[3]
第三代：20世纪80年代是第三代空空导弹发展时期。这一阶段红外制导近距空空导弹多采用高灵敏度的锑化铟探测器，具有大离轴和高机动过载能力。而第三代雷达制导空空导弹则采用半主动雷达导引头，具有下视下射能力。相比前两代导弹，第三代空空导弹性能获得了全面提升，真正具备了近距格斗和超视距作战能力，在实战中显示了能力。但这一代导弹仍然存在导引头抗干扰能力不足的问题。[3]
第四代：20世纪90年代到21世纪头10年，是第四代空空导弹发展时期。[1]为适应空战信息化体系对抗的要求，第四代空空导弹主要解决以前的探测性能不足、抗干扰能力弱的问题，大多采用红外成像探测、主动雷达制导、复合制导、大攻角气动外形等技术。因此第四代红外制导空空导弹可以实现“看见即发射”，能有效攻击大机动目标；而雷达制导空空导弹则具有超视距发射、发射后不管和多目标攻击能力。[3]
第五代：2010年后第五代空空导弹开始发展。[1]第四代战斗机、无人作战飞机以及超音速巡航导弹的出现，要求第五代空空导弹具有新的能力，包括打击隐身目标、同时具备近距格斗和中远距离拦射能力、复杂电磁和光电干扰下的抗干扰能力、载机前后180度的全方位立体攻击能力、多平台网络化制导能力等。[11]
红外制导空空导弹
采用红外导引系统，优点是制导精度高、系统简单、重量尺寸小、发射后不管；缺点是不具备全天候使用能力，迎头发射距离近。[2]
雷达制导空空导弹
采用雷达导引系统，优点是发射距离远、全天候工作能力强等优点。根据雷达导引头工作方式又可以分为主动雷达型空空导弹、半主动雷达型空空导弹、被动雷达型空空导弹以及驾束制导型空空导弹。[2]
多模制导空空导弹
采用多模导引系统，优点是可以发挥各种雷达频段或各种制导体制的优势，互相弥补对方的不足，能提高导弹的探测能力和抗干扰能力，大幅度提高导弹的作战效能。目前常用的多模制导方式包括红外成像/主动雷达多模制导、主/被动雷达多模制导以及多波段红外成像制导等。[2]
近距格斗空空导弹
主要用于空战中的近距格斗，发射距离一般在300米至20公里之间，近距格斗空空导弹通常不追求远射程，它更加关注导弹的机动、快速响应和大离轴发射、尺寸重量以及抗干扰能力等性能。近距格斗空空导弹一般采用红外制导体制。[2]
中距拦射空空导弹
最大发射距离一般在20公里至100公里之间，侧重发射距离、全天候使用、多目标攻击、抗干扰等性能。中距拦射导弹通常采用复合制导体制来扩大发射距离，其中制导采用惯性制导加数据链修正，末制导一般采用主动雷达制导。[2]
远程空空导弹
最大发射距离通常达到100公里以上，采用复合制导体制，动力装置多采用固体火箭冲压发动机。[2]
工作原理
空空导弹导引系统接收来自目标反射的无线电波或辐射的红外波，从中获取制导信息，飞行控制系统进行信息处理后，根据导弹和目标的相对运动关系按预定的导引律形成控制指令，控制舵面偏转，操纵导弹飞向目标。对于中距和远程空空导弹，由于导弹自身导引系统探测距离有限，需要载机火控系统给导弹装订飞行任务，并通过数据链实时提供目标指示，将导弹引导到自身导引系统可以捕获目标的区域。在和目标交会时，引信对目标进行探测和识别，并适时引爆战斗部毁伤目标。[12]
总体设计
在战术技术要求分析的基础上，空空导弹的设计研发需要初步确定一系列技术方案，包括弹径、气动布局、推进系统、制导体制。而在进入详细设计阶段后，还会涉及到引战系统、能源系统、数据链等技术。其中弹径是非常重要的约束条件，会影响到导弹射程、导引头作用距离、发动机工作效率、战斗部效能、飞行阻力等方面。[13]
气动布局
导弹的基本气动布局形式有鸭式、正常式、旋转弹翼式、无尾式、无翼式5种，各有优劣。鸭式布局是由靠近弹身头部的舵面与装在弹身尾段的弹翼所组成的气动布局形式，典型代表是美国的“响尾蛇”AIM-9。正常式是由靠近导弹质心或在导弹前弹体的弹翼与装在弹身尾段处的舵面组成的气动布局形式。旋转弹翼式是由靠近导弹质心的旋转弹翼与装在弹身尾段的尾翼所组成的气动布局形式。典型代表是美国的“麻雀”AIM-7。无尾式是只有弹身和弹翼及其后缘处的能面组成的气动布局形式。AIM-54A的“不死鸟” 导弹是这种布局的典型代表。无翼式是只有弾身尾段装有舵面、而无弾翼的气动布局，典型代表是美国的AIM-9X。[14]
