Luft-til-luft missil

En Astra MK-1 under flyvning
Tysk MiG-29 affyrer en AA-10 Alamo

Et luft-til-luft missil er et (normalt) styret missil , der bruges som et våben i luftkamp . Navnet siger, at det fyres i luften for at ramme mål i luften.

I forgrunden: MBDA Meteor , det første luft-til-luft missil, der blev udviklet gennem samarbejde mellem flere EU-lande (Frankrig, Tyskland, Italien, Storbritannien og Spanien)

Internationalt bruges ofte det engelske udtryk Air-to-Air Missile ( AAM ) eller Air-launch (A) Intercept-antenne (I) Guided Missile (M) ( AIM ).

Tilsvarende modstykker er overflade-til-luft missiler og luft-til-overflade missiler , hvor jorden også inkluderer skibe.

historie

Første verdenskrig

Under den første verdenskrig brugte de allierede luftstyrker små ustyrede Le Prieur-missiler båret af biplaner for at forsvare sig mod tyske luftskibe . Den konventionelle bevæbning med flymaskiner med lille kaliber var relativt ineffektiv sammenlignet med zeppelinerne. Le Prieur-missiler var imidlertid meget unøjagtige og havde en kort rækkevidde. Da forbedrede kanoner og ammunition blev tilgængelige, blev de ikke længere brugt.

For at øge den farligt korte afstand, når man bruger maskingeværer til kun at skyde fjendens fly med 20 til 30 meter, fremstillede Rudolf Nebel selv luft-til-luft-missiler på den franske front i 1917. I sommeren 1917 skød Nebel fire selvfremstillede luft-til-luft-missiler fra sin kampfly ind i en britisk flyformation fra en afstand på ca. 100 meter (Rudolf Nebel: "En enorm afstand for forholdene på det tidspunkt"). Det ramte ikke, men piloten fra en engelsk biplan fik panik over hændelsen, landede straks og blev en tysk krigsfange. Otte dage senere skød Nebel for første gang et fjendtligt fly ned. En af hans luft-til-luft-missiler smadrede maskinens propel, som derefter styrtede ned på jorden.

En uge senere, på den næste mission, eksploderede to af de fire raketter, da de blev affyret på hans fly, en Albatros D III. Nebel formåede at foretage en nødlanding, hvor maskinen væltede og han fik forbrændinger. Efter hans tilbagevenden fra hospitalet blev han tildelt Iron Cross First Class for de to sejre i luften med sine luft-til-luft-missiler, og ved den efterfølgende fejring foreslog Nebels pilotkammerat Hermann Göring , at det nye våben blev kaldt Nebelwerfer . Samme aften blev Nebel forbudt at bruge våbenet, da det var for farligt for sine egne piloter, og nye våben var et anliggende for inspektionen af ​​luftvåbenet i Berlin. Tre uger senere blev Nebel kaldet til Berlin af luftvåbnets inspektør, oberst Siebert, for at forklare sin opfindelse for ham og en pyrotekniker. Intet andet resultat af Nebels luft-luft-missiler på den tyske side i Første Verdenskrig er kendt.

Anden Verdenskrig

Under den japansk-sovjetiske grænsekonflikt kort før 2. verdenskrig fløj nogle sovjetiske Polikarpow I-16- piloter med ikke-styrede "RS" -missiler fastgjort til fire affyringsskinner på hver side af vingen foruden maskingeværrustning . Dette var første gang, at et japansk Nakajima Ki-27- fly blev skudt ned den 20. august 1939 .

I begyndelsen af Anden Verdenskrig , den Reich Aviation ministeriet tildelt forskellige udviklingskontrakter for guidede luft-til-luft missiler. Efter brugen af ​​temmelig primitive våben begyndte arbejdet i 1943 på Henschel Hs 117 H, som var baseret på en overflade-til-luft-missil . Næsten på samme tid blev Ruhrstahl X-4 udviklet, hvilket klarede sig bedre. Begge udviklinger kom for sent til at blive brugt i kamp.

Det eneste luft-til-luft-missil, der blev brugt af den tyske side i 2. verdenskrig, var den ustyrede R4 / M "Orkan" . Ved slutningen af ​​krigen blev 12.000 af dem produceret.

