关于战机靠机动躲避正面来袭导弹的可行性探讨

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 00:32:44
我最近发了一个关于《六代机的标志性特征将是4A》的主题,提到了六代机的最重要特征将是全效防御能力。
主题讨论中有回复提到靠现在战机机动躲避导弹的成功案例将是小概率事件,正常情况下将被击落。
对于这个观点,我一直在思考,不敢苟同。
对于尾随方式攻击的导弹似乎很难靠自身机动摆脱。但是对于迎面来袭的导弹,靠战机的最高8-9G的机动,真的躲不开高G数的导弹吗?
设想一下,对于越来越智能化的机载计算机系统和探测系统来说,是否可以将这个躲避导弹的机动动作交给计算机,靠精确的计算,在最恰当的距离上启动战机的侧向机动。此时,正面来袭导弹拦截需要的机动最高G数恐怕不是靠20G甚至40G就能拦截成功的吧?
退一步说,如果此时加入前向发射诱导干扰弹,在战机和导弹之间形成一个有一定面积的箔条面阵,在较近的距离上在干扰阵后方突然大角度侧向机动。整个过程的距离或时机节点全部由计算机系统控制,再高G数的导弹也是望尘莫及的。这个过程类似于西班牙斗牛,红布一扬,近距离的一个侧身,留出牛角划伤的距离(破片爆炸杀伤)就躲过去了。
因此,我就是依据这个想法确定六代机将是以“全效防御"为主要特征的下一代战机,最后的战机PK将大多数以狗斗的方式决定胜负。
缺乏理论依据,因此算是一个不成熟的思路吧,欢迎参与讨论!我最近发了一个关于《六代机的标志性特征将是4A》的主题,提到了六代机的最重要特征将是全效防御能力。
主题讨论中有回复提到靠现在战机机动躲避导弹的成功案例将是小概率事件,正常情况下将被击落。
对于这个观点,我一直在思考,不敢苟同。
对于尾随方式攻击的导弹似乎很难靠自身机动摆脱。但是对于迎面来袭的导弹,靠战机的最高8-9G的机动,真的躲不开高G数的导弹吗?
设想一下,对于越来越智能化的机载计算机系统和探测系统来说,是否可以将这个躲避导弹的机动动作交给计算机,靠精确的计算,在最恰当的距离上启动战机的侧向机动。此时,正面来袭导弹拦截需要的机动最高G数恐怕不是靠20G甚至40G就能拦截成功的吧?
退一步说,如果此时加入前向发射诱导干扰弹,在战机和导弹之间形成一个有一定面积的箔条面阵,在较近的距离上在干扰阵后方突然大角度侧向机动。整个过程的距离或时机节点全部由计算机系统控制,再高G数的导弹也是望尘莫及的。这个过程类似于西班牙斗牛,红布一扬,近距离的一个侧身,留出牛角划伤的距离(破片爆炸杀伤)就躲过去了。
因此,我就是依据这个想法确定六代机将是以“全效防御"为主要特征的下一代战机,最后的战机PK将大多数以狗斗的方式决定胜负。
缺乏理论依据,因此算是一个不成熟的思路吧,欢迎参与讨论!
关键是你能不能躲出导弹的视场吧,已经不是和导弹比机动性的时代了
关键是你能不能躲出导弹的视场吧,已经不是和导弹比机动性的时代了
就是要挑战一下传统
机动躲避导弹的核心是,机弹之间的角速度差达到尽可能的大(近炸引信作用范围不考虑)
转载很久之前当头一砖的一段文字:

这是导弹至上论者的天下啊,可惜没有人能够正确看待导弹机动性和飞机机动性的关系,或者是不愿意提示这个关系把。对于这种伪科学论调,要坚决地将冷水泼到透心凉

近距空空导弹的速度一般都不快,大部分自增速只有700-750m/s,叠加飞机的速度可能会达到m3.5,但仅此而已,不会再快了。近距导弹的头部造型波阻很大,很难飞上马赫4,其实就是马赫3以上也很难的,持续时间很短,一旦持续时间长了,比如10秒,头罩玻璃会因驻点温度过热而形成视盲,让导引头失效。对于导弹的机动性,要分清楚导弹弹体承受多少g过载和能达到多少g过载。一般最大承受过载能力主要是导弹的物理极限,也就是说导弹在工作包线内有可能达到这一点,并不是说导弹在什么情况下都能达到这么大的载荷。导弹的最大载荷以r73为例,是选用飞机速度马赫2.34时发射导弹,以15度下射达到最大空速时在导弹舵面和tvc联合形成的最大速率转弯时达到的(实际这种状态下也才48g)。

