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美国空军正在致力于基于下一代空中优势(NGAD)项目，开发先进的新型有人/无人飞机、新型武器、传感器、网络和战斗管理能力等，并期望所有这些系统最终能够在一个协作生态系统中协同工作，在与中国或俄罗斯等势均力敌对手的对抗中获取优势。其中就包括探索一种新型武器概念，即利用采用铰接式机头的空对空导弹，提升拦截快速移动目标或更远距离威胁的可能性，进而为现有战斗机以及基于NGAD项目开发的第六代隐身喷气式飞机等未来战斗机提供一种应对高机动目标威胁的新方法。 一、设计理念 美军认为，未来需要应对日益增多的更具机动性的潜在空中威胁，包括先进的战斗机、无人机和导弹。如，无人驾驶平台不受有人机驾驶员的身体限制，有可能进行十分极端的机动，或者有些空中威胁可能会以高超声速飞行，同时还会机动，这些均有可能会降低现有导弹系统对付机动威胁的效率。由此对导弹弹道改变能力和提高机动性提出了更高需求。 因此，美国空军研究实验室(AFRL)提出了“通过铰接鼻技术进行导弹实用改造”(MUTANT)项目，并利用了过去六年来在相关技术方面所做的工作，其核心概念则利用了可追溯到1950年代的相关研究和实验。
具有铰接式机头部分的导弹概念图 对于传统的空空导弹而言，若打击目标开始远离其制导系统所计算出的拦截点，整个导弹必须改变航向，方能提升打击概率。而就MUTANT项目而言，美国空军的设计理念在于在导弹主体的前部增加一个保形部分——铰接式机头，更好地将武器弹头的力量集中在目标，允许整个前端远离中心轴进行铰接，通过导弹前部的物理移动达到更符合威胁的实际位置来实现“航向修正”。 简言之，美国空军正在探索为导弹装配一个可以扭转的铰接式机头，以帮助导弹改变方向，确保导弹导引头锁定目标，并最终击落快速移动的目标。 二、关键技术 MUTANT项目的关键技术在于通过控制驱动系统(CAS)与铰链结构等，实现导弹前端的高速旋转。 (1)控制驱动系统技术 在有限重量的情况下拥有更大的射程、机动性和敏捷性的导弹，方能更为有效地应对敌方目标。而性能优异的CAS能够使导弹具有更优的射程、机动性和敏捷性，进而能够更有效地接近与杀伤高机动目标。 因此，AFRL正基于MUTANT项目改变控制驱动系统对导弹性能影响的传统认知，开发了一种由紧凑型电磁马达、轴承、齿轮和结构组成的电子控制驱动系统，精心的设计允许将组件布线通过圆形通道进入飞机机体。 并且采用了与传统导弹不同的设计方法，仅以尾翼作为控制面，通过在导弹体前部加入一个保形部分来克服只采用尾翼的导弹设计会牺牲机动性和敏捷性来获得更大的射程这一限制，该保形部分允许整个前端远离中心轴进行铰接。 作为保形表面，气动阻力不会在中段受到影响，在末端自导引中，导弹前体的大的表面积能够提供巨大的敏捷性，并适度提高了机动性。 (2)铰链结构技术 据AFRL披露，MUTANT的铰接部件与具有短距离和垂直起降能力的F-35B改型上使用的铰接式排气喷嘴相似。为了在空对空导弹中发挥作用，铰接结构必须能够承受高温，并且武器的整个前端还必须能够承受飞行中快速改变方向的影响。
MUTANT结构在不同速度下所承受的高温示图 为满足这些需求，AFRL正在研究一种包含填充有弹性体的金属内部骨架的复合蒙皮结构，保护驱动部件免受环境影响，同时保持更为平滑的外模线(OML)。未来这种结构有可能会适用于高超声速导弹，能够承受超过900℃的高温。 而基于MUTANT项目研发的变形武器技术将允许连续的OML变化，有助于为每个飞行阶段定制性能。 (3)测试火箭滑车技术 现阶段的公开资料显示，MUTANT项目正在将相关技术用于改进型“地狱火”导弹，但AFRL尚未在空中发射过任何此类东西。
测试前和测试期间火箭滑车上改进型“地狱火”导弹的合成图像 因此美国空军正在使用火箭滑车(rocket sled)，即1条长长的轨道，其末端有一个目标。研究人员将测试导弹绑在这条轨道上并在射程内发射，由此使研究人员能够在不向空中发射导弹的情况下研究导弹的撞击和效果。 AFRL已经在实验室环境中以及通过使用火箭滑车对该系统的各个组件进行了多次地面测试，并计划在2023财年中期到2024年底期间，进行新一轮三项地面测试，由此最终实现双铰接和控制机动改进型“地狱火”导弹，但改进型“地狱火”导弹并不一定是未来应用相关技术的预期武器型号。 三、面临挑战 MUTANT项目旨在通过采用更好的飞行控制驱动系统显著增加导弹射程与对高机动目标的杀伤力，可能对提升美军拦截机动高超声速导弹的能力具备一定价值。但该武器概念的实现并非易事，仍然面临如下挑战。
综上可知，MUTANT项目体现了美国空军探索高机动目标杀伤技术的一种新型概念，但其铰接结构究竟能够将导弹性能提升至何种程度，仍未可知，并且其成本与技术复杂程度也将是影响该型武器概念进一步发展的关键所在。 北京蓝德信息科技有限公司研究团队由具备较为深厚军事理论知识积累、较强研究能力与丰富国防科技信息研究经验的研究人员组成，多年来聚焦于对新型作战理念、作战能力建设、新型武器概念、智能化武器装备技术与作战运用、未来作战体系建设、导弹防御体系等领域相关科技信息的持续跟踪与研究分析。 |
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