蛇年談蛇:響尾蛇飛彈

博物館裡的AIM-9B響尾蛇飛彈,這是最早期的版本,其原理與外型和現役的響尾蛇飛彈也差別不大。(圖/美國航空博物館)

許多軍事裝備爲了表現強悍威猛,會用野獸的名字命名,其中以「蛇」爲名的武器又特別的多,包括響尾蛇、巨蟒、眼鏡蛇、大毒蛇、草原蛇、蝰蛇等等。在衆多的大蛇當中,「響尾蛇飛彈」被認爲最貼切的命名,來說說響尾蛇與響尾蛇飛彈的故事。

在毒蛇當中,有一類稱爲「蝰蛇-響尾蛇亞科」,這種蛇的眼睛與鼻孔之間,有一對被稱爲「頰窩」(Loreal pit)的感熱器官,對於紅外線熱源相當敏感,使得此類毒蛇擅於尋找到溫血的獵物,包括鳥類與哺乳動物。附帶一提,並不是只有美洲響尾蛇有這種特殊器官,大多數的蝰蛇也有,包括臺灣的百步蛇、青竹絲、龜殼花也具備,在山區裡必須特別小心。

響尾蛇的感熱器官如何出現,演化學家還不太清楚,但是科學家能發明追熱導向飛彈,則是個精彩的故事。早在1887年,德國物理學家赫茲發現,紫外線照射到金屬電極上,可以幫助產生電火花,稱爲「赫茲效應」。這是科學界首次發現光照產生的電子效果,此現象。隨後更多的科學家進行研究,其中又以愛因斯坦的理論最完備,他也因光電效應的論文,獲頒1921年諾貝爾物理學獎。

威廉‧麥克萊恩(William B. McLean)與他發明的響尾蛇尋標器。(圖/History)

當時有更多的科學家,投入研究具有光電效應的材料,其中「硫化鉛」被發現,它對紅外線的熱源特別敏感,此時正是二次世大戰時期,就有許多以硫化鉛爲材料的熱感引信,包括德國、美國都有類似的研發專案,這是追熱導引系統的前身。

不過,當時的軍方高層並未看到追熱系統的巨大潛力,而是更傾向於無線電與雷達導引。1946年,美軍第一種實驗型空對空飛彈AAM-A-1「火鳥飛彈」就是這樣的產物,它是一種無線電-雷達導引的飛彈,飛彈前端有一個小型雷達,具備目標指向能力。但是它需要飛行員導控,而飛行員又需要視力來辨認,所以火鳥飛彈的指揮導引系統僅限於晴天、白天使用。

就在火鳥飛彈研發的同時,一位在美國海軍軍械設備測試單位工作的威廉‧麥克萊恩(William B. McLean),他在前幾年,都在研究硫化鉛與熱感引信,而熱感引信的構造極其簡單,於是有一回,當他與其他部門的工程師一起吃午餐,卻聽說空軍正在研發的火鳥飛彈既複雜又不靈活時,麥克萊恩就敏銳的想到,既然熱感引信夠造簡單,那麼理論上追熱尋標器也不會太複雜,甚至體積小、成本便宜,飛行員還不必繁瑣導引。

一開始,軍方對他的意見並沒有特別重視,但仍然撥給他一件研究經費與實驗室,由他自己招募研究人員,該計劃稱爲「當地引信計劃602號」(Local Fuze Project 602),其他單位則戲稱那是「麥克萊恩的突發奇想」。

到了1951 年,麥克萊恩的研究已有小成,他設計出一種遮光片,可以讓尋標器只去追蹤溫度極高的飛彈引擎熱源,而不被背景環境的紅外線影響。同時,麥克萊恩也爲這種飛彈想出了一個合適的名字:「響尾蛇」,相當合適。

1953 年,編號XAAM-N-7的實驗性響尾蛇飛彈,成功擊落了第一架目標無人機,證明概念的有效性。後來這批預產型更改編號爲GAR-8(GAR 是「導向空射火箭」的縮寫),後再改爲AIM-9,也就是響尾蛇的日後正式編號。

響尾蛇飛彈的首次空戰發生在臺海衝突,這件光榮歷史已愈來愈被國際所知。(圖/reddit)

1958年8月23日,中共無預警的砲擊金門與馬祖,這就是著名的「823砲戰」,對於美國來說,這場臺海衝突正好是新武器的測試平臺,於是就在823砲戰後不久,將一批剛完成的響尾蛇飛彈提供給中華民國,並且派出工程師來改裝4架F-86F軍刀機,使其能夠攜帶響尾蛇飛彈。9月24日,預期的空戰在浙江溫州灣上空爆發,是役,空軍44 中隊中隊長李叔元中校、二號機傅純顯中尉,三號機錢奕強上尉及四號機宋宏焱上尉的F-86,各自攜帶2枚響尾蛇飛彈參與戰鬥,創造了極佳的戰鬥成果,總共有9架中共米格機被擊落,當中3或4架是被響尾蛇飛彈所擊落。

只是,有些飛彈未命中而落海,並且被共軍方面撿去,批評國軍「不講武德、勝之不武」,並強調他們可以憑着這些飛彈殘骸自行仿造。不過當時中國大陸不具備這種能力,因此飛彈是交給蘇聯專家,之後形成共產世界的第一代空對空飛彈R-13(北約稱爲AA-2),其外型與原理都與響尾蛇飛彈極其類似。

溫州灣空戰後,中共展出拾獲的響尾蛇飛彈碎片。(圖/x)

除了蘇聯的仿品以外,其他西方國家與美國盟友在日後也紛紛造出自己的追熱飛彈,包括法國的魔術飛彈、以色列的巨蠎飛彈、中華民國自制的天劍一型,以及日本的90式空對空飛彈,其外型與工作原理都與響尾蛇幾乎一致。

響尾蛇飛彈不需雷達引導,這使得它可以應用在絕大多數的航空器上,甚至直升機、教練機與攻擊機都可以攜帶,使它們具備一定程度的空戰能力。

最新版本的響尾蛇飛彈是AIM-9X,它具備新一代材料與更高超的飛行控制,噴嘴加裝了向量燃氣舵,使它可以迅速改變方向,搭配新一代的飛行員頭盔瞄準器,甚至可以對付戰機側方,甚至後側方的敵人。

響尾蛇飛彈已問世超過70年,它是追熱式武器的開端,其後的武器,包括刺針飛彈、公羊飛彈,以及各種IRST熱源追蹤系統,也都應視響尾蛇飛彈爲起源,而這一切的故事,都從麥克萊恩與其他部門同事的一次午餐閒聊開始。