导弹的过载和飞机并没有特别直接的关系,举例来说,两飞机迎头飞行,速度均为300m/s,相距5km,目标机在10点半方向,离轴角30度,发射r73,导弹极速900m/s,均速700m/s,飞行轨迹是一个渐进半径的螺旋线,由导弹的制导率(比例法)可以得出导弹的最大过载大约38g左右,可以命中,这个例子中目标飞机没有做任何的机动,但导弹达到了38g的过载才击中目标,如果将目标速度提高到1.5马赫,则导弹机动过载达到50g以上,命中概率非常小了,速度再快一点,2马赫,基本没有命中的可能。这个例子中飞机没有做任何过载的机动,导弹过载60g也照样存在不能命中的时候,所以,那些认为导弹机动性远大于飞机,飞机机动性就没有必要追求的人可以歇菜了,好好思考一下为什么飞机不需要机动就能让导弹超载。
楼主可以试试看建一个简单模型看看战机要做多大程度的机动才能超出导弹的转弯率吗?

比如假设战机极限10g的转弯机动能力(暂不考虑加/减速),选择最有利的战机速度(v/r = a),导弹M3接近,假设导弹转弯率(查数据)。

有数据的话我们可以更详细的讨论,不过我对战机规避的成功率不乐观,在远距离靠机动消耗导弹能量倒是可以的。

我也认为“全效防御"将是未来的方向,可是更倾向于各种硬杀伤手段比如用红外格斗弹/激光之类的拦截手段。
bigair 发表于 2014-5-12 18:37
就是要挑战一下传统
近炸引信表示no zuo no die
近炸引信表示no zuo no die
这是什么文字含义?
电子干扰更靠谱,除非刚好是空空导弹的最远射程。


不一定要大g机动,但是机动对躲开导弹肯定是有用的
bigair 发表于 2014-5-13 00:15
这是什么文字含义?
no zuo no die=不作不死
楼主可以试试看建一个简单模型看看战机要做多大程度的机动才能超出导弹的转弯率吗?

比如假设战机极限10 ...
重点是导弹对从飞机机动躲避动作开始到识别轨迹作出追踪机动动作的延迟时间。这个数据我没有啊。理论上这个数据为零是不可能躲避的。我这个主题依靠的就是这个时间差,来达到擦肩而过的目的。
bigair 发表于 2014-5-13 08:52
重点是导弹对从飞机机动躲避动作开始到识别轨迹作出追踪机动动作的延迟时间。这个数据我没有啊。理论上这 ...
具体的数据我也不知道,这样想吧:导弹传感器不管是红外的还是雷达的,得到敌机角度方位是没有时延的,然后根据简单的线性预测算出修正角度并控制舵机也是极小的时延。

我可能理解错你的意思?你是想在近距离让战机和导弹比转弯率还是想依靠导弹识别延时?像楼上说的一样,如果战机相对导弹的角速率大于导弹的转弯率就能逃过,可是这很难就是了。
“如果此时加入前向发射诱导干扰弹,在战机和导弹之间形成一个有一定面积的箔条面阵”

lz这个言论可以说很新鲜,看得我虎躯一震,但是不可能有飞机这样做吧?等于让攻击用的导弹数量减少,而且是导弹打导弹,有这个技术不如直接攻击载机了
allen-neo 发表于 2014-5-13 10:09
“如果此时加入前向发射诱导干扰弹,在战机和导弹之间形成一个有一定面积的箔条面阵”

lz这个言论可以说 ...
多一个保命手段总是好的,可不可行是另一回事。

比如双方都中距栏射,你的格斗蛋把人家的中距蛋拦下来了这就已经赚了。
我觉得完全靠机动的话对人来说压力太大了吧,毕竟不是每个飞行员都受得了9G的过载的。F-18上用的一个主动拖曳式诱饵配合自身低可探测性,我觉得是未来反导弹的方向
enroger 发表于 2014-5-13 10:22
多一个保命手段总是好的,可不可行是另一回事。