二战后空空导弹研发建立了以细长体理论和干扰因子概念为基础的空气动力学体系，导致第一代空空导弹的气动外形设计特点主要是翼展大、攻角小。例如AIM-9B“响尾蛇”导弹采用易于操控的鸭式布局，引入了气动舵和陀螺舵题。而AIM-4导弹则使用小展弦比翼面，提高了机动能力，然后通过头部布置反安定面以提高操纵效率。第二代红外制导空空导弹为了进一步提高机动性，有些采用了翼面面积很大的“双鸭式”气动布局。而第二代的雷达制导空空导弹，多采用头部呈尖卵形和四片式全动三角旋转弹翼布局，快速性好但气动力系数线性差。[15]
20世纪70年代后，空空导弹的气动设计开始向大攻角、非线性气动力外形发展。例如美国的第三代红外制导空空导弹AIM-9L，就是在鸭式布局基础上，采用了大翼展的双三角鸭式舵，实际是利用前缘脱体涡来增加舵面法向力和导弹攻角，提升导弹机动性。20世纪80年代后，空空导弹气动布局特点是“超大攻角、极小展弦比、直接力/气动力复合以及一体化设计”。例如俄罗斯的AA-11是世界上第一个将直接力（推力矢量）和气动力结合起来设计的空空导弹。美国的AIM-9X导弹也采用了推力矢量设计，而且减少了翼面和舵面的尺寸[15]
未来空战目标的变化得第五代空空导弹气动外形，要有创新的气动布局和外形、新一代推进和控制技术以及多学科一体化设计。例如以色列的“怪蛇-6”就采用了非对称的“海豚鼻”头部，不但有助于提高机动能力，而且为了满足双模导引头的前后布置需要。为了大幅度提高隐身战机的挂弹数量，美国洛马公司推出了“CUDA”中距空空弹，其最大特点就是采用了类似爱国者导弹的“侧向喷流直接力”进行姿态控制。未来的空空导弹气动设计将越来越复杂，将成为多学科综合应用的系统工程，涉及空气动力学、飞行力学、固体力学、热物理学、应用数学、计算机科学、雷达、电子、动力和控制等众多学科。[15]
制导系统
红外制导
红外制导的导引头硬件结构一般由位标器和电子舱两部分组成。位标器主要由光学系统、扫描调制器、红外探测器、前置放大器、制冷系统、稳定平台、伺服执行机构等组成。其中光学系统、扫描调制器、红外探测器、前置放大器、制冷系统完成对目标的红外辐射探测。确定探测系统方案是首要任务，其中核心是选择红外探测器的类型，目前最新的技术是采用“面阵凝视成像”探测器。除了光学系统外，位标器还有稳定平台、伺服执行机构是稳定与随动系统。而电子舱中包括信号预处理电路、弹载计算机、功放电路、稳定平台控制系统等部分，它们的任务是完成目标识别、截获、跟踪、导引信号形成、引信配合等功能。整个红外系统的最基本功能，是按照导弹给定的导引规律，在对目标的探测、识别、跟踪过程中，测量目标运动等参数，形成导引信号，传输给导弹制导回路，控制导弹飞向目标。[16]
第一代红外制导空空导弹的导引头都是“点源”式探测器，也就是把探测目标作为一个点光源来处理。在天空的背景下，利用空间滤波等技术，就能够把被攻击目标的高温辐射识别出来。但当时的导引头没有制冷技术，只能探测尾喷管辐射，所以飞行员只能尾追攻击。相对于第一代导引头，第二代红外制导导弹虽然仍采用点源制导，但探测器采用了制冷技术，跟踪能力显著提高，使得飞行员能够更灵活地从目标后面较大范围实施攻击。第三代红外制导的导引头则采用了更高灵敏度的制冷锑化铟探测器，而且从单元的“红外点源”变成了多元，从而具备了一定程度的全向攻击能力和抗干扰能力。第四代红外制导型空空导弹向红外成像制导发展，能够直观获取目标外形或基本结构等信息，抗干扰能力强。同时导弹上的计算机就能够通过探测器获得目标信息进行自动判断和攻击。红外成像制导技术的第一代是光机扫描成像。例如德国的IRIS-T导弹就采用了机械扫描的128X4的锑化铟红外成像导引头。第二代则是美国AIM-9X使用的128X128像素凝视红外焦平面列阵成像制导，分辨率更高，可靠性更高，结构更紧凑，抗干扰能力更强，具有攻击距离远、多目标攻击和全向跟踪能力。[17]
雷达制导
雷达制导是指空空导弹通过接收来自目标的无线电波来探测、截获和跟踪目标。与红外制导对比，雷达制导具有能够全天候使用的优势。按照雷达体制的不同，雷达制导可以分为脉冲制导、连续波制导和脉冲多普勒制导。按照无线电波的来源分类，有主动雷达制导、半主动雷达制导、被动雷达制导。雷达制导的导引头一般由天线罩、主通道天线、位标器、微波前端、接收机、信号处理机等系统组成。以发射中距主动雷达制导空空导弹为例，导弹在完成中段飞行后，导弹送给导引头目标的角度、距离和速度指示信息， 并指示导引头主通道天线开机，将发射机输出的微波能量向特定的空域辐射，然后高灵敏度接收机接收目标的微弱回波信号，并对其进行变频、滤波、 放大和模数转换后，形成反映目标信息的数字信号，送给信息处理机进行处理。信号处理机对信号处理后，获得目标的角度、 速度和距离信息。在完成对目标的截获后，转为对目标的跟踪状态，并连线测量目标的运动参数，输出给导弹的飞行控制组件， 实现导弹的末段制导最后击中目标。[18]
