AA82276761 2014-11-16 22:20
響尾蛇飛彈
響尾蛇導彈是一種熱尋的、短程空對空飛彈，被廣泛運用於各種軍用作戰飛機和部分武裝直升機上。五十年來，響尾蛇的各種變形和改進型被各國空軍（海軍航空兵）使用。北約規定，當空戰中發射熱尋的空對空飛彈的時候，北約飛行員必須在無線電廣播中使用暗語：“Fox Two”來提示友軍飛彈發射。
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Fox Two
響尾蛇是迄今西方陣營使用最廣泛的飛彈——超過110,000 枚飛彈被美國和其他盟國（目前有27 個國家和地區具備生產它的能力，其中包括瑞典等國家根據許可證進行生產）生產出來，而其中可能有百分之一在空戰中被使用。響尾蛇是迄今使用最古老、價格最低廉、設計最成功的一型空對空飛彈，估計迄今至少擊落270 個空中目標。
響尾蛇的設計中一大亮點就是結構簡單、方便升級。據說最初響尾蛇設計的目標就是：生產一種性能可靠、效果良好的飛彈，它的電子系統複雜度只相當於一台收音機；而它的機械系統複雜度只相當於一台洗衣機。這個目標在早期生產的飛彈中被很好地實現了。2002 年，美國海軍專門舉行了一場紀念儀式，紀念響尾蛇誕生50 週年。
響尾蛇飛彈的英文名稱是：Sidewinder，取自一種蛇類的名稱，這種蛇體積很小，平時使用紅外線感知器官來捕捉溫血獵物。
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Sidewinder，角響尾蛇亦譯側進蛇。亦作horned rattlesnake。蝰蛇科（Viperidae）小型夜出性蛇，學名為Crotalus cerastes。產於墨西哥和美國西南部的沙質荒漠。體長約45~75 公分，眼上方各有一角狀鱗。淡黃、粉紅或灰色，背部和身體兩側呈不顯眼的斑點。在沙漠上側向盤繞前進，留下特有的S 形痕跡。有毒，咬人後一般不會使人致命
紅外探測的物理原理
上個世紀20 年代，人們發現當硫化鉛暴露在紅外線——一種熱輻射下時，會導致前者的電阻抗降低。這種現象的學名叫光電導性，或者光電導率。光電導性在其他波長光照下也會出現。於是一種初步設計方案產生了：通過硫化鉛電阻抗值的變化計量當前紅外線輻射的強度，同時根據強度強弱控制飛彈飛行。進而設計一種導引頭，引導飛彈飛向散發著紅外熱輻射的目標——或者是飛機，或者是飛彈。
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整個二戰中，各主要交戰國都曾經嘗試運用光電導率原理和圖像增強技術來生產專供夜間使用的顯示器，而且幾乎全部針對遠程飛行物探測的。但是這些嘗試都不是很成功，只有納粹德國研製的一種名為“”扳手“的夜視系統最終投入了生產，這個系統使用一根長長的鏡筒放在飛機風擋前方，飛行員在夜裡通過它可以看到正前方的情況。但是這些系統有個共同的問題就是視野距離太短，伴隨著機載雷達系統的投入使用，前者陸續中止了研製和使用。
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Enzian 紅外導引飛彈，彈體周圍有4 個助推器
此外，紅外成像顯示器還被廣泛運用於各種地面戰鬥系統，包括坦克裝甲車輛甚至狙擊步槍，直到一系列車輛夜視系統（據說為了躲避盟軍戰略轟炸，德軍V-1/V- 2 飛彈車隊就是在夜間進入陣地，而搭載飛彈的車輛就使用了這種像增強夜視系統）。隨著這方面經驗的累計，德國科學家也試驗了一種自動化的飛彈導引系統，用來在國土防空作戰中通過追踪敵機引擎發出的熱量來引導他們研製的Enzian 飛彈命中目標。Enzian 飛彈使用一個簡單的探測器作導引頭的核心部分，這個探測器安放在一個望遠鏡的焦點位置，同時在導引頭和望遠鏡組成的飛彈彈體上有四個舵面。Enzian 飛彈就是通過探測器來感知望遠鏡焦點的變化，進而實現控制飛彈飛向目標。不過沒等這種飛彈研發完成，戰爭就結束了。
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Enzian 紅外導引飛彈結構圖
響尾蛇的早期研發
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。
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William B. McLean，響尾蛇之父
響尾蛇在設計上借鑒了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。
