AIM-9響尾蛇飛彈:美國三軍通用編號AIM-9響尾蛇（Sidewind -百科知識中文網

基本資料

美國三軍通用編號AIM-9響尾蛇（Sidewinder）空對空飛彈是全世界第一款實用化的空對空飛彈，第一款以紅外線作為導引設計，也是第一款有擊落目標紀錄的空對空飛彈。響尾蛇飛彈是美國海軍中國湖空用武器中心所研發，使用單位遍及美國四大軍種，外銷數量與使用國家眾多，對現役所有的紅外線導引空對空飛彈的基本設計概念都有深厚的影響，蘇聯的第一款紅外線導引空對空飛彈實際上是仿造響尾蛇而來，蘇聯設計人員對設計小組的巧思也讚賞不已。

AIM-9系列響尾蛇飛彈是一種超音速的追熱飛彈。首款實戰型響尾蛇飛彈，型號 AIM-9B 於1956年進入美國空軍服役。

主要參數

引擎固體火箭（規格皆AIM-9L/M為主）
負載重量 9.4公斤（20.8磅）
整體總重 91公斤（190磅）
長度 2.85米（112.2吋）
直徑 12.7厘米（5吋）
翼展 63厘米（24.8吋）

速度： 2.5馬赫
射程：理論18公里（11.3哩；9.7海浬)
(目標為開啟後燃器的單發渦輪發動機戰機）
（於15km高空）對頭最大射程4公里尾追最大射程8公里
（于海平面）尾追最大射程2公里
彈頭：Wdu-17/B環狀爆炸破片彈頭
導引：紅外線導引
(AIM-9C為半主動雷達導引)
發射平台：空射陸基、海基

早期研發

響尾蛇於 1946 年在海軍軍械測試站（NOTS）開始研製，該站位於美國加州的 Inyokern，就是今天著名的美國海軍中國湖武器試驗中心的前身。最初這個項目僅僅被當成一個機構內部的研究項目，提出這一構想的是一位名叫 William B. McLean 的工程師。McLean 最初將他自己的項目稱為“Local fuze Project 602”。這個項目靠實驗室基金，志願者的幫助甚至保險基金來維持開發（當時被稱為一種尋熱火箭）。而直到 1951 年以前，這個項目沒有接到任何官方資助。直到當年響尾蛇被展示給 William "Deak" Parsons 海軍上將——海軍軍械局的代表時，它的性能已經十分不錯。而到了 1952 年，該型武器按照指定流程受到了官方代號。通過使用一些新技術，響尾蛇的結構十分簡單，而性能卻又比空軍開發的同類產品（AIM-4 獵鷹飛彈）更可靠。通過在越南戰場的實踐，美國空軍也對獵鷹的性能深表失望，最後還是使用了響尾蛇。

響尾蛇在設計上借鑑了 Enzian 飛彈設計上的一些獨到之處，但是更多的還是革新，這些革新最終顯著地提高了它的性能。首先，它的導引頭結構酷似人眼的結構：使用一個矩形透鏡（這個透鏡的橫截面應該是拋物面形狀，類似於放大鏡）替代了 Enzian 飛彈控制系統中原有的“操舵”鏡，前者被安裝在響尾蛇飛彈的頭部，其對角線交點被垂直固定在飛彈軸線上，透鏡可以圍繞這個圓心水平轉動。紅外線感應器則被安裝在透鏡的後方。當透鏡平面的長軸、飛彈的中軸線還有從目標通過鏡片折射到紅外線感應器的紅外線處於一個平面時，目標發射的紅外線就可能被紅外線感應器感知（當然早期響尾蛇紅外線感應器視界很窄，導致目標離開飛彈軸線不能很遠，遠了就不行了）。因此透鏡折射目標熱輻射到達紅外線感應器的連線和飛彈中軸線之間夾角可以引導飛彈飛向目標所在大致方向。

響尾蛇探測到的目標偏離飛彈軸線的角度大小取決於目標熱輻射到達透鏡時，其折射點距離透鏡邊緣有多遠。如果目標距離透鏡固定軸（就是透鏡的對角線交點）很遠，被紅外線感應器捕捉到的目標紅外輻射肯定是通過接近透鏡邊緣的區域折射來的，反之會落在透鏡中央。由於透鏡以固定角速度圍繞飛彈中軸作自鏇，所以當目標發出紅外線落在透鏡邊緣的時候，角速度一定的情況下，透鏡邊緣自鏇的線速度肯定會很快，反之紅外線折射點處於鏡子中央的時候，線速度會很慢。目標離軸角度可以根據透鏡上折射紅外線持續時間長短被估算出來（目標離軸越遠，折射紅外線在透鏡上留存時間越短；反之則越長）。