第一代雷达制导空空导弹，采用的是雷达驾束制导方式，需要载机雷达始终照射目标，雷达波束较窄，只有正负2度，导弹不容易进入波束，因此导致导引精度差，抗干扰能力弱。第二代雷达制导空空导弹则采用圆锥扫描体制的半主动雷达制导方式，攻击离轴角度达到了正负20度，攻击距离进一步加大。但缺点是导弹需要接受一系列雷达回波才能实现跟踪，发射使用流程很复杂，飞行员不易熟练掌握。而第三代的雷达制导空空导弹则采用了单脉冲测角体制，只需一个回波脉冲就可探测目标角度信息，但仍然需要载机雷达持续照射目标。而第四代雷达制导空空导弹，则采用多普勒主动雷达导引头，最后的末制导则要靠导弹的主动雷达导引头，从而使导弹具备了发射后不管和多目标攻击能力，载机不用始终照射目标，能对前方正负60度、80公里范围内的空中目标实施攻击[19]
复合制导
因为所谓空空导弹“发射后不管”，实际上是不可能的。原因是因为雷达导引头作用距离较小，不能满足超视距空战的要求。空空导弹必须借助于惯导或者指令惯导导引完成中段飞行，最后末段则采用单模或双模导引头寻的制导方式。根据目标的运动情况，通常分为两种典型的复合制导模式：惯性制导+末制导和指令惯性制导+末制导。如果目标机动能力弱，则采用惯性制导+末制导，如果目标机动能力强，则采用指令惯性制导+末制导，需要载机不断导弹提供目标修正信息，控制修正导弹的运动轨迹。而导弹的末制导也存在各种复合制导模式：包括半主动雷达+被动红外复合制导、被动雷达+被动红外复合制导和主动雷达+被动雷达+被动红外三模复合制导。[20]
为了在强电磁干扰环境下探测隐身战机等多重目标，未来的空空导弹将放弃红外制导或者雷达制导的单一制导模式，而是在导引头上实现多模制导，包括红外探测制导和主动雷达制导组合在一起，或者是主动雷达和被动雷达组合在一起，也有可能是不同波段的主动雷达组合在一起。[21]未来的多模式空空导弹导引头，有可能是把红外焦平面阵探测器装在导弹头部，而把主动雷达制导转变为导弹头部外侧的圆柱形共形天线。这种方式能够最大程度发挥两种探测模式的优势。[22]
飞行控制系统
空空导弹的制导系统接收并处理来自目标、载机火控系统和其他来源的目标信息，跟踪目标并产生制导指令，信号将发送给导弹的飞行控制系统。飞行控制系统通过对弹体的俯仰运动、偏航运动以及横滚运动的控制，使导弹在整个飞行过程中具有稳定的飞行姿态和快速响应能力，控制导弹飞向目标。飞行控制系统包括飞控组件和舵机。舵机是控制导弹舵面偏转的伺服机构，是导弹自动驾驶仪的执行元件。传统导弹的机动一般通过舵面偏转产生气动力矩来实现，而最新的第四代近距格斗导弹采用了推力矢量控制技术，通过改变推力方向来产生控制力矩。[23]
引战系统
引战系统由引信、安全和解除保险裝置以及战斗部三部分组成。引战系统的功能是导弹飞行至目标附近后，对目标进行探测识别并按照预定要求引爆战斗部杀伤目标。空空导弹一般都装有近炸引信，在导弹脱靶量允许范围内引爆战斗部。空空导弹毁伤目标是由战斗部来完成的，其威力大小决定了毁伤效果。一些空空导弹出现引信早炸、拒炸、不适时起爆，导致未毁伤目标的故障，其原因主要是对引战系统的复杂性认识和重视不够。[24]
引信
空空导弹没有准确可靠的引信，那么就变成了一个空中炮弹，除非直接命中目标，否则无法实现杀伤。空空导弹最早使用的是引信为无线电近炸引信，包括连续多普勒引信和脉冲多普勒引信。很快红外制导近距空空导弹就开始大规模采用红外近炸引信，因为相比无线电近炸引信，红外引信的抗干扰能力更强。同时微波无线电引信也同时存在，和红外近炸引信同时存在交替使用。[25]
第三代空空导弹的引信设计主要表现在使用先进的目标探测装置、信号处理逻辑判断技术，避免引信的早炸，提高引战配合效能。[26]20世纪60-70年代，激光引信技术出现，并被美国首先应用于AIM-9L近距空空导弹上。激光引信既有无线电引信全向探测目标的优点，又有保存了光学引信抗电磁干扰能力较强、探测精确度高的特点。但是激光引信的问题是容易受到烟尘或雨、雪、云、雾等气象环境的干扰。[27]