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早期響尾蛇飛彈引導頭原理圖
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旋，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，透鏡邊緣自旋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，響尾蛇通過改進跟踪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，以便在追踪過程中擊落目標。
而響尾蛇則採取了不同的跟踪方式——一種被稱為偏置導引的跟踪方式：
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踪，特別是對空中目標的跟踪上。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。所以在跟踪動目標的過程中，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。
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實際上這就是著名的狗追兔子曲線
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踪目標。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旋，那麼勢必影響導引頭中透鏡自旋時的速度恆定性，進而影響飛彈跟踪目標時的精度。為了修正飛彈自旋帶來的精度偏差，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，如果飛彈開始自旋，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，從而保證了跟踪精度。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復雜的控制系統相同的效果。
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天才的設計，用於防止飛彈自旋的陀螺舵
響尾蛇的測試型號—— XAAM-N-7（就是後來的AIM-9A 型導彈），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。
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掛裝在AD-6 翼下的AIM-9A，外形與後來的響尾蛇飛彈相去甚遠，但是已經奠定了基本原理與結構
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。
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AIM-9B，從此型號起開始了形成了響尾蛇導彈的經典外形。蘇聯的AA-2“環礁”就是仿製自AIM-9B
響尾蛇的故事——響尾蛇的總體設計
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，包括旋轉標線、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。紅外線探頭被佈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導引信號轉變為能夠控制舵面旋轉的機械力矩。在最新的AIM-9X 型飛彈中這個部分也被熱電池替代。
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AIM-9X 的紅外引導頭
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AIM-9L 的彈頭部分，注意上方兩片彈翼之間的就是臍帶
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、紅外近炸和激光近炸三個發展階段，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。
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連續桿戰鬥部原理示意圖
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。