比如双方都中距栏射,你的格斗蛋把人家的中距蛋拦下来 ...
你这话,都不可行的东西怎么能作为保命手段?照你这么说星际争霸里的全身防弹护甲是一个保命手段,只是目前技术下不可行,这不是架空吗
allen-neo 发表于 2014-5-13 10:09
“如果此时加入前向发射诱导干扰弹,在战机和导弹之间形成一个有一定面积的箔条面阵”

lz这个言论可以说 ...
诱导干扰弹成本和重量都远小于攻击导弹。
比如一只中距弹的重量和体积或许可以携带10只甚至100只干扰弹。我是瞎猜的。
打个比方,鞭炮里面有一种叫魔术弹的东西,很便宜很细小的东西,却可以发出30-50只小曳光弹。
躲避导弹的机动动作交给计算机,让计算机算什么,你通过什么手段给你的计算机提供导弹对飞机准确的相对位置,计算机只是个计算工具,有输入才会有输出。

enroger 发表于 2014-5-13 10:07
具体的数据我也不知道,这样想吧:导弹传感器不管是红外的还是雷达的,得到敌机角度方位是没有时延的,然 ...


是的,我的意思就是靠识别、追踪、动作执行的延迟。
延迟是客观存在的。只是这种很小的延迟量对于尾随攻击来说相对速度较小,且同向,几乎可以忽略。可以看做无延迟。
而对于相对而行的情况,相对速度是两者相加的超高速,很小的延迟会被放大而创造擦肩而过的机会。
加上干扰弹的作用,会大大提高成功率。
enroger 发表于 2014-5-13 10:07
具体的数据我也不知道,这样想吧:导弹传感器不管是红外的还是雷达的,得到敌机角度方位是没有时延的,然 ...


是的,我的意思就是靠识别、追踪、动作执行的延迟。
延迟是客观存在的。只是这种很小的延迟量对于尾随攻击来说相对速度较小,且同向,几乎可以忽略。可以看做无延迟。
而对于相对而行的情况,相对速度是两者相加的超高速,很小的延迟会被放大而创造擦肩而过的机会。
加上干扰弹的作用,会大大提高成功率。
beevies 发表于 2014-5-13 11:28
躲避导弹的机动动作交给计算机,让计算机算什么,你通过什么手段给你的计算机提供导弹对飞机准确的相对位置 ...
我说的是计算机,不是计算器
allen-neo 发表于 2014-5-13 10:46
你这话,都不可行的东西怎么能作为保命手段?照你这么说星际争霸里的全身防弹护甲是一个保命手段,只是目 ...
我这回复是针对你的“不值得部署拦截弹”的说法提的,就是说如果可行则值得。

另外你说不可行的依据是什么?多少年内不可行还是永远都不可行?CUDA已经做到动能撞击杀伤了,如果加上破片战斗部和近炸引信的话精度是足够拦截中距弹了吧?4代机的EODAS能不能发现10公里外固推关机气动发热的中距弹呢~这是可以的吧?那么发现和跟踪没问题吧?红外格斗弹能不能在EODAS引导下靠近然后用自身传感器跟踪中距弹?这理论上没什么问题吧?

这些技术都是在15年内可以期望出现的,问题是和激光硬拦截比哪个先成熟而已,用发展的眼光看问题。
bigair 发表于 2014-5-13 11:32
是的,我的意思就是靠识别、追踪、动作执行的延迟。
延迟是客观存在的。只是这种很小的延迟量对于尾随攻 ...
好吧,我只是根据个人感觉导弹做反应的几十微秒时延相对战机改变机动要花的以秒计算的时间相比不能改变大局而已。

我倒是觉得类似你说的干扰弹一类的主动防御是有前景的,特别是对于大型机动能力弱的高价值飞行器而言。
实际上相对飞行才有机会规避,因为相对速度大。有人放过规避响尾蛇的模拟软件。相对飞行时基本一躲一个准。被尾追根本没机会。
bigair 发表于 2014-5-13 11:23
诱导干扰弹成本和重量都远小于攻击导弹。
比如一只中距弹的重量和体积或许可以携带10只甚至100只干扰弹 ...
不可能的,你拦截的前提是发现,发现的时候对方的导弹已经飞了一会儿了,这期间你也在往前飞,发射拦截弹后你还在往前飞,拦截弹必须在很远的地方拦截,还要通过高G动作才能把箔条雾撒在来袭导弹的前方,这样看来,拦截弹体积不能比攻击弹小,还要求更高的机动性,所以我才说lz逆天。
你说的干扰弹不是lz帖子里拦截弹的意义,那个就是一个空爆礼花
enroger 发表于 2014-5-13 11:56
我这回复是针对你的“不值得部署拦截弹”的说法提的,就是说如果可行则值得。