此外，響尾蛇通過改進跟蹤方式來提高自己的命中率。Enzian 飛彈通過將望遠鏡捕獲的影像直接輸送給控制系統來控制飛彈飛向目標，就好像前者就是一個操縱桿一樣。這意味著飛彈在幾乎所有條件下都只能直接飛向目標，通過尾追的方式來擊落目標。為此飛彈不得不在航程內保持足夠的速度優勢來追逐目標，以便在追蹤過程中擊落目標。
而響尾蛇則採取了不同的跟蹤方式——一種被稱為偏置導引的跟蹤方式：
響尾蛇並不直接飛向紅外線感應器感知到的目標方向，而是飛向目標未來將要到達的位置，在那裡與目標“會合”。
所謂偏置導引，最早被用於艦船導航，為的是防止兩艘艦船在海上相撞而採用的一種導航方式。後來被擴展到飛彈跟蹤，特別是對空中目標的跟蹤上。這個算法的核心思想就是：在兩個動目標之間的碰撞過程中，它們之間的連線在二維坐標系中的方向應該保持不變。所以在跟蹤動目標的過程中，飛彈的速度矢量應當隨著目標位置、速度和運動方向的變化而變化，以保持它們之間連線方向保持不變，距離逐漸縮短，直到最後相交。

例如，當連續兩次測量後發現目標保持在飛彈左前方 5 度角的位置的時候，導引頭不會要求控制系統改變飛彈當前飛行方向。而當目標正在以和飛彈相同速度偏轉到飛彈右前方 45 度角的位置的時候，導引頭會發出信號要求飛彈向右偏轉來追蹤目標。而如果飛彈的飛行速度是目標的四倍情況下，飛彈只要保持向右偏轉 11 度就可以保證在未來某個時間點和目標“會合”了。只要保證無論在何種情況下，飛彈和目標之間連線只要保持方向不變，二者總有交會的那一刻。這就是偏置導引技術的精髓，而且這種算法的技術實現也十分簡單，在空戰實踐中這種技術十分有效。
但是僅僅靠這個還是不夠的，響尾蛇必須具備飛行中修正自身飛行方向的能力。如果飛行過程中飛彈一直以飛彈長軸為軸心進行自鏇，那么勢必影響導引頭中透鏡自鏇時的速度恆定性，進而影響飛彈跟蹤目標時的精度。為了修正飛彈自鏇帶來的精度偏差，要設計一種感應器來感知和修正這些偏差。所以在飛彈尾部的穩定翼面外側又加裝了很小的控制翼面，它們被稱為“陀螺舵”。飛行過程中高速氣流流過這些翼面，如果飛彈開始自鏇，高速氣流流過控制翼面時產生的扭轉力矩迫使飛彈恢復穩定狀態，從而保證了跟蹤精度。這樣響尾蛇的設計師們用一種很簡單的機械裝置達到了與複雜的控制系統相同的效果。
響尾蛇的測試型號—— XAAM-N-7（就是後來的 AIM-9A 型飛彈），終於在 1953 年的 9 月份成功試射。據說之前 13 次發射全部失敗了，可見一件新型武器從研發到定型要走過多艱難的道路。但是 William B. McLean 和他的研發團隊並不氣餒，而是耐心的尋找故障原因並不斷修正設計上的缺陷。就這樣經過不懈的努力，終於在第 14 次試射中成功地擊落了 QB-17 靶機。

