王若鸿
近日，美国空军研究实验室在2023年空军和太空部队协会战争研讨会上，首次展示了正在研发中的“变异”空空导弹。“变异”的英文单词为MUTANT，其实就是“铰接式弹头技术”的缩写。与常规设计的空空导弹不同，“变异”空空导弹的“独门绝技”就是在弹头与前部弹体之间加装一个特殊的旋转段，从而使得弹头可以实现大角度转向。
以往各国设计研发的空空导弹无论采用哪种翼面布局和动力系统，就弹体而言都可以视为一个刚性固定的筒形结构，而“变异”空空导弹的出现，提出了“可变弯度柔性弹体”这样一种全新的概念，真可谓“脑洞大开”。
突破瓶颈
从近年来各国空空导弹的发展来看，毫无疑问是遇到了一定的发展瓶颈或者说碰到了“天花板”。在经历了从常规固体火箭发动机到冲压发动机，再到双脉冲发动机，从鸭式布局到正常式布局、旋转弹翼布局，再到无尾式、无翼式布局等设计理念的不断更新迭代后，空空导弹似乎很难再有新的突破。
如果美国空军正在研发的铰接式弹头技术能够获得成功，对于空空导弹的发展来说，即便称不上是一场颠覆式的革命，至少也是一个值得关注的“里程碑”。
我们可以做一个类比，采用常规设计布局的空空导弹好比是鱼类，在水中需要利用尾鳍、背鳍以及腹鳍等各种鳍，再加上身体的高速摆动来实现前进以及控制方向，那么，“变异”空空导弹就好比是蛇类，虽然没有各种鳍，但是在水面以及水中游动时的速度和灵活性其实不输于鱼类，甚至更好。而蛇在游动时，除了利用身体摆动，行进方向则主要依靠蛇头来控制。从仿生学的角度看，“变异”空空导弹可以大幅摆动的弹头就相当于蛇头。
那么，对于“变异”空空导弹来说，采用铰接式弹头技术的第一个好处就是不需要再配备各种舵面以及控制用的舵机，包括利用发动机尾流实现控制的燃气舵，当然也不再需要依靠折流板来实现方向控制的矢量推力系统。这样的话，“变异”空空导弹的外形尺寸和体积就可以大幅减小，以实现更多的载弹量。或保持原有的尺寸和体积，将预留下来的内部空间用来装载更多的燃料或者其他设备，从而实现射程的大幅提升。
第二个好处就在于“变异”空空导弹通过弹头的大幅摆动，可以更好地锁定跟踪高机动目标。关于这一点，美国空军在对“变异”空空导弹进行技术说明的时候也提到了，其主要目的就是针对未来可能出现的高机动、大过载无人战斗机。
这是因为目前各国研发装备的各型空空导弹，特别是用于格斗空战的近距空空导弹基本上都是以有人驾驶战斗机或者其他飞机来进行设计的，而我们知道，按照现有的航空技术水平，飞行员能够承受的瞬时最大过载也只有9g。但是，随着无人机技术的飞速发展，事实上能够突破人体过载限制的高机动、大过载无人战斗机已经出现端倪。尤其是采用飞翼布局的无人战斗机，其在结构强度上更有优势，最大过载超过10g乃至12g也不再只是梦想。那么，在这种情况下，即便是现有机动性最强、瞬时最大机动过载超过60g的空空导弹，也未必能够对付这种极其灵活的且目标特征较小的无人机。
所以，“变异”空空导弹采用铰接式弹头技术后，通过弹头的摆动，一方面可以实现更快的方向控制响应速度，相对弯曲的弹体也可以承受更大的机动过载。而以往常规空空导弹采用的刚性固定式筒形结构在超大过载情况下，很容易受力折断。
另一方面，“变异”空空导弹的导引头在弹头摆动的情况下，还能够大幅度地拓展跟踪锁定视野，避免因为无人机瞬时大机动脱离而丢失目标。
事实上，我们在《动物世界》《人与自然》这些纪录片中看到蛇类捕猎的场景时，就会发现蛇在高速追击目标的时候，蛇头是始终跟着目标的移动而摆动的，这不仅可以保证蛇始终可以紧盯住目标，还能够进一步引导身体行进的方向。
“变异”空空导弹跟踪锁定空中目标的方式，就与蛇类非常相似。
前景几何
目前，美国空军研究实验室已经以AGM-114“地狱火”空地导弹的弹体为基础进行铰接式弹头技术的验证测试。未来，除了空空导弹，其实这一技术可以应用在其他有高机动、大过载要求的各型导弹上，包括地空导弹、空地导弹、反舰导弹等等。
当然，当一项新技术出现且处于研发阶段的时候，其面临的困难和难关也是比较多的。对于铰接式弹头技术来说，首先要面对的就是旋转段的可靠性问题。虽然美国空军研究实验室是借鉴了F-35B隐身战斗机可旋转尾喷管来设计旋转段，毕竟导弹要在高速飞行且承受大过载的情况下进行旋转，其难度是可想而知的。
此外，旋转段也会成为整个导弹弹体结构强度比较薄弱的地方，如何使其能够满足强度要求，也是一个急需解决的难题。
总之，铰接式弹头技术的出现，确实为我们展示了空空导弹在设计上的一个新的方向，其究竟能否带来飞跃性的进步，可以拭目以待。（据澎湃新闻）