另外你说不可行的依据是 ...
激光拦截有门,拦截弹没门,设想一下,一架带4枚中距弹算满载,一架带四枚拦截弹,结果就算拦截成功率一对一,这对制空权也没有帮助啊,两架飞机打完所有导弹,傻兮兮的返航了……
no zuo no die why you try。就算F22被萨姆2盯上也得赶紧逃
关键是能量问题。
不可逃逸去外,直接掉头高速低飞即可。。。
allen-neo 发表于 2014-5-13 12:41
激光拦截有门,拦截弹没门,设想一下,一架带4枚中距弹算满载,一架带四枚拦截弹,结果就算拦截成功率一 ...
激光能上的话当然是激光最好,拦截弹可以想成一种过渡技术。说的是给近程格斗弹加上拦截中距弹的能力,不占用武器挂载,空优配置本来就要挂两枚格斗弹不是?中距栏射除了干扰+玩儿命的逃以外多了一层保护不好吗?

另外大型高价值飞机如预警机一类的也值得花一点重量安装这类系统,风险乘以价值远远大于成本的一个好例子。

当然激光一出来就不用讲了。

这话题就此打住了,LZ想讨论的是机动脱离的可能,我们就不要歪楼了。你有兴趣的话可以开新帖讨论。
enroger 发表于 2014-5-13 13:06
激光能上的话当然是激光最好,拦截弹可以想成一种过渡技术。说的是给近程格斗弹加上拦截中距弹的能力,不 ...
拦截弹是lz提出来的,事实上是有价值的思路,只不过价值体现在“拦截”二字而不是“弹”
机动脱离的话题其实5楼已经讲得很清楚了,说到底无非就是一个不可逃逸区的问题,这个区随着导弹速度和视场的提升而变大,又随着目标机电子干扰能力和加速能力的影响而变小,宏观说完了就是说技术层面了。
enroger 发表于 2014-5-13 12:02
好吧,我只是根据个人感觉导弹做反应的几十微秒时延相对战机改变机动要花的以秒计算的时间相比不能改变大 ...
导弹做反应绝不止几十微秒时延。
试想一下就算导弹的计算机计算处理和发出动作指令的时间延迟为零(实际也不会为零),这个延迟也会包含飞机作出躲闪动作后导引头探测时间和指令给舵面的执行做动时间。这两个时间是确实的,不可忽略。
导引头探测时间至少包含第一次探测(飞机机动始点)和第二次探测(飞机机动中)两次探测的时间间隔,究竟是多少数值跟导引头的探测手段和算法有关,但是假使用同样的算法,也是间隔时间越长精度越高越准确。飞机在第二次探测后还会继续加大机动量,因此递推,导弹的导引头最终(阶段性)决定机动追踪轨迹将是飞机做完阶段性机动才能得到的。
而导弹指令给舵面的执行做动时间也是存在的。按航模舵机的动作时间来对比,一般的全舵执行时间在0.15-0.25秒之间。更短的执行时间会造成舵面的震颤导致解体。我不清楚超音速导弹的舵面执行时间有多长,可以肯定会应用最尖端的科技手段来缩短这个执行时间。但是一定是在同一个数量级下的最小值,姑且按0.1秒来算。
0.1秒是什么概念?假使所有时延都为零,对于相对飞行的导弹和飞机来说,假使飞机按1马赫导弹2马赫,相对速度达到3马赫。延迟0.1秒,导弹就会在飞机机动后要直线飞出100米才能有启动反应。
allen-neo 发表于 2014-5-13 13:11
拦截弹是lz提出来的,事实上是有价值的思路,只不过价值体现在“拦截”二字而不是“弹”
机动脱离的话题 ...
是啊,LZ说的是专门的干扰弹,我说的是给格斗弹加上拦截功能,不一样。
bigair 发表于 2014-5-13 13:18
导弹做反应绝不止几十微秒时延。
试想一下就算导弹的计算机计算处理和发出动作指令的时间延迟为零(实际 ...
有点意思了。