De tidlige luft-til-luft-missiler indtil slutningen af ​​2. verdenskrig var ikke-styrede missiler, der blev affyret i salver. I 1950'erne og 1960'erne blev de ikke-styrede raketter suppleret og endelig erstattet af styrede luft-til-luft-missiler med nyudviklede infrarøde eller radarsøgningshoveder .

Klassifikation

I den vestlige verden er luft-til-luft-missiler næsten udelukkende kendt under deres engelske navne. Årsagerne hertil ligger i USAs banebrydende rolle og NATO-medlemskab i de andre vestlige lande. Luft-til-luft-missiler klassificeres efter deres operationelle rækkevidde.

K-5M (AA-1 Alkali) sovjetisk kort-række luft-til-luft missil monteret på en MiG-19

Kort og mellemlang træk

Visuelt område luft-til-luft missil (VRAAM)

Field-of-view luft-til-luft missil - dette internationalt anvendte engelske udtryk beskriver guidede missiler for mål, der skal angribes inden for visuel rækkevidde (for det meste med infrarød vejledning). Her skelnes der mellem:

Kort rækkevidde luft-til-luft missil (SRAAM)

Kort-række luft-til-luft missil - for korte til meget korte afstande, eller

Luft-til-luft-missil inden for visuelt område (WVRAAM)

Synsfelt luft-til-luft missil - almindeligt i mellemstore intervaller.

Avanceret kort-række luft-til-luft missil (ASRAAM)

Forbedret kort-række luft-til-luft missil - er et avanceret / forbedret kort-række luft-til-luft missil.

Avanceret middel-række luft-til-luft missil (AMRAAM)

Forbedret mellem-luft-til-luft-missil - er et avanceret / forbedret mellem-luft-til-luft-missil.

Langt træk

Beyond Visual Range Air-to-Air Missile (BVRAAM)

Out of View Air-to-Air Missile - er et missil, der har en rækkevidde ud over horisonten. Det er i stand til at bekæmpe mål, der er uden for pilotens synsfelt. Næsten uden undtagelse med radarstyring.

konstruktion

Den grundlæggende struktur for et luft-til-luft-missil består af et søgerhoved med et styresystem , sprænghovedet og drivenheden .

Søgende hoved

Elektronik til det infrarøde søgerhoved på en R3-raket ( AA-2 Atoll )
AIM-9 Sidewinder
AIM-120 AMRAAM'er er på USS Constellation på en F / A-18 Hornet monteret

Det er vigtigt for piloten at skelne mellem styringsorganer med yderligere vejledning efter affyringen og dem, der ikke kræver yderligere opmærksomhed fra piloten eller våbenkontrolcomputeren fra affyringsflyet (såkaldte ild-og-glem- styrede våben). En søgende hoved består af en eller flere sensorer (seekers) , sædvanligvis i spidsen af raketten, styringen (enten VPS eller PLC ), som omdanner sensoroplysninger til styrekommandoer, og styreflader , med hvilke flyveretningen af raketten er påvirket.

Fire forskellige typer af søgere bruges, hver med en anden missionsprofil:

  • Billedbehandling
Dette er en passiv søgemetode, hvor en billedsensor ( fokalplan-array hovedsagelig CCD eller CMOS ) reagerer optisk (synligt lys ) eller kvasi-optisk ( UV / infrarød ) på målets elektromagnetiske emissioner . Nyere søgehoveder er multispektrale for at øge interferensimmuniteten. Billedsøgere bruges for det meste i kortdistance missiler, fordi deres følsomhed og responstærskel og dermed deres rækkevidde er begrænset.
  • Semi-aktiv radar
En semi-aktiv målsøgningsmetode, hvor målet belyses af et radarsystem, der er uafhængigt af raketten, og rakets søgerhoved følger den radarstråling, der reflekteres fra målets overflade. Da skudflyets radar for det meste bruges til målbelysning, som tvinger det til at forblive i kampzonen og enormt øger dets sårbarhed , erstattes halvaktive søgere i nyere missiltyper i stigende grad med aktive. En særlig form er den såkaldte stråleridning , hvor raketten følger direkte radarens lap . Modtageren er bag på raketten. Denne metode garanterer høj modstand mod interferens, men har de samme ulemper som den normale semi-aktive kontrol
  • Aktiv radar
En aktiv søger med radarsenderen og modtageren i missilet.
  • Passiv radar
En passiv søger, hvor missilet tager sigte på målflyets emissionskilder.

