PL-12D和PL-21最大的特點是它們採用了沖壓式噴氣火箭發動機,這是一種以空氣為氧化劑的火箭發動機,它不需要攜帶氧化劑,只需要攜帶燃料,可以大大減輕飛彈的重量,提高飛彈的比衝, 也就是說,每單位質量的燃料可以提供的推力。從理論上講,沖壓式噴氣火箭發動機的射程遠大於傳統的固體火箭發動機,因為固體火箭發動機需要攜帶氧化劑和燃料,氧化劑的比重一般高於燃料,氧化劑的比衝一般低於燃料, 所以固體火箭發動機的比衝一般低於沖壓式噴氣火箭發動機。
那麼,為什麼 PL-15 和 PL-17 有固體火箭發動機,而不是沖壓式噴氣火箭發動機呢? 這是因為固體火箭發動機也有自己的優勢,例如從單脈衝發動機改進為雙脈衝或多脈衝發動機,這使得在飛行的不同階段調整推力,延長燃燒時間,增加航程成為可能。 此外,固體火箭發動機還可以採用高衝程彈道,即讓飛彈在高空飛行,利用較稀薄的大氣層,減少阻力,節省燃料,增加射程。 這兩種技術都可以大大增加固體火箭發動機的射程,甚至超過沖壓式噴氣火箭發動機。 我們可以將它們與兩篇文章進行比較。
* 模擬美國AIM-120空空飛彈,該飛彈採用單脈衝固體火箭發動機,射程不是很長,最新型號的AIM-120D理論射程約為150公里。 在**的模擬條件下,從10公里的高度發射,射程為145公里。 如果在低空發射,射程會更短。
但是,如果將AIM-120的發動機改為雙脈衝發動機,並且第一脈衝和第二脈衝之間的間隔相隔30秒,那麼AIM-120的射程可以達到182公里。 這已經比單脈衝高很多了,但還不足以達到射程可能超過15公里的PL-300的水平。 為了達到這樣的射程,有必要使用高衝程彈道,讓飛彈在高空飛行,減少阻力並增加射程。
*2模擬了類似於PL-15的空對空飛彈,長4公尺,直徑203公釐,也採用了雙脈衝固體火箭發動機,並採用高衝程彈道,使飛彈能夠在30-40公里的高度飛行。 這樣,飛彈的射程可以顯著增加,如果第二個脈衝的推力是固定的,即100%,那麼射程約為180公里,與AIM-120大致相同。 但是,如果第二個脈衝的推力是可調的,假設將其調整為 167%,那麼飛彈的動力射程可以超過400公里。 這是因為當速度降低時,阻力也會減小,所需的推力減小,油耗降低,續航里程增加。
而且,這種飛彈的飛行速度也非常快,大部分彈道的飛行速度都超過每秒1300公尺,大約是4馬赫。 這個 ** 是 1 的假設目標以2馬赫的速度和過載6g的圓形彈道機動,飛彈發射時飛彈與目標之間的距離為320公里,即目標距離為320公里。 這可以看作是 320 公里的有效射程。 如果目標是正面的,那麼射程會更長。
但是,對於沖壓式噴氣式火箭發動機來說,不可能使用高衝程彈道,因為沖壓式噴氣式火箭發動機需要呼吸,如果飛行高度過高,大氣稀薄,發動機效能會下降甚至失速,機動性會更差。 在空對空飛彈上,也不可能用非常複雜的可調節進氣口來解決問題。 因此,雖然使用沖壓式噴氣式火箭發動機的空對空飛彈理論上高於衝量,但飛行高度不能太高,實際射程也不突出,例如歐洲流星空空飛彈的實際射程約為150公里。 這就是採用沖壓式噴氣火箭發動機技術路線的PL-12D和PL-21被淘汰的根本原因。
那麼,PL-15和PL-17空對空飛彈的射程有多遠呢? 我們可以根據它們的尺寸和引數來推測它們。 PL-15的長度為4公尺,彈丸的直徑為203公釐,非常接近**2模擬飛彈,因此我們可以認為PL-15的射程也在400公里左右,如果目標是正面的,那麼射程可能會超過500公里。 PL-17的子彈長度為58公尺,彈丸直徑為300公釐,比PL-15大得多,因此我們可以假設PL-17的射程也比PL-15大得多,可能在600-700公里,甚至更多。 這樣的射程已經可以威脅到敵人的大型目標,如預警機、加油機、運輸機等,而且這些目標的雷達反射面積非常大,很容易被我們的雷達探測和鎖定。 而且,PL-15和PL-17可以有雙向資料鏈,可以接收我方預警機或衛星的目標資訊,實現A發射和B導,提高命中率。
當然,PL-15和PL-17空空飛彈的尺寸也帶來了一些問題,比如它們可能裝不進**戰鬥機的內部炸彈艙,只能插上,這會影響**的效能和機動性。 因此,PL-15和PL-17可能更適合用於非**戰機,如殲-16、殲-11等,這些戰機載彈量和載油量都很大,可以攜帶多架PL-15和PL-17,形成超遠端打擊能力。 而對於最好的戰鬥機,如殲-20、殲-31等,可能需要更小的遠端空對空飛彈,如PL-15E,這種飛彈的長度為365公尺,子彈直徑為180公釐,可以放入殲-20的內彈艙,射程也可能在200-300公里左右,這也是非常強大的。
總之,PL-15和PL-17空空飛彈是我國空空飛彈技術的最新成果,採用固體火箭發動機、雙脈衝技術、高衝程彈道、可調推力等技術,實現超遠端射程,可有效打擊敵方大型目標,提高我方空中優勢。 PL-12D和PL-21空空飛彈是中國早期的技術嘗試,它們使用沖壓式噴氣式火箭發動機,雖然在理論上具有優勢,但在實踐中受到很多限制,射程也不突出,因此被淘汰了。 這也表明了中國空空飛彈技術的不斷進步和創新,為中國空軍建設提供了強大的裝備。