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響尾蛇戰鬥部測試，爆炸後形成了一個範圍很大的環形殺傷圈
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AIM-9L 實彈射擊，戰鬥部爆炸後的殺傷圈
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WDU-17/B 型戰鬥部
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AIM-9X 噴管內部的燃氣舵
動力系統：多數響尾蛇飛彈都採用了Mk36 無菸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旋。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旋。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。
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AIM-9L 的結構圖
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AIM-9X 組件說明圖
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，中華民國空軍的F-86 軍刀戰鬥機與大陸地區空軍戰鬥機在台海上空爆發激戰。和韓戰空戰中F-86 與早期的MiG-15 之間的對決一樣，大陸地區空軍的MiG-17 戰鬥機擁有更好的垂直爬升性能和更強大的火力。大陸地區空軍戰鬥機上的大口徑機炮對中華民國空軍的F-86 戰鬥機構成很大威脅，因此共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中華民國，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。
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掛載AIM-9B 的中華民國空軍F-86軍刀機
民國47年的9 月24 日，9 時42 分，共軍機群與中華民國空軍軍機相遇，因不知道機上載有“響尾蛇”飛彈，故仍按平常一樣展開攻擊。雙方交戰中，共軍一架戰鬥機被國軍F-86軍刀機發射的“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對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導引空對空飛彈——K-13/R- 3S 空對空飛彈（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”，由此蘇聯的飛彈設計水準也大大的提高了。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。
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蘇聯K-13 響尾蛇斯基
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K-13 的引導頭組件
從現有資料來看，蘇聯獲得的響尾蛇的確是中國大陸提供的。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，中華國民空軍發射了5 枚美國響尾蛇飛彈，其中一枚彈頭墜地而未爆炸。大陸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，大陸獲得未爆炸的“響尾蛇”飛彈1 枚和部分殘骸。這枚飛彈被運到北京後，大陸軍方決定解剖分析和仿製“響尾蛇”飛彈。
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這是F-86 使用響尾蛇攻擊的照相槍照片，此戰中華民國空軍以四架飛機在高空拉煙吸引共軍海航米格-15 戰鬥機前去追擊，再從低空發射響尾蛇飛彈攻擊，因為共軍當時對於中華民國已經有了響尾蛇飛彈一無所知，結果一架米格-15 被擊落。
後續發展