I moderne luft-til-luft-missiler kombineres flere søgere ofte i et søgende hoved for at øge interferensimmuniteten og reducere fjendens advarselstid på forhånd. Mellem- og langtrækkende missiler har også inertiale navigationssystemer eller satellitnavigation , som gør det muligt at dække store dele af flyruten til målet uden emissioner og med høj modstand mod elektroniske modforanstaltninger fra fjendens side. Den aktive søger aktiveres kun i fjendens umiddelbare nærhed. På denne måde kan passive billeddannende også anvendes i langdistance missiler.

Næsten alle luft-til-luft missiler har en eller anden form for dataforbindelse til startflyet, i det mindste simplex som nødstopkontakt, men undertiden også duplex for at udføre en målopgave, efter at våbenet er blevet lanceret ( lock-on after launch , LOAL) eller for at ændre det.

Krigshoved

Sprænghovedet består af en eller flere detonatorer og en eksplosiv ladning . Enten nærhed eller impact detonatorer anvendes som detonatorer .

Missiler med en stødsikring indeholder normalt mindre mængder sprængstoffer og er derfor lettere. For at gøre dette skal de have rutevejledningssystemer af høj kvalitet. Skaden opstår derefter ved punktering af målet og punktlig ødelæggelse.

De fleste luft-til-luft-missiler bruger nærhedsbrændstof og eksplosivt fragment eller kontinuerlige stangladninger . Sprængningsfragmentladninger består af sprængstoffer indkapslet i fragmenterede metalskaller, så der efter eksplosionen dannes fragmentskyer. Den kontinuerlige stangladning består af en metalring foldet rundt om en eksplosiv ladning, der foldes ud med et lyn ved eksplosionseksplosionen og skærer gennem mål inden for dens diameter.

I dag bruges kun konventionelle sprænghoveder. Under den kolde krig havde USA AIR-2 Genie ikke- styret luft-til-luft missil med et 1,5 kT nukleart sprænghoved og AIM-26 Falcon styret luft-til-luft missil med et 0,25 kT nukleart sprænghoved . Begge våben var beregnet til destruktion af sovjetiske bombeflygrupper.

køre

De fleste luft-til-luft missiler drives af en raketmotor . De opnåede hastigheder er mellem Mach 2 og Mach 5 , afhængigt af typen af ​​drev, vægt og beregnet anvendelse (kort, mellemlang eller langtrækkende våben) . Et kendetegn ved nyere drev er det lave niveau af røg, der genereres, når de brændes. Dette gør det vanskeligere for piloten og sensorerne fra det målrettede fly at genkende missilet i god tid og at indlede modforanstaltninger. Følgende typer drev anvendes:

  • Massiv raketmotor
Fordelene ved fast stof ligger i den lette håndtering (opbevaring, montering) og brændstofets fremdrift, ulempen ved den dårlige styrbarhed af stødet , da det, når brændstofreaktionen er startet, ikke længere kan blive bremset eller endda stoppet. Massive raketmotorer bruges i luft-til-luft-styrede missiler i alle områder. En nylig udvikling inden for fast fremdrift er dobbeltimpulsmotorer. Forbrændingskammeret er opdelt i en forreste og en bageste del med en skillevæg. Under afbrænding af det første pulsdrivmiddel er det andet pulsdrivmiddel beskyttet mod de varme gasser og dermed mod for tidlig antændelse ved hjælp af en separeringsindretning. Når det forreste forbrændingskammer tændes, brister skillevæggen; hvis kun den bageste tændes, forbliver den intakt. De to dele kan således enten antændes efter hinanden med et vilkårligt valgbart tidsinterval eller på samme tid for at øge rækkevidden og hitfrekvensen. En stor fordel ved dette drevdesign er, at missilet opfører sig aerodynamisk identisk under funktionen af ​​det første og andet pulsdrivmiddel. Faste raketmotorer bruges i de fleste luft-til-luft missiler.
  • Flydende raketmotor
Flydende raketmotorer blev hovedsageligt brugt i de tidlige dage af udviklingen af ​​luft-til-luft-missiler, hvor faste fremdrivningssystemer endnu ikke var tilgængelige. De har fordelen ved bedre styrbarhed og ulempen ved en mere kompleks struktur. De anvendte brændstoffer kan også korrodere motoren. Denne teknik bruges ikke længere i dag. Et historisk eksempel er Ruhrstahl X-4 .
  • Ramjet
Ramjets er luftpustende jetmotorer, der kun fungerer ved supersoniske hastigheder. Derfor kræves en ekstra booster for at starte. Fordelen er den højere effektivitet , hvilket betyder mindre brændstofforbrug i modsætning til faste raketter, hvilket giver større rækkevidde eller lettere fremdrift. Der er heller ikke behov for at bære et oxidationsmiddel . En ramjet-motor bruges for eksempel i MBDA Meteor og en forbedret version af den russiske R-77 .