由于无线电引信可以全方位探测目标，不受气象条件影响，所以仍然在空空导弹上得到应用。为了克服以往各种以往引信的缺点，毫米波无线电引信受到关注。因为毫米波探测精度高、抗干扰能力强，超低空工作能力强，不受外界天气和气候影响。[28]除了技术以外，第四代空空导弹的引信从设计思想上，已经开始利用传感器和微电子技术，全面取代旧有的机械引信安全系统，从而实现空空导弹精确炸点控制和定向起爆的功能，确保击中空中目标。[26]
第五代空空导弹的引信，将向软件化和模块化方向发展。软件化是指以数字化为基础，将引信系统的基带信号变为可编程的数字信息，从而实现引信技术向自适应、可编程、灵巧化、智能化和虚拟现实发展。而模块化则是将空空导弹引信结构和功能由若干模块组合而成。例如实现主动无线电引信和被动红外引信的组合。[29]无线电引信和被动红外引信技术的发展方向是实现成像探测，包括红外成像和毫米波成像，也就是引信实现对目标要害部位的精确选择，从而达到最佳杀伤效果。引信成像探测是实现引信智能化的关键技术，最终是通过模块化，实现制导引信一体化。[28]
战斗部
破片战斗部是空空导弹战斗部的主要形式，早期第一代的导弹多采用自然破片战斗部，其结构比较简单，大多数为圆柱形，主要由炸药装药和整体式金属壳体组成。第二代空空导弹出现了半预制破片战斗部、预制破片战斗部和连续杆战斗部。半预制破片战斗部也就是在圆柱形的金属战斗部壳体上，使用刻槽式、聚能衬套式和叠环式等方式，有效控制金属战斗部爆炸后的破片形状和尺寸。而预制破片战斗部，就是把预先制造好的破片，按照需要的破片数量和散布要求，用树脂将其粘接起来，其外形有圆柱形、半圆柱形、球形等。连续杆战斗部则是把大长径比的高强度金属条纵向紧密排列在炸药外侧，爆炸时产生一个连续环形杀伤装置，其威力一般大于破片战斗部，其缺陷是速度慢，而且杀伤环断裂后威力将急剧下降。新的离散杆式战斗部则是用独立的、大长径比的预制杆件作为战斗部，具有连续杆战斗部威力强的优点，同时还有破片战斗部的高速度和杀伤半径大的优点。第四代导弹中的美国AIM-120C5和俄罗斯的AA-12中距空空导弹，据推测就使用了定向能战斗部。这实际也是一种破片战斗部，但不是类似传统破片战斗部和杆式战斗部的飞散和环形，而是控制破片的方向针对目标飞机。一般认为现在最可能实现的是偏心起爆定向战斗部，其难度在于系统复杂，对引信的技术要求更高。[30]
推进系统
推进系统为导弹飞行提供动力，实现打击目标所需的速度和射程，基本采用固体火箭发动机。固体火箭发动机又可以分为单级推力发动机和双级推力发动机。远程空空导弹需要实现高速度和远射程，则使用了多脉冲固体火箭发动机和冲压发动机。固体火箭发动机的主要优点是结构简单、可靠性高、使用方便，缺点是比冲低、性能受贮存温度影响较大以及可控性较差。[31]
空空导弹使用的固体火箭发动机，主要由进剂装药、壳体、喷管以及点火装置四个部件组成。早期固体火箭发动机主要的换代技术在于推进剂。第一代空空导弹使用的是由硝化纤维和硝化甘油组成的双基推进剂。例如美国AIM-9B使用的就是一种被压制成八角形药柱的双基推进剂，结构复杂而且能量低。[32]另外从50年代末开始，空空导弹就开始应用“单室双推力”火箭发动机的设计。这种设计兼顾了空空导弹的助推段和巡航段两种情况，发动机的效率更高。[33]
20世纪50年代后，以端羧基聚丁二烯(CTPB)为代表的各种复合推进剂研制成功，比冲和力学性能有显著改善，更适合空空导弹在载机上的恶劣环境。后来在推进剂中加入大量铝粉，进一步提高比冲。端羟基聚丁二烯(HTPB)复合推进剂在20世纪70年代研制成功后，成为第三代空空导弹的选择。但这种推进剂存在的问题，就是发射后大量铝粉燃烧尾烟特征大，容易导致发射载机暴露。因此美国又开始减少铝粉含量，少烟的空空导弹火箭发动机推进剂诞生，并成功应用于美国主要的空空导弹中。[32]
第四代空空导弹的发动机一个特点就是提高了安全性，例如美国AIM-120空空导弹为了提高在火灾中的安全性，在弹体内安装了1.12米长的爆炸条，能够在火灾发生后30秒内爆炸切割导弹燃烧室造成泄压，避免发生爆炸。[32]另一个特点是在近距空空导弹上使用了推力矢量发动机，主要使用喷流偏转的方式，改变发动机的喷流方向。目前第四代主要采用燃气舵或者扰流片方式。美国的AIM-9X使用的是燃气舵方式，而俄罗斯的AA-11使用的是扰流片方式。[34]