儘管最初是美國海軍主導了響尾蛇的研發歷程，況且響尾蛇是作為空軍主導下AIM-4 獵鷹飛彈的競爭對手而存在的，響尾蛇後來還是被空軍接納了。當國防部決定讓美國空軍也裝備F-4 幽靈式戰鬥機之前，空軍一直在藉用掛載了AIM-9B 型飛彈作為短程空戰兵器的F-4B 戰鬥機進行測試。而第一批裝備空軍的幽靈則是F-4C 型，它掛載的也是響尾蛇B 型飛彈。1967 年，空軍最終決定使用裝備了AIM-4 獵鷹的F-4D 戰鬥機參加越戰。然而AIM-4 在空戰中表現讓人失望，這使得空軍決定重新讓F-4D 開始掛載響尾蛇。
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AIM-4“獵鷹”飛彈在F-4 上的雙聯掛載方式
美國空軍發展出的響尾蛇被賦予編號GAR-8——就是後來的AIM-9E 型。整個六十年代美國海空軍都在各自不同道路上改進升級響尾蛇，直到由於國防經費方面的因素導致海空軍開始共同研發通用型號的響尾蛇——AIM-9L。
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F-4 翼下雙聯掛載的AIM-9E
響尾蛇從誕生之日起到現在經歷了一系列改進升級——不斷換裝更靈敏的新型導引頭、各種類型的冷卻系統、推進器、引信還有彈頭（戰鬥部）。儘管每種類型的導引頭、冷卻系統還有引信各有不同，但它們都以紅外導引為自己主要跟踪方式。唯一例外的是海軍發展的AAM-N-7 響尾蛇IB 型（後來稱為AIM-9C），這個型號是專門為F-8 十字軍戰士戰鬥機開發的，它採用半主動雷達導引方式。從頭到尾只生產了1,000 枚，很多C 型飛彈後來被改裝為AGM-122 反輻射飛彈。
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上方是雷達導引的AIM-9C，下方是紅外導引的AIM-9D。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 只能夠使用紅外線導引的響尾蛇，AIM-9C 的計劃就是針對提升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
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AGM-122A 反輻射導彈的引導頭
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AGM-122A 打靶實驗
1965 年，當北越上空爆發空中激戰的時候，響尾蛇作為標準近距離格鬥飛彈被配備到美國海軍的F-4 幽靈戰鬥機、F-8 十字軍戰士戰鬥機上，同時還可能被作為自衛武器配備到A -4 天鷹和A-7 海盜攻擊機上。而美國空軍的F-4C 戰鬥機也同樣掛載了響尾蛇，當北越的米格戰鬥機開始攻擊美軍的轟炸機編隊的時候，F-105 雷公戰鬥轟炸機也開始裝備響尾蛇作為自衛武器。
但是越戰中，無論是AIM-9 響尾蛇還是AIM-7 麻雀的表現都不能讓人滿意。戰爭過程中，美海軍和空軍都意識到各自空勤人員水準、飛機性能、武器、訓練還有後勤支持水平都差強人意。於是海軍和空軍都開始行動起來嘗試改變這種情況，於是就有了美國空軍的紅男爵計劃，和美國海軍的"空對空彈飛能力評估"，又名Aul t計劃。這兩個計劃的目的都是為了改進響尾蛇，以便讓它擁有更好的空戰適應性和可靠性。
海軍的響尾蛇系列——AIM-9D/G/H
海軍型響尾蛇系列從早期的B 型開始，到後來的D 型都在越戰中得到廣泛運用，其中B 型被稱為第一代響尾蛇。與第一代響尾蛇相比，二代響尾蛇——響尾蛇D 型、 G 型和H 型都作了大幅改進，以此來改進飛彈的各種性能。而在在海軍響尾蛇改進過程中，Aul t計劃起到了很大的推進作用。
越戰中響尾蛇飛彈命中率之低，已是不容忽視的危機。滾雷行動後的統計顯示，美軍75% 的空戰勝利是第一擊達成的，也就是說戰鬥中的第一擊仍是最有效的，因為此時敵機可能沒有察覺你的攻擊、或是手足無措地不知如何開始戰鬥。但一旦敵躲過第一擊，則再差的飛行員也會盡最大能力求生，此時要擊落敵機就很難了。射程上的優勢應該使美軍擁有第一擊的優勢，當美軍可以開火時、敵機卻還沒得到所需的射程，但由於飛彈的高故障率，美軍只有27% 的第一擊可以擊落敵機，由此可看出飛彈的故障率幾乎抵銷所有性能上的突破。
美國海軍決定先改進響尾蛇飛彈，因為其另一種空優戰機：F-8，只能掛載響尾蛇飛彈。
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F-8U-2N 在機身兩側可以掛載4 枚AIM-9D
AIM-9D
由福特航太和雷聲共同生產，有著最新的引導頭及飛控系統。D 型與B 型相比最大不同在於它採用氮氣製冷紅外線探測器，而在與之配套的LAU-7 掛架內有一個6L 的高壓氮氣瓶，戰鬥機飛行過程中它能為飛彈導引頭提供2.6 個小時的製冷。