Ansøgning

begynde

En F-15C Eagle fra US Air Force fyrer en AIM-7 Sparrow fra

I tilfælde af luft-til-luft-styrede missiler specificeres det maksimale rækkevidde ofte. Imidlertid afhænger et våbens effektive rækkevidde af faktorer såsom startplatformens højde og hastighed samt målets flyveposition og retning. Den AA-12 Adder / R-77 har en række ~ 100 km. Disse oplysninger vedrører et mål i høj højde, der flyver front-mod mod det affyrende kampfly og forbliver uden advarsel indtil den endelige tilgang ( udtryk : slutspil) og opretholder sin kurs. I lave højder, og når målet kæmpes bagfra, reduceres den effektive rækkevidde med 75 til 80% til 20 til 25 km. Hvis målet er advaret, og det flyver undvigende manøvrer, reduceres rækkevidden igen. Følgende præstationsparametre bestemmer effektiviteten af ​​et luft-til-luft-missil:

  • En stang
Afstand fra lanceringsplatformen til målet, når missilet aktiverer søgeren og låser selve målet
  • F-pol
Afstand fra lanceringsplatformen til målet, når missilet ankommer til målet
  • Start succeszone
Målområde, hvor missilet har en høj hitfrekvens, hvis målet ikke er advaret
  • No-Escape Zone
Målområde, hvor missilet har en høj hitfrekvens , selvom målet er blevet advaret og tager modforanstaltninger som blusser , agner og undvigende manøvrer
  • Alt aspekt
Missilet kan låses fast på et mål fra enhver vinkel og ikke kun bagfra (kun relevant for infrarødstyrede våben).
  • Off-boresight
Beskriver evnen til at fange mål fra længdeaksen, dvs. søgerens panorering
  • Sporingshastighed
Hastighed, hvormed det søgende hoved kan bevæge sig

Afhængigt af de ovennævnte parametre og den valgte taktik affyres missilet. For eksempel, hvis et transportfly skal eskorteres, er det fornuftigt at skyde våbenet på den maksimale afstand fra Launch Success Zone . Hvis den angrebne person skifter kurs og vender sig om, savner den guidede missil målflyet, men modstanderens angreb på transportflyet forhindres eller vanskeliggøres. I hundekampe med mange modstandere er det fornuftigt kun at skyde missilet mod fjenden, når fjenden er inden for zonen uden flugt .

I tilfælde af våben af ​​mellemlang og lang rækkevidde modtager det styrede missil normalt den aktuelle position og forløb for målet fra luftfartsselskabsplatformen, når det starter. Navigationen i flyfasen finder derefter sted med et inerti-navigationssystem og et datalink til lanceringsplatformen. Dette datalink gør det muligt for lanceringsplatformens radar kontinuerligt at forsyne våbenets styresystem med nye måldata, så det kan optimere missilens bane for at opnå den størst mulige detekteringssandsynlighed, når det styrede missil aktiverer søgeren i målområdet. Dette er især vigtigt for missiler med lang rækkevidde, da inerti-navigationssystemet bliver mere og mere upræcist med stigende afstand, og målet har mere tid til at ændre kurs og dermed forhindre detektion af selve våbnet. Dog skal bærerplatformen vende sig mod missilet for at kunne sende dataene, så fordelen ved den højere præcision ikke kan bruges effektivt i nogle kampsituationer; datalinket kan også afbrydes ved at modsætte sig elektroniske modforanstaltninger .