为了满足多任务、远射程和轻量化的要求，第五代空空导弹发动机要求具有灵活的能量管理能力并提高发动机的比冲。[11]双脉冲固体火箭发动机，就是一种具备能量管理的新型火箭发动机，就是通过特殊的隔离装置将燃烧室或者药柱分成几部分，每段配有独立的点火装置，提供不同的推力，满足导弹在不同攻击条件下对推力的不同要求。[35]整体式冲压发动机则是第五代空空导弹的优选动力装置，其比冲可以达到1400秒，远大于固体火箭发动机的800秒，能有效打击高性能空中目标，同时具有对地和对空的多任务能力，能兼顾近距格斗和中远距离拦射。[36]
数据链
数据链是一种按照统一的数据格式和通信协议，以无线信道为主对信息进行实时、准确、自动、保密传输的数据通信系统。数据链主要用于空空导弹的中制导，它接收载机发送的目标位置、速度和类型信息及载机信息，发送给飞行控制系统，形成中段制导控制指令，实时修正导弹航向，控制导弹飞向目标。数据链有单向和双向两种，单向数据链只接收不回传，双向数据链不仅接收载机发送的信息，也回传导弹的位置和状态信息给载机。随着导弹发射距离越来越远，AIM-120D、“流星”等新型空空导弹一般采用双向数据链。在近距格斗导弹中， 数据链能大幅提高导弹的攻击距离，还能实现大离轴角发射。而对于中远程空空导弹，载机通过数据链实时向导弹传递目标信息，使导弹能及时修正自身弹道，还能通过数据链实现“静默攻击”“他机制导”以及适应网络中心战的要求。空空导弹数据链的选择应该满足全天候、全空域和抗干扰的要求。[37]
能源系统
能源系统用于导弹系统工作时所需的各种能源，包括电源、气源和液压源等。电源有化学热电池、涡轮发电机等种类，主要用于给导引头、弹载计算机、电动能机、陀螺和加速度计等供电。气源有高压洁净氮气或其他介质的高压洁净气源和燃气，主要用于气动舵机、导引头气动角跟踪系统的驱动以及红外探测器的制冷等。液压源主要用于液压舵机的驱动。能源系统是空空导弹工作的基础，需要具备智能化程度高、体积重量小、速度快、机动能力强、能在恶劣环境下工作等特点。在20 世纪80年代前研制的导弹，多采用电源、气源和液压源组合的复合式能源，80年代后期由于热电池技术、永磁电机技术和大功率电子器件技术的飞速发展，基本都采用单一的热电池作为能源。[38]
实战使用
1958年9月24日中国台湾当局空军出动4架携带AIM-9B“响尾蛇”空空导弹的F-86F战斗机，和解放军海军航空兵战机展开空战。海军航空兵飞行员王自重在击落敌机两架后，被敌机发射的“响尾蛇”导弹击中牺牲。随后在地面搜寻获得多枚“响尾蛇”导弹未爆残骸。苏联根据中方获得的残骸仿制了AA-2空空导弹。[39]美军在越南战争期间还使用了第一代的AIM-4D红外制导近距空空导弹，共发射43枚仅有4枚命中目标，命中率仅为9.3%，最后型号遭淘汰。[40]1971 年 12月第三次印巴战争中，巴基斯坦击落飞机 50 架，其中由 歼-6 和 F-86 歼击机使用美制第一代“响尾蛇”空空导弹击落 29 架，占击落飞机总数的 58% ，低空发射AIM-9B导弹的命中率高达60% 。[40]
美军在越南战争期间使用了大量第二代空空导弹，包括AIM- 9D、AIM-9E、AIM-9G、AIM-9H等红外制导近距空空导弹以及AIM-7D、AIM-7E雷达制导中距空空导弹。其中“响尾蛇”导弹共发射 452 枚，命中率为 8%-10%， 型号更新的AIM-9H 命中率为 21. 5%。导弹发射不成功率为 65%，发射成功的命中率为18. 2%-34.5%。麻雀导弹共发射589 枚，命中55枚，命中率为9. 34% 。其中 325 枚是在符合发射条件下发射的， 命中31枚，命中率为9. 54% 。因为导弹故障发射不成功率为 45% ，发射成功的命中率为22. 8%-28.5%。[40]