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LAU-7 掛架，左上方就是高壓氮氣瓶
外形上，AIM-9D 採用卵狀（Ogival）低阻力鼻錐罩設計。越戰中，大部分美國海軍的MIG-17、MIG-19 的擊落紀錄都是由AIM-9D/H 型所創下的。
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AIM-9B/D 外型上的差異
D 型飛彈重新設計了光學系統，導引頭採用小型化位標器，整流罩材料也由原來的石英玻璃改為氟化鎂材料（MgF2），它可以透過更長波長的紅外線輻射，使其靈敏度更高；飛彈的跟踪角速度也達到12 度/秒。
針對B 型飛彈射程短的弱點，AIM-9D 改進了固體火箭發動機，採用洛克達因（Rockdyne）公司的“大力士”MK36 Mod5 型固體火箭發動機，射程也由此增加到18.53km；為了加強安全性，發動機點火電路裝有抗干擾無線電濾波器，防止由於外來電磁干擾導致飛彈意外點火；引信改為無線近炸引信，而且移到了戰鬥部前方，採用了新型連續桿式戰鬥部，大大提高了殺傷力。D 型最重要的是改進是偵測距離；尋標器接收的頻段也移到外界熱雜訊分佈較少的範圍；縮減尋標器的視野，使其鎖定目標時不易收到其它方位的雜訊（但如此也會縮減偵測的角度範圍，而減少目標尋獲機率）。此外，海軍也換裝新的飛彈推進段以提供更高的推力；流線型的彈鼻降低阻力，使飛彈速度增加、最大射程更遠；換裝新的引信與彈頭則縮減了最小射程限制，一增一減下，其有效射程範圍是B 型的兩倍。其結果相當成功。
AIM-9D 飛彈於1965 年進入海軍服役。它是第一種專門為海軍設計的響尾蛇飛彈，後來的海軍型——G 型和H 型都在它基礎上發展起來。以AIM-9D 作為主要武器的F-8 戰機和其它戰機相比，由於飛彈可用射程範圍的增加，再加上F-8 飛行員的訓練相當注重教導飛行員了解響尾蛇飛彈的射程特性，使其在每次接戰中的擊落機率最高。而且在滾雷行動期間，AIM-9D 發射時在射程之外的機率只有13%，和射程較長、又用雷達判斷射距的麻雀飛彈差不多（11%），低於AIM-9B 的28%。故海軍高層開始改變武器思想，在TopGun 的課程中訓練飛行員應優先取得適合響尾蛇飛彈的位置，發射一枚後先觀察結果、再發射下一枚；而不像空軍一樣，取得戰位就把4枚飛彈都射出去。
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贖罪日戰爭中，以色列“幽靈”發射AIM-9D“響尾蛇”飛彈擊中一架MiG-21 的照相槍照片
AIM-9G
AIM-9G 以已經相當成功的D 型為基礎繼續改進，加上海軍F-4 飛行員訓練改以響尾蛇為主，充分教導響尾蛇的發射限制。後衛作戰期間，海軍的24 次擊墜紀錄中有23 次是使用響尾蛇飛彈；而空軍則在48 次擊墜中，30 次使用麻雀飛彈，比較起來便可看出海軍對響尾蛇彈飛的重視程度。而AIM-9G 也不負眾望，發射了50 枚就命中23 枚，命中率高達46%。
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Randy “Duke” Cunningham 在一天之中擊落的三架米格，座機F-4J就掛載了AIM-9G
G 型飛彈最大改進在於其引入了截獲擴展模式（Sidewinder Extended Acquisition Mode，SEAM）方式，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索，或者可以先由發射飛機上的雷達帶領尋標頭搜索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，從而擴大了空戰格鬥的發射包線，從而初步具備了離軸截獲的能力。越戰時即曾經被F-4 戰鬥機大量使用。
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掛載AIM-9G 的F-14A
與D 型相比，G 型飛彈位標器掃描範圍更大，導引頭跟踪角速度能達到20 度/秒，當時這樣的跟踪能力足以穩定截獲大多數空中目標，很適用於F-4 幽靈這樣近戰格鬥能力相對（Mig-21）不是很突出的重型戰鬥機。
G 型飛彈於1962 年投產，共生產2,120 枚。後改由雷聲公司生產，於上世紀70 年代提供給海軍的幽靈II 戰鬥機使用。