那我们再仔细算算,0.1秒时间内飞机以10g的加速度横移的话,相对导弹本来预测的位置相差了多少?10/2×0.1^2m = 0.05m,这样看又发现导弹尽管向原来的方向飞了100米其实只是偏差了0.05米

另外导弹是连续跟踪和预测的(雷达刷新率/红外成像刷新率),不会说等飞机做完阶段性机动才计算,应该说导弹没有那么聪明懂得什么是阶段。跟踪算法可以很复杂,我们外行就先挑个最简单的线性预测吧,另外可以像你说那样给导弹响应加个0.1秒滞后。
靠机动正面躲避导弹米格25干过,距离和速度是关键,要有足够的距离和速度。
直接计算是这个结果。
可是如果偏角加大就要算上飞机和导弹的相对速度的因素。特别是我提到的前向干扰弹如果可行,会在干扰幕内作出预机动偏角,出了干扰幕的0.1秒就不是0.05米了,也许是100米甚至300米。如果机载计算机算出恰当的时机射出干扰弹,使飞机能在导弹较接近干扰幕时飞出幕的屏蔽区,0.1秒就会轻松摆脱导弹攻击了。
bigair 发表于 2014-5-13 14:00
直接计算是这个结果。
可是如果偏角加大就要算上飞机和导弹的相对速度的因素。特别是我提到的前向干扰弹如 ...
是的,而且我们的计算也过于简单,距离大的话提前量也大,可能的偏差也跟着大,反而是距离越小偏差才小。另外刚发现算错了,是100/2×0.1^2 = 0.5m

你想想看能不能更贴近实况的模拟/计算?

另外你的干扰弹射程大概多远?
按我的思路,就是在导弹快接近飞机时射出,比如在相距6公里时以M2射出,各飞行3秒后在飞机前方1公里导弹前方2公里炸开形成屏蔽幕。飞机此时机动2-3秒(粗略计算)后斜向飞出幕墙,此时导弹也接近幕墙相距1公里以内(500-700米)。此时导弹加上延迟高G机动已经来不仅追踪了。
以上时机全部由机载计算机精确计算实施,连飞机机动动作也全部有计算机完成。
呵呵,纯想象!
bigair 发表于 2014-5-13 14:29
按我的思路,就是在导弹快接近飞机时射出,比如在相距6公里时以M2射出,各飞行3秒后在飞机前方1公里导弹前 ...
了解~这样对屏障幕的大小有点要求。

就看飞机能不能在这段时间内飞出导弹视场了,一般中距弹视场5-6度左右,一公里距离的话范围100米左右。3秒10g的话,偏差最大100/2×3^2=450m,这样算是有机会成功的。不过屏障幕重量之类的细节问题还是有可能杀死它。

支持想象!最好能配合小心求证就是了~
还是用激光比较好。。。


3秒10g的话,偏差没那么大吧?最大10/2×3^2=45m。
但是这个是偏离航线的法向偏移,没有考虑飞机的M1速度的切向偏离量。
另外,偏移量也不可太大,会提前跑出屏蔽幕被导弹捕获。
出了屏蔽区,不敢奢求跑出导引头捕捉角。但是3M的相对速度,寄希望导弹机动似乎来不及机动追踪。具体计算复杂些,缺失的数据太多还是算了吧。
只是讲的这个思路。说的直白些,还是以西班牙斗牛的思路扬一块红布之后自己提前移位躲避。

3秒10g的话,偏差没那么大吧?最大10/2×3^2=45m。
但是这个是偏离航线的法向偏移,没有考虑飞机的M1速度的切向偏离量。
另外,偏移量也不可太大,会提前跑出屏蔽幕被导弹捕获。
出了屏蔽区,不敢奢求跑出导引头捕捉角。但是3M的相对速度,寄希望导弹机动似乎来不及机动追踪。具体计算复杂些,缺失的数据太多还是算了吧。
只是讲的这个思路。说的直白些,还是以西班牙斗牛的思路扬一块红布之后自己提前移位躲避。