1980-1981年两伊战争期间，伊朗称F-14A战机发射使用16枚AIM-54、14枚AIM-9P和8枚AIM-7E导弹，击落伊拉克空军38架战机。[41]1982年5月英国和阿根廷爆发马岛战争。英国宣称其“海鹞”战机发射了27枚AIM-9L导弹，命中击落了24架阿根廷战机，另有3枚因为故障而没有命中。[42]1982年6月9日-10日，以色列和叙利亚爆发贝卡谷地空战。以色列使用的第三代空空导弹包括AIM-9L、AIM-9P、怪蛇-3红外制导近距导弹。以色列称击落叙利亚90架战机，其中AIM-9L击落40架，命中率为60% ，怪 蛇-3击落50架。而美国统计以色列发射56枚 AIM-9L和3枚 AIM-9P，击落叙利亚战机 41 架，杀伤概率69%。[40]还有统计称以色列还使用了AIM-7F雷达制导中距导弹，击落叙利亚10多架飞机，占击落飞机总数的20%，初步形成了超视距空战的模式。[43]1991年海湾战争“沙漠风暴”行动中爆发了短暂但激烈的空战，美国空军和海军总共击落了41架伊拉克战机，其中38架是被空空导弹击落，AIM-7F击落了击落了25架，AIM-9L击落了13架。中距空空导弹的击落数量已经超过近距空空导弹。[44]1992年12月美国空军1架F-16C 在伊拉克上空，在E-3A预警机的指挥下，在5.6公里外发射1枚AIM-120导弹（有说是2枚）击落了伊拉克的一架米格-25战机。这是AIM-120导弹的首次实战。[45][40]1993年1月17日，一架F-16用1 枚 AIM-120 导弹击落了伊拉克的一架米格-29战机。[45]1994 年2月28日，美国空军的一架 F-16C用AIM-120 击落了塞尔维亚空军的一架海鸥飞机。[46]1999年3月科索沃战争期间，荷兰的一架F-16AM用AIM-120击落塞尔维亚的一架米格-29飞机，美国的F-15C发射AIM-120击落塞尔维亚的两架米格-29飞机。[46]2008年8月，兰德公司统计AIM-120导弹从海湾战争到科索沃战争期间，总共发射17枚，命中10枚，命中率为 59% 。其中超视距发射13枚，命中6枚，命中率为 46% 。[45]
美国
美军第一代典型空空导弹型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注AIM-41.97米50公斤163毫米508毫米9公斤高能炸药8公里2.8马赫半主动雷达制导尾追世界最早服役的空空导弹AIM-4B2.02米59公斤163毫米508毫米9公斤高能炸药破片式9.7公里3马赫被动红外制导尾追-AIM-4D2.02米61公斤163毫米508毫米9公斤高能炸药破片式9.7公里4马赫被动红外制导全向美军第一种全向空战格斗导弹AIM-9B2.84米75公斤127毫米609毫米11.4公斤高能炸药破片式11公里2马赫被动红外制导尾追世界第一种被动式红外制导空空导弹。AIM-9B是第一个大量生产型号AIM-7A3.8米148公斤203.2毫米700毫米-8公里2.8马赫惯性+雷达驾束尾追对付速度大于1马赫的轰炸机AIM-47A3.2米363公斤335毫米838毫米高能炸药或者核弹头213公里6马赫半主动雷达中段制导+被动红外末制导全向-美军第二代典型空空导弹AIM-9F2.91米75.8公斤127毫米609毫米破片3.7公里-被动红外制导尾追采用二氧化碳制冷硫化铅探测器AIM-7E3.65米204公斤203.2毫米1010毫米29.5公斤，连续杆式杀伤战斗部26公里3马赫半主动雷达波连续制导拦射+尾追低空作战能力差美军第三代典型空空导弹AIM -9L2.87米86.2公斤127毫米630毫米环形破片18.53公里2.5马赫被动红外巡的-首次采用氩制冷锑化铟探测器，能有效跟踪目标发动机红外辐射AIM-7F3.66米227公斤203.2毫米1010毫米40公斤，连续杆式战斗部46.7公里（连续波半主动制导）61公里（脉冲多普勒半主动制导）2.5-3马赫脉冲多普勒兼连续波半主动雷达制导全向脉冲多普勒雷达提升低空性能和下视能力AIM-54C3.96米454公斤380毫米915毫米60公斤，连续杆式战斗部150公里5马赫初始段为预编程序，中段为半主动雷达制导，末端为脉冲多普勒主动制导--备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