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 開始使用晶體管電路，這型飛彈保留了AIM-9G 絕大部分的導向及控制系統。與前輩相比，H 型飛彈控制艙進行了重新設計，採用全固態電子元件和熱電池組，提高了飛彈在大過載情況下的可靠性和可維護性。由此響尾蛇也成為世界上第一種全固態空對空飛彈。
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A-4 天鷹翼下的AIM-9H
H 型飛彈與之前G 型相比，離軸截獲、跟踪能力還有命中率都有了明顯提高。
該型飛彈總共生產了7,700 枚，在越戰後期使用，但由於供應不足，在實戰中使用機會不多。不過響尾蛇H 型飛彈是響尾蛇家族中帶有承上啟下性質的一個型號，後來著名的響尾蛇L 型飛彈就是在H 型基礎上設計出來的。
美國空軍對響尾蛇的改進
空軍並不想採用AIM-9D，因為這是“海軍”發展的武器。身為全球最大空軍，但其主力戰機F-4、與主力空對空飛彈響尾蛇都是海軍發展出來的，已經是一件恥辱。事實上，空軍在本土防空戰機還有一種更大更先進的空對空飛彈：AIM-4 式。1967 年空軍開始部署第一架純為空軍發展的F-4D 戰機（之前使用的F-4C 型基本上與海軍的F-4B 型差別不大）與其改進型的響尾蛇飛彈，空對空武裝則加上了發射最新型AIM-4D 飛彈的能力。空軍相信，這可以完全修正之前科技發展的錯誤。
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AIM-4D 紅外導引空對空飛彈
AIM-4D 果然將空對空武器的性能提升到另一個境界：爛得更徹底。AIM-4D 和AIM-9D 一樣改用液態氮冷卻引導頭，然而獵鷹的液態氮是存在飛彈中、不像響尾蛇是存在發射架上，故容量太小、冷卻時間短很多：只有2 分鐘。又因液態氮輸入引導頭的過程不能中斷，故引導頭一開始冷卻，飛行員就必須在兩分鐘內把飛彈射出，否則引導頭就不能再用了。更嚴重的是其啟動冷卻的程序相當繁瑣，所以飛行員不得不在進入格鬥前先把彈飛冷卻、並希望在2 分鐘之內有機會開火，不然就是必須在格鬥中期望在射擊機會出現前，可以及時完成冷卻程序。然而扣扳機前最少需要多切2 個電門，整個射擊程序完成至少要4.2 秒（響尾蛇飛彈則不到1 秒），故在實際作戰中飛行員幾乎只能採用格鬥前先開冷卻的方法。而困擾各型武器的可靠性問題，在獵鷹上也表現得更差：一開始的15 次射擊中，只有10 次真的把飛彈射出去。即便飛行員克服了以上種種問題，讓飛彈成功導引，但想要命中目標還需要比使用響尾蛇飛彈更多的運氣：其彈頭重僅1.36 千克、低於響尾蛇的5 千克，且其只有直接撞擊引信。有飛行員形容：“你必須射中米格機飛行員的心臟才能擊落他”。奇怪的是，既然不使用近發引信，但其最小射程限制反而更遠：1.5 公里（響尾蛇為900 米）。整個滾雷作戰期間，共發射了54 枚、只命中5 枚，被視為表現最差的飛彈。相對於響尾蛇及麻雀飛彈陸續改進後還繼續服役數十年，獵鷹飛彈從此退出江湖。
失望之餘空軍回頭改進響尾蛇飛彈，稱為AIM-9E，並且在1967 年列裝部隊。為了節省成本，保留AIM-9D 原來的戰鬥部、引信及推進火箭。該飛彈的熱電製冷硫化鉛探測器使其導引頭的跟踪角速度提高到每秒16 度，導引頭視角則達到40 度。此外，它還採用了全新的電子組件和引信系統。這些改進措施使響尾蛇飛彈的低空攻擊範圍增加。AIM-9E-2 還換裝了改進型低煙火箭發動機。但是E 型飛彈仍舊只能在目標的後半球發射並跟踪目標，這也是當時所有紅外導引飛彈的共同缺點。AIM-9E 射程範圍沒有多大改變、其可靠性也沒有太大的改善，後衛行動中，空軍發射了64 枚AIM-9E、只命中5 枚，8% 的命中率比滾雷行動中的AIM-9B還差。後來在AIM-9J 出現後，美國開始將庫存的AIM-9E 海外軍援盟國。
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博物館中的AIM-9E，與AIM-9D 相比，彈頭加長了不少
1968 年空軍又發展AIM-9J，將前控制翼改成雙三角翼的外形，企圖提升飛彈的機動性能，並將最小射程限制縮短為300 米、延伸其最大射程、並可在7.5G 狀態下發射，可說是真正為格鬥設計的飛彈。飛彈前部控制鴨翼結構強度也進行了加強，可以在90 lbf•ft（120 N•m）的大扭矩下正常工作。此外它還是第一種使用固態電子元件的飛彈。到1975 年共交付空軍14,000 枚AIM-9J，均由庫存的AIM-9B/9E 改成，每枚改進費用僅需7,000 美元。