Når du bruger våben, anvendes følgende NATO-kodeord:

  • Fox One
Lancering af et styret missil med et semi-aktivt radarsøgerhoved (eksempel: AIM-7 Sparrow )
  • Fox to
Lancering af et styret missil med et infrarødt søgerhoved (eksempel: AIM-9 Sidewinder )
  • Fox Three
Lancering af et styret missil med et aktivt radarsøgerhoved (eksempel: AIM-120 AMRAAM )
  • Brudt lås
Tab af søgerens kontakt med målet, når våbenet stadig er fastgjort til starteren, normalt i hundekampe med kortdistancevåben
  • Låst
Target blev aktiveret med indbygget radar
  • Pit bull
Guidet missil aktiverede målet med sin egen radar, kun muligt med våben med en aktiv radarsøger, kommer efter Fox Three
  • Gal hund
Missile har skiftet målet allerede fra starten af ​​sporet med sin egen radar, vil derefter tage Fox Three brugt

Modforanstaltninger

En Westland Lynx fyrede blusser fra

Det første skridt i at tage modforanstaltninger er at erkende, at en missil er blevet affyret på dit fly. Dette efterfølges af bestemmelsen af ​​retning og afstand samt en klassificering af raketten i infrarød (IR) eller radarstyret. Piloten til et moderne kampfly understøttes af den indbyggede computer, som også koordinerer flyets elektroniske modforanstaltninger .

Afhængig af klassificeringen af ​​styretøjet starter piloten de første modforanstaltninger ved at skubbe lokkefugle ud. For IR-missiler er disse såkaldte blusser , små magnesiumblusser , der viser stærk varmeudvikling og er beregnet til at afbøje missilets søgerhoved eller til at dække varmestrålingen fra flyet.

Radarstyrede missiler narre af nedkastning af agn , der danner små skyer af stykker metalfolie. Disse skyer afspejler radarstrålingen fra det søgende hoved (eller det angribende fly) bedre end det angrebne fly og er lettere ofre.

Imidlertid er moderne luftstyrede våben i stand til at identificere sådanne lokkefugle efter kort tid og kan kun afbøjes i kort tid. Udfordringen for den angrebne pilot er derfor at kombinere modforanstaltningerne med andre metoder, for eksempel med undvigende manøvrer. Fordelen ved raketten er samtidig dens ulempe: dens hastighed. På grund af det op til dobbelt så hurtige som det angrebne fly vil det miste målet fra søgeområdet, hvis det er blevet manøvreret. I modsætning til det angrebne fly er manøvredygtigheden af ​​det styrede missil ikke begrænset af menneskers G-tolerance. Mens manøvreringen af ​​dette er begrænset til 9 g , 9 gange accelerationen på grund af tyngdekraften , inden g- LOC opstår, kan luft-til-luft-missiler modstå op til 70 g . Den kraft er lineært afhængig af massen, kvadratisk på hastigheden af missilet og omvendt proportional med radius af fløjet kurve.

Hvis den angrebne pilot tvinger raketten ind i en tæt kurve, kan det styrede missil nå sin tolerancegrænse og ikke længere følge flyets bevægelse. Drejeradiusen bliver mindre og mindre fordelagtig for raketten, jo tættere den kommer på flyet. Timing er derfor en væsentlig faktor i modforanstaltninger.

En klassisk undvigende manøvre er tønderullen . Her bevæger flyet sig på en cirkulær sti omkring længdeaksen, hvor undersiden af ​​flyet altid peger udad. Den overlejrede bevægelse resulterer i en spiralsti. Hvis denne bevægelse kombineres med en hovedretning af bevægelsen, der tilspidses mod missilet i en spids vinkel, står missilstyringscomputeren over for en vanskelig opgave.

Liste over luft-til-luft-styrede missiler

ks = kort afstand; ms = mellemafstand; ls = lang afstand;

Forenede StaterForenede Stater Forenede Stater

Nuværende modeller:

Historiske modeller:

europæiske Unioneuropæiske Union europæiske Union

Nuværende modeller:

Historiske modeller:

RuslandRusland Rusland

Nuværende modeller:

Historiske modeller:

Folkerepublikken KinaFolkerepublikken Kina Folkerepublikken Kina

Nuværende modeller:

Historiske modeller:

IsraelIsrael Israel

Nuværende modeller:

Historiske modeller:

SydafrikaSydafrika Sydafrika

Nuværende modeller:

Historiske modeller:

Andre stater

Individuelle beviser

  1. ↑ Rudolf Nebel: Tåberne til Tegel. Droste Verlag, Düsseldorf 1972, ISBN 3-7700-0314-4 , s. 36-39.

litteratur

  • Jeremy Flack: NATOs luftstyrker styrede og droppede våben. Motorbuch Verlag, ISBN 3-613-02525-6 .