最初的生產型號——AAM-N-7（就是後來的 AIM-9B），終於在 1956 年正式投入使用，而其性能則開始伴隨著在實戰中的實踐而不斷改進提高。

總體設計

AIM-9 由多個公司各自生產的不同部件組裝而成，這其中也包括兩個主製造商——福特航宇和雷聲公司。整個飛彈分為四個主要部分：導引控制段、引信、戰鬥部和動力系統。
導引控制段主要用來控制飛彈飛行。最前端是紅外線探頭，包括鏇轉標線、反射鏡、四個光敏電阻元件（到 AIM-9X 飛彈時該部件已經被平面掃描焦平面陣替代）、電動馬達還有電樞。紅外線探頭被布置在飛彈彈頭的球形玻璃罩內。探頭之後就是飛彈控制系統：包括數據採集、信號分析、直到最終生成控制信號來引導飛彈飛行。此外在飛彈彈體上還有一根控制臍帶，平時插在飛彈掛架的控制接口上。當飛彈發射時，發射信號就是通過這根臍帶傳遞給導引控制系統的，而當飛彈發射出去後臍帶也被扯斷留在掛架上。由於紅外線探頭屬於熱敏元件，溫度越低其敏感度越高，所以必須為其配備專門的冷卻系統，因此從 AIM-9L/M 型開始飛彈搭載一個 35MPa 氣壓的氮氣瓶，此外為響尾蛇配備的飛彈掛架上也開始配備專用的高壓氮氣瓶。而最新型的 AIM-9X 型飛彈則包含一個低溫發動機來負責冷卻紅外導引頭。冷卻系統後面是兩個電動舵機，負責控制飛彈的鴨式前翼，而最新的 AIM-9X 由於採用了矢量推進技術，所以也省去了這兩個舵機。而舵機後面，也就是導引控制段的最後一個組成部分是一個燃氣發生器用來提供動力將制導信號轉變為能夠控制舵面鏇轉的機械力矩。在最新的 AIM-9X 型飛彈中這個部分也被熱電池替代。

導引控制段後面就是目標探測器——就是我們通常說的引信。響尾蛇的引信歷經無線近炸、紅外近炸和雷射近炸三個發展階段，其中紅外近炸引信成為技術最成熟、使用最廣泛的一種組件：由四個紅外線發射器和對應的探測器構成，他們用來探測飛彈和敵機的相對距離是否發生變化。當距離拉遠時，戰鬥部不會爆炸；反之，引信發出信號導致戰鬥部爆炸。而 AIM-9L 之前的老式響尾蛇多採用無線近炸引信；最新的 AIM-9X 型飛彈則開始採用新型的雷射近炸引信來對付採用了紅外抑制技術和非金屬材料製造的隱形飛行器。

戰鬥部：AIM-9H/L/M 型飛彈裝有一個 11kg 重的連續桿戰鬥部。所謂連續桿戰鬥部就是由一組金屬棍採取首尾相連的方式連在一起形成一個金屬環，平時壓縮在一起，爆炸時由於炸藥產生的衝擊波瞬間，金屬環瞬間張到最大。這種戰鬥部爆炸時威力很大，金屬環張開時產生的機械力能甚至能將鄰近的敵機攔腰切斷。所有其他類型的老式響尾蛇則配備了一個 10kg 重的破片戰鬥部。而最新型的 AIM-9X 型飛彈沿用了 AIM-9L 的環形破片戰鬥部——WDU-17/B 型戰鬥部，由美國 Argotech 公司研製。這種戰鬥部有約 200 根鈦棒構成，總重 4kg。
動力系統：多數響尾蛇飛彈都採用了 Mk36 無煙發動機作為自己的動力系統。由於飛彈飛行時沒有明顯的尾跡，敵機飛行員難以通過肉眼來發覺，更談不上及時避讓了。此外動力系統還包括專用的固定裝置用來將飛彈固定在發射掛架上。飛彈尾部的尾翼用來保證飛彈飛行穩定，避免飛行中翻滾；而尾翼上的陀螺舵則用來避免飛彈飛行中出現自鏇。而到了最新型的 AIM-9X 型飛彈則取消了陀螺舵的設計，因為飛彈內部已經有專門的姿態控制系統保證飛彈飛行過程中不會發生自鏇。此外新型響尾蛇採用了矢量控制系統——通過改變發動機尾噴口噴氣方向來控制飛彈的飛行方向，從而讓飛彈有了更加敏捷的飛行能力。