另外空軍也了展了稱為“格鬥麻雀”的改進型AIM-7E-2，此型飛彈有兩種發射模式，第一種是舊有飛彈的正常模式；第二種格鬥模式則會啟動一個電子開關，將最小射程限制由900 米降到450 米，以適應近距離格鬥。但是在空軍的指揮階層被“轟炸空權”主義的戰略空軍把持之下，將眼光移到空對地攻擊上、忽視空對空武器的發展，故這兩型格鬥飛彈的發展一直斷斷續續，沒有進行完整測試。
但AIM-9J 的實戰結果相當今人振奮，可以說是格鬥用飛彈的表率。1972 年9 月9 日，4 架F-4E 與多架米格機混戰中，領隊先連發2 枚AIM-9J 擊落一架MiG-19，接戰第二架MiG-19 時，以50 度之離軸角護射1 枚AIM-9J，在雙方都以5G 飛行的狀況下，響尾蛇飛彈仍穩穩地命中敵機。但好景不常，9 月16 日一組F-4 發現一架低飛的MiG-21，在敵機毫不閃躲的情況下，其中一架F-4 共射了8 枚AIM-9J 才把它擊落：2 枚墜地（射程不足），2 枚錯過，2 枚沒有導引（可能是故障或飛行員失誤），1 枚接近目標但未爆炸（引信問題）。空軍檢查發現，AIM-9J 在低空的最大射程並未達到原先要求，而作為一枚中低空格鬥飛彈，其發展過程中的實彈測試竟只射擊高空大速的靶機而沒有發現這個問題，也沒有測試過熱帶潮濕氣候對飛彈可靠性的影響。而測試中發現的彈頭與引信組不能在近發引信啟動後於4.8 米外有效摧毀目標，竟也未持續找出問題就貿然服役。在後衛行動期間發射過31 枚AIM-9J，4 枚命中、4 枚射不出去、23 枚沒打中，命中率只有13%，雖比E 型理想，但卻和滾雷行動中的B 型差不多。淒慘的戰績使前線空軍單位曾要求空軍儘速採用海軍的AIM-9G，但因空軍長久以來的本位主義，使發射軌不肯加裝液態氮的儲存能力以支援海軍飛彈而放棄。
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F-4E 試射AIM-9J，採用了無菸發動機後，大大減少了發射時的目視特徵
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彈藥車上的AIM-9J
1973 年，福特航太公司開始生產AIM-9J 型飛彈的擴展型號—— AIM-9J-1，就是後來的AIM-9N 型飛彈。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，福特航太公司生產超過7,000 枚，專供外銷用。
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AIM-9P 的彈頭外形
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挪威F-16 掛載的AIM-9P
此前AIM-9J 被廣泛出口到世界多個國家。而J/N 型也衍生出多種擴展型號，均以P 字打頭，從P1- P5。AIM-9P 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。這些改進包括很多方面，例如換裝新型低煙火箭發動機等等。而在P4 和P5 改進型中，響尾蛇飛彈具備了全向攻擊能力。德國的BGT 公司曾經開發過一組套件用於對AIM-9J/N/P 型導彈進行升級，使其能達到AIM-9L 型飛彈的標準，這些改進後的飛彈被稱為AIM-9JULI。而升級套件的核心部件就是DSQ-29 紅外線感應器單元——AIM-9L 的核心部件。
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西班牙F-18 掛載的AIM-9JULI
AIM-9P1 －使用激光近炸引信，代替原先的紅外線引信。
AIM-9P2 －無菸推進火箭。
AIM-9P3 －採用加強抗干擾的尋標器，但仍使用原來的紅外線引信。
AIM-9P4 －是AIM-9P3改型，採用了AIM-9L的部分技術，具備與L型相同的全方位尋標器。
AIM-9P5 －加強電子抗干擾能力。
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幾種響尾蛇的彈頭組件對比圖
三代響尾蛇——全向攻擊
二代響尾蛇性能雖然在一代基礎上有了很大提高，但是他的使用仍然受到很多限制，最大限制就是仍然需要從敵機後半部攻擊才能奏效。而伴隨著科技的進步，三代響尾蛇——能夠全向攻擊的AIM-9L 導飛彈應運而生。
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AIM-9L 全貌
越戰後美國軍方總結了響尾蛇的參戰表現，認為其在低空對活動目標攻擊能力不足的主要原因是硫化鉛探測器性能不佳，容易受地面以及雲層反射的雜波影響，為此必須研製靈敏度高、抗干擾能力強的紅外探測裝置。