美军现役第四代空空导弹型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注AIM -9X3.02米[48]85公斤[48]127毫米[48]152毫米（Block III型）[49]-9.4公斤[48]50公里（Block III型）[49]-凝视焦平面红外导引头[49]-采用推力矢量控制技术提高了导弹的机动性和离轴发射能力，还采用128X128像素的锑镉汞凝视焦平面红外导引头，灵敏度抗干扰能力提高[49]AIM-120C5/C73.65米[50]161.5公斤[50]178毫米[50]445毫米[50]20.5公斤高能破片[50]100公里[50]4马赫[50]惯性+无线电指令修正+主动雷达制导[50]--AIM-120D-----170公里[45]----备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]--
苏联/俄罗斯
苏联第一代典型空空导弹型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注AA-11.88米82公斤178毫米580毫米13公斤高能炸药破片式6公里2马赫雷达波束制导-苏联第一种空空导弹AA-22.8米75.3公斤127毫米530毫米高能炸药破片式10公里2.5马赫被动红外制导-仿制美国AIM-9B导弹，外形尺寸相似AA-5（中距型）5.48米400公斤315毫米480毫米高能炸药破片式40公里2.6马赫半主动雷达制导制导--苏联第二代典型空空导弹AA-82.15米（雷达制导型）2.0米（红外制导型）54公斤130毫米400毫米7公斤高能炸药破片式15公里（雷达制导型）8公里（红外制导型）-被动红外制导或J波段半主动雷达制导-导引头使用锑化铟探测器，尺寸质量最小的空空导弹之一AA-66.3米（雷达制导型）5.8米（红外制导型）500公斤300毫米-60-100公斤高能炸药破片式50公里（雷达制导型）22公里（红外制导型）2.2马赫被动红外制导或半主动雷达制导--苏联/俄罗斯第三代典型空空导弹AA-10D4.5米348公斤260毫米800毫米39公斤，连续杆式战斗部120公里-红外制导--AA-10A改进型4.78米350公斤260毫米800毫米39公斤，连续杆式战斗部130公里-无线电修正+主动雷达制导--AA-10F4.78米350公斤260毫米800毫米39公斤，连续杆式战斗部170公里-无线电修正+半主动雷达制导-反辐射空空导弹，攻击预警机AA-94.15米480公斤380毫米900毫米47公斤高能炸药破片式120公里3.5马赫自动驾驶仪+半主动雷达制导--AA-135.23米600公斤360毫米779毫米90公斤高能炸药破片式200公里-惯性+指令修正+主动雷达制导--RVV-BD（AA-13改进出口型号）4.060米[51]510公斤[51]380毫米[51]720毫米[51]60公斤高能炸药破片[51]200公里[51]6马赫[51]惯性+指令修正+主动雷达制导[51]--KS-1727400毫米[51]750公斤[51]510毫米（助推级）400毫米（巡航级）[51]750毫米[51]50公斤高能破片[51]400公里[51]-初始惯性制导+中段数据链修正+末端脉冲多普勒主动雷达制导[51]-采用两级固体发动机，从S-300V防空导弹发展而来[51]备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
俄罗斯现役第四代空空导弹型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注AA-11(M1型）2.9米105公斤170毫米510毫米8公斤杆式高能炸药30公里-红外制导-是世界上第一种将舵面和推力矢量结合的现役空空导弹AA-11(M2型）2.9米110公斤200毫米500毫米7.4公斤杆式高能炸药40公里-红外制导-离轴发射角可达90度，可向后攻击AA-123.6米175公斤200毫米350毫米高能炸药破片100公里4马赫惯性+无线电指令+主动雷达制导--备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
中国
中国空空导弹一览型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注霹雳-33.123米93.10公斤135毫米662毫米破片式12公里2.5马赫红外制导--霹雳-5B2.892米84.5公斤127毫米657毫米破片式16公里2.5马赫红外制导尾追-霹雳-92.90米115公斤157毫米800毫米高能炸药15公里----天剑-12.84米-127毫米609毫米-18公里2.5马赫被动红外制导-与美国AIM-9L非常相似天剑-23.6米190公斤203毫米750毫米高能炸药破片40公里4马赫主动雷达制导--备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
英国
英国空空导弹一览型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注闪光2.84米136公斤152毫米713毫米高能炸药4.8公里2马赫雷达波束制导尾追-火光3.19米136公斤222毫米750毫米高能炸药8公里2马赫红外制导尾追英国第一种红外制导空空弹红头3.27米150公斤222毫米910毫米连续杆型 12公里3马赫红外制导-第二代红外制导空空弹天空闪光3.6米193公斤203.2毫米1.02米30公斤链条式杀伤战斗部40公里4马赫连续波半主动雷达制导全向在美国AIM-7E基础上研制，第三代中距制导空空弹ASRAAM（AIM-132）2.9米[52]88公斤[52]166毫米[52]--25公里[52]-128X128像素的锑化铟凝视焦平面红外导引头[53]-现役第四代近距空空导弹备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
法国
法国空空导弹一览型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注R5303.25米195公斤260毫米1.1米连续杆和破片战斗部18公里3马赫被动红外或半主动雷达制导（可互换导引头）全向-超530F3.54米250公斤263毫米900毫米破片杀伤19公里5马赫半主动雷达制导全向-“魔术”R5502.75米90公斤157毫米660毫米高能炸药10公里3马赫红外制导-第三代红外空空导弹魔术22.75米90公斤157毫米660毫米高能炸药10公里3马赫红外制导-采用了多元红外导引头，灵敏度提高西北风ATAM1.8米17公斤90毫米-高能炸药破片6公里2.5马赫红外制导-直升机携带超530D3.8米265公斤263毫米875毫米破片式40公里4马赫脉冲多普勒半主动雷达制导全向第三代雷达制导空空导弹米卡3.1米110公斤170毫米610毫米高能炸药破片55公里（雷达型）-主动雷达制导或红外制导（导引头可互换）-第四代现役空空导弹备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
以色列
以色列空空导弹一览型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注谢里夫-22.47米93公斤160毫米520毫米预制破片5公里-被动红外制导-以色列最早的空空导弹怪蛇-33.0米120公斤160毫米560毫米高能炸药破片15公里3.5马赫全方位双色被动红外制导--怪蛇-43.0米106公斤160毫米500毫米定向战斗部15公里-全方位双色被动红外制导全向第四代现役空空弹备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
日本
日本空空导弹一览型号弹长弹重弹径翼展战斗部射程速度制导方式攻击方式备注AAM-12.5米76公斤127毫米-破片式5公里-红外制导尾追日本第一代红外空空导弹AAM-2---------采用锑化铟红外制导导引头，由于美国出售AIM-9J导弹，没有大规模生产AAM-32.6米70公斤240毫米-破片式7公里3.5马赫全方位被动红外制导-试图打破美国武器的垄断AAM-43.68米228公斤203毫米-破片式100公里3马赫主动雷达制导-现役第四代雷达制导空空弹AAM-52.86米[54]83.9公斤[54]126毫米[54]--20公里[54]-红外成像制导[54]-采用推力矢量控制[54]备注：此表数据除了注明的数据外，均来自《世界导弹大全》[47]
其他
参考资料 56
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- ASRAAM — MBDA公司网站
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