服役經歷

初戰

響尾蛇首露鋒芒是在 1958 年的 9 月 24 日發生的台海空戰中。在後來被西方稱為第二次台海危機的戰鬥中，對岸空軍的 F-86 佩刀戰鬥機與解放軍空軍戰鬥機在台海上空爆發激戰。和朝鮮空戰中 F-86 與早期的 MiG-15 之間的對決一樣，解放軍的 MiG-17 戰鬥機擁有更好的垂直爬升性能和更強大的火力。解放軍戰鬥機上的大口徑航炮對對岸空軍的 F-86 戰鬥機構成很大威脅，因此解放軍戰鬥機擁有很大的空中優勢。為了扭轉這種局面，美國在高度保密情況下秘密提供了一小批響尾蛇飛彈給對岸，同時派遣了一個小組專門負責改裝 F-86，以便能夠搭載響尾蛇進行戰鬥。

1958 年的 9 月 24 日，9 時 42 分，我機群與敵機相遇，因不知道對方機上載有“響尾蛇”飛彈，故仍按常規戰術展開攻擊。交戰中，姜凱大隊勇猛快速接敵，始終與敵機群近戰格鬥，打亂了敵機的隊形，使其攜帶的“響尾蛇”飛彈沒有發射的機會。與此同時，羅傑達中隊在接敵過程中，王自重駕駛的 3 號戰鬥機掉隊被敵機發射的“響尾蛇”飛彈擊落，這是世界空戰史上第一次使用飛彈。

逆向工程

響尾蛇在台海空戰中的首次亮相使得蘇聯加大了在空空飛彈方面投入的精力。台海空戰之後不久，蘇聯開始生產他們自己的紅外製導空空飛彈——K-13/R- 3S 空空飛彈（北約命名為 AA-2“環礁”）。它實際上是響尾蛇的蘇聯翻版。至於蘇聯人如何得到響尾蛇飛彈實物（要知道響尾蛇在當時是十分尖端的武器，要得到它並非易事），有種推測，台海空戰中有一枚 AIM-9B 型飛彈擊中了一架 MiG-17，但不知道為什麼飛彈沒有爆炸。於是 MiG-17 就帶著這枚插在機身上的飛彈飛回了基地。而 Ron Westrum 在他的著作《響尾蛇》中則提到，蘇聯人通過一名名叫 Stig Wennerström 的瑞典上校得到了響尾蛇的實物。經過緊張的工作，AA-2 於 1961 年開始投入使用。由於是仿製響尾蛇，AA-2 的結構和響尾蛇十分接近，以至於連零部件的數目都一模一樣。許多年後，蘇聯工程師們承認，通過仿製響尾蛇飛彈，蘇聯工程技術人員們就好像上了一堂很不錯的“飛彈設計課”，由此蘇聯及其東方陣營的飛彈設計水平也大大的提高了。K-13 及其後來的各種改型持續生產了差不多 30 年。而 60 年代由於 K-13 的服役，美國戰術空軍的轟炸戰術被迫進行改變，由以往的高空轟炸改為低空轟炸，為的就是躲避對方雷達和飛彈的共同監視和攔截。

現在從我國資料來看，蘇聯獲得的響尾蛇的確是我方提供的。據《世紀》2009 年第 03 期雜誌刊載的文章，在 9 月 24 日溫州地區的空戰中，國民黨空軍發射了 5 枚美國響尾蛇飛彈，其中一枚彈頭墜地而未爆炸。中國政府發動了大規模抗議活動，並將飛彈的部分殘骸作為美國的罪證在北京展出。事後，我方獲得未爆炸的“響尾蛇”飛彈 1 枚和部分殘骸。這枚飛彈被運到北京後，中央有關部門決定解剖分析和仿製“響尾蛇”飛彈，湯定元接到了參加這一解剖分析工作的通知。1958 年 10 月 3 日上午，在國防部內召開了布置解剖分析及仿製“響尾蛇”飛彈的任務，定名為“55 號”任務，要求到 11 月 25 日複製出一枚來。此舉成為我國空空飛彈發展的開端。“55 號”任務由一個委員會領導，委員會的主任是聶榮臻元帥，實際負責人是三機部部長助理錢之道，他後來調任科學院技術科學部副主任。