20 世紀70 年代中期，美軍組織專家對在研發的新型飛彈進行論證，發現投入使用的飛彈中除了H 型有一定的離軸截獲和跟踪能力外，其他型號都採用了命中率不高的尾追攻擊方式，因此希望新一代響尾蛇必須具備全向攻擊的能力。為了減少研發風險，決定以AIM-9H 為基礎，吸取部分AIM-9J 的技術來研製新一代AIM-9L 飛彈。
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AIM-9L 空對空飛彈舵機機構及DSU-15A/B 窄波束激光近炸引信
AIM-9L 飛彈於1978 年投入生產。它是世界上第一種真正意義上具備全向攻擊能力的飛彈。它可以從各個方向，包括敵機頭部實施攻擊，這在空戰格鬥中是很有實用價值的（也推動了空戰戰術的變革）。AIM-9L 飛彈分別於1982 年和1984 年在福島戰爭和黎巴嫩戰爭中投入使用。與之前的二代響尾蛇相比，AIM-9L 飛彈的命中率有很大提高——達到80% 左右，這比二代響尾蛇的命中率提高了10%-15%。無論是在福島戰爭中還是黎巴嫩戰爭中，面對AIM-9L 的強勢挑戰，對手幾乎束手無策。
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AIM-9L 從側向、迎頭攔截目標
AIM-9L 飛彈導引頭採用製冷銻化銦光敏元件，能夠探測到波長較長的紅外輻射，克服了以往尋熱飛彈只能從敵機後半部攻擊的缺陷，具備了全向攻擊的能力。和H 型不同，AIM-9L 飛彈在掛載過程中由飛機掛架中的氮氣瓶提供製冷，而在脫離掛架飛行過程中還能由飛彈自帶氣瓶提供製冷，從而增加了作用距離。同時導引頭採用調頻調幅圓錐掃描方式，提高了目標跟踪的穩定性。
AIM-9L 飛彈採用裝有多個砷化鎵激光二極管的DSU-15A/B 窄波束激光近炸引信，9.4kg 重的WDU-17B 型環形連續桿戰鬥部和45kg 重的MK45 固體火箭發動機，四個控制舵面改為雙三角型，而四個彈翼則為梯形懸臂式，其後緣翼尖裝有陀螺舵。從外觀上看雙三角控制翼面和導引段和控制段外觀顯示出一種金屬色是它區別於其他型號飛彈的重要特徵。
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控制舵後方的圓形窗口就是DSU-15A/B 窄波束雷射近炸引信窗口
此外，AIM-9L 飛彈也是繼AIM-9B 飛彈之後第二種三軍通用的空對空飛彈，美國海軍、空軍和海軍陸戰隊同時裝備了這種飛彈。由此經過二代響尾蛇階段各自走過不同的摸索道路後，大家終於又走到了一起。
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AIM-9L 的尾翼及陀螺舵
鑑於AIM-9L 飛彈優異的性能，很多國家引進這種飛彈作為本國空軍的製式裝備，甚至還有不少國家引進許可證自行生產AIM-9L 飛彈。尤其是德國的BGT 防務公司，通過在引進技術的基礎上改進升級，這個公司推出了針對AIM-9L 飛彈的很多改進型：首先是AIM-9L 戰術型飛彈；接著是擴展型，在原型彈基礎上抗干擾能力有很大提高，這個改進型包括一個可拆卸的組件，用來提高飛彈的紅外抗干擾能力。而這些改進型又為日後AIM-9M 飛彈的問世奠定基礎。此外1984 年德國BGT 公司將其改裝為AIM-9/SHORAD 近距地對空飛彈。日本於1981 年和1983 年先後向美國購買670 枚AIM-9L 飛彈；沙烏地阿拉伯也於1981 年向美國購買1,200 枚AIM-9L 飛彈。
主要技術指標（響尾蛇L 型飛彈是響尾蛇家族發展歷程中的一個巔峰，其技術指標帶有典型性）：
彈長：2.87m；
彈徑：127mm；
翼展：630mm；
發射重量：91kg；
飛行速度：2.5馬赫；
最小/最大射程：1km-18.53 km；
最大使用升限：<=15km；
導引制式：紅外被動導引；
戰鬥部：9.4kg環形破片戰鬥部；
製造商：雷聲公司、福特航太、勞拉公司；
單價：US$84,000。
AIM-9M
1976 年1 月美國海軍和空軍聯合提出發展AIM-9M 飛彈的計劃，希望能提高其在沙漠地區對紅外目標的截獲能力。
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AIM-9M 彈頭外形
該型飛彈改進了AIM-9L 飛彈的格鬥性能。導引頭採用閉環式製冷技術，電子組件做了重新配置並提高了抗干擾能力，截獲目標能力提高了50%，AIM-9M 飛彈還使用了MK36Mod5 少煙發動機來減少尾跡，同時減少了飛彈被對方探測的