霹雳-8是我国在上世纪80年代通过引进以色列拉斐尔“怪蛇”-3空空导弹的技术,自行生产的一种具有高机动性(40g过载)、大离轴角(20度)、全向攻击能力的红外制导近距空空导弹。

  霹雳-8在性能上相当于美国的AIM-9L“响尾蛇”空空导弹,在1988年服役后就迅速成为我国空军和海航的重要空战武器。由于霹雳-8采用大弹翼设计来提高机动性,所以翼展达到了0.86米,超过“响尾蛇”系列的0.63厘米和R-73的0.51米。为此我国的歼-11B和歼-15战斗机为了在翼尖挂载霹雳-8,不得不采用怪异的梯形挂架来增加弹翼与机翼下表面的间隙。

  和“响尾蛇”一样,霹雳-8也在尾部弹翼的末端安装了4个陀螺舵。在地面时,这4个陀螺舵在重力作用下呈下偏姿态,一旦飞机升空,陀螺舵则在迎面气流的吹动下进入高速旋转状态,抬起到顺气流姿态。这个不起眼的陀螺舵对霹雳-8能否打准至关重要。

  传统红外制导空空导弹的引导头大都采用调制盘结构,也就是红外传感器是相对不动的,依靠旋转的调制盘来感测导弹与目标之间的相对运动,因此要求弹体在飞行中不能自旋,但由于不可避免的制造公差,空空导弹各弹翼之间的重量和产生的升力肯定会有差异,导致导弹在发射后会不可避免地绕着纵轴旋转,这种自旋会造成寻的元器件无法准确追踪目标,进而使导弹脱靶。

  为了遏制自旋,传统做法是在弹体内增加陀螺和控制电路,在感测到自旋时控制舵面偏转进行遏制。但对于内部空间紧张的近距空空导弹来说,早期陀螺和控制电路体积过于庞大,实在无福消受。科学家于是又为近距空空导弹发明了一个新装置,在每片弹翼后缘都安装了一个横滚稳定陀螺舵。陀螺舵由壳体、转子、转轴和舵轴四个部分组成,其转子上可有锯齿,在气流吹动下可达每分钟10000转转速。在转子高速旋转的同时,陀螺舵本身也能绕着舵轴旋转。

  当空空导弹发生自旋时,陀螺舵在转子的陀螺效应下会向自旋相反方向偏转,产生相反的滚转力矩,遏制导弹的滚转。美军曾在1955年对进行了一系列试验,通过安装陀螺舵,使尺寸接近“响尾蛇”、飞行速度在0.9-2.3马赫之间的实验弹把滚转角速度控制在每秒钟1弧度以内,保证了引导头的攻击精度。就这样,一个简单的机械装置就达到了与复杂的控制系统相同的效果。

  响尾蛇的陀螺舵

  不过随着红外成像技术的发展以及控制电路的微型化,我国PL-10E新一代近距空空导弹已经抛弃了陀螺舵设计,依靠低阻小翼展弹翼和推力矢量进一步提高射程、机动性和全向攻击能力。

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