研製飛彈武器當時在國內還是件新鮮事，沒有任何技術基礎，特別是紅外製導的飛彈，因而周恩來總理出面從蘇聯請來了一個 10 人專家小組，幫助中方解剖分析。在解剖分析過程中，這 10 位蘇聯專家起了主導作用。其中有一位專家介紹了飛彈對紅外探測器的要求，需要用黑體輻射來標定入射輻射的功率，需要測定紅外探測器的信噪比等等，這對湯定元來說都是全新的知識，他暗下決心，一定要從頭學起。
同年 11 月下旬，飛彈的解剖分析工作結束，湯定元回到了原來的研究課題。12 月 3 0日，湯定元被告知物理所需要承擔紅外製導飛彈用的硫化鉛紅外探測器，並讓他擔任來自國內 9 個單位 18 人攻關小組的組長。次日，他就和這些年青的科技工作者一起投入了緊張的工作。大家白天黑夜“連軸轉”，周日、節假日都在實驗室里，那時，他們是用化學沉澱方法和高溫敏化製備硫化鉛探測器的，與此同時還安排了更多的精力，來建立包括黑體輻射源、噪聲頻譜儀和光譜回響測試儀等設備。第二年 5 月，實驗設備都設定好了，製成的探測器也通過了正式的測定，達到了較高的水平。
過了很多年湯定元才知道，當初對“響尾蛇”飛彈的解剖、分析工作結束之後，蘇聯專家帶走了分析總結報告和部分飛彈殘骸實物。兩年之後，蘇聯專家將“響尾蛇”飛彈仿製成功，型號為 K-13，並作為米格-21 戰鬥機的制式武器。限於我國當時科技和工業水平，我國並沒有仿製成功“響尾蛇”飛彈，1962 年，我國在引進米格-21 戰鬥機技術的同時，作為配套武器引進了 K-13 空空飛彈的技術，將其國產化之後，成為我空軍裝備的第一代空空飛彈 PL-2。

多種改型

AIM-9A

原始編號XAAM-N-7的響尾蛇原型飛彈於1953年9月試射成功，這一個次型後來更改編號為GAR-8，後又改為AIM-9A，又被稱作響尾蛇1型。美國海軍第一個接收AIM-9A的單位是大西洋艦隊部署在Randolph號航空母艦上的VA-46中隊。這箇中隊於1956年7月14日正式在他們的F9F-8美洲豹戰鬥機上使用響尾蛇飛彈。同年8月太平洋艦隊Bonhomme Richard號航空母艦上的VF-211中隊與他們的FJ-3M戰鬥機接收到第一批的飛彈。美國空軍則是在次年開始先在本土防空單位的F-104戰鬥機上面佩掛響尾蛇飛彈。根據1956年由兩航空母艦上面部署單位試射200枚飛彈的統計，單發命中率大約在60%上下，遠低于海軍自己的評估但是比較接近真實的情況。9A生產數量大約3500枚，服役時間很短，1957年開始就陸續由性能更好的AIM-9B取代。

AIM-9B

AIM-9B最初的編號是AAM-N-7，第一次在台海衝突首創擊墜敵機紀錄時，台灣空軍的F-86軍刀機使用時編號是GAR-8，最後的通用編號是AIM-9B。AIM-9B也是美國海空軍進入越戰時的主力空對空飛彈之一。

AIM-9C

AIM-9C是響尾蛇飛彈系列裡面最特別的一個次型。它的導引方式並非紅外線導引，而是半主動雷達導引。由於響尾蛇飛彈只能由目標的後方鎖定攻擊，使用上的限制比較大，如果改用半主動雷達導引，配備AIM-9C的戰鬥機就可以採取對頭攻擊。當時美國海軍艦載戰鬥機的主力之一是F-8十字軍式戰鬥機，限於雷達的因素，F-8隻能夠使用紅外線導引的響尾蛇，AIM-9C的計畫就是針對提升F-8的作戰能力而來。這個提升使得只能操作F-8的艾塞克斯級航空母艦上的中隊具備類似大型的F-4幽靈II型戰鬥機同等級的對頭攻擊能力。

然而當F-8隨著小型航艦的退役而離開戰場的時候，AIM-9C也無法繼續在艦隊中服役。不過這一型飛彈後來被改成可以供直升機使用的AGM-122反幅射飛彈。

AIM-9D

由福特航太和雷神共同生產，有著最新的導向裝置及飛控系統，以硫化鉛光電池尋標器搭配氮氣（Nitrogen）冷卻系統，俯視角可達40度，光網頻率由70Hz提高到125Hz，追蹤目標的能力為每秒12度，彈鼻的玻璃罩乃由一較小的氟化鎂所取代，讓紅外線中波長較長的部分更容易穿透。其他改良的部分還包括：換裝洛克達因（Rockdyne）公司的 Mk 36火箭推進器，使得飛行速度更快，飛行距離由5.6公里（3海浬）延長到17.7公里（9.6海浬）；彈頭較大且為連續柱形態、漸縮式彈鼻的新彈體、尾翅弦線加長。

AIM-9E

AIM-9E是由5000發經由尋標器升級過後的AIM-9B。

AIM-9G

自G型開始，響尾蛇飛彈增加擴搜尋模式（Sidewinder Extended Acquisition Mode，SEAM），這個模式利用驅動裝置讓導引頭以預定的擺動路徑進行目標搜尋，或者可以先由發射飛機上的雷達帶領尋標頭搜尋目視距離以外的目標，當尋標頭鎖定目標的紅外線訊號之後，雷達解除對尋標頭的控制，讓飛彈進入準備發射階段。這個模式可以增加響尾蛇飛彈的接戰距離與效率，越戰時即曾經被F-4戰鬥機大量使用。

AIM-9H

為解決真空管電路導致飛彈可靠度極差的困擾，福特航太公司由AIM-9H開始使用電晶體電路，這型飛彈保留了AIM-9G絕大部分的導向及控制系統，追蹤速率則提升到每秒20度，成為當時運動性最佳的飛彈。福特航太公司和雷神公司共為美國海軍生產了7,720枚的AIM-9H。

AIM-9M

為AIM-9L的修改型，主要加強尋標器的抗干擾能力。全長2.87米，重85.5公斤，極速2.5馬赫，彈頭重10公斤，最大射程18公里。

AIM-9N
AIM-9J的後續發展型，重新設計了AIM-9J的各項電子系統，以提升飛彈系統的性能與可靠度，最初是稱為AIM-9J1，福特航太公司生產超過7,000枚，專供外銷用。

AIM-9P

AIM-9P是1970年代初期由美國空軍提供經費所發展，主要目的是提供外國客戶更具成本效益的飛彈，後來也有相當數量進入美國空軍服役。這型飛彈共生產了21,000枚，部分是全新產品，部分則是由AIM-9B/E/J修改而來。瑞典空軍賦予的編號是Rb.24J。在外觀上與AIM-9J/N相當類似，有個圓錐形彈鼻，以及彈體前方有控制鰭翼。

AIM-9R
美國海軍於1986年以AIM-9M為基礎進行發展的型號，使用WGU-19/B影像紅外線（Imaging Infrared, IIR）尋標器，提升飛彈於日間的偵測與鎖定能力。於1990年首次試射，原預定於1992年初少量生產，但在1991 年 12 月由於預算被刪除，故發展計畫結束。

AIM-9S
AIM-9M的降級版，將反反制的能力降低，專門提供國外軍售（Foreign Military Sales），第一個客戶是土耳其。台灣陸軍也有採購一批AIM-9S飛彈，配置於AH-1W超級眼鏡蛇攻擊直升機上，用於直升機自衛空戰時使用。

AIM-9X

AIM-9X是響尾蛇系列最新型，於2003年尾達到初始操作能力（Initial Operating Capbility），正式開始服役。AIM-9X以AIM-9M的固態推進火箭與彈頭，配合全新設計紅外線影像尋標頭與導引系統，彈體，縮小的彈翼與控制面以及燃氣舵等，將響尾蛇飛彈的能力提升到一個全新的境界。

經過為數眾多的試射評估以及超過3500小時的飛行測試，2004年美國海軍與海軍陸戰隊開始在F/A-18C上配備AIM-9X，稍後軍方正式同意進入量產階段，其中海軍將先採購600枚實彈與訓練彈。2005年第一季雷神公司宣布他們已經遞交1000枚AIM-9X給美國海軍和空軍，未來20年總數將會達到10000枚。

AIM-9X推出之後很快受到其他國家的注意與採購，到2006年4月止，已經有443枚實彈與153枚訓練彈的外銷紀錄，輸出的國家包括波蘭178枚，丹麥60枚，韓國41枚與瑞典不明數量的採購，已經確認的訂單還有土耳其127枚實彈與22枚訓練彈，芬蘭150枚以及沙烏地阿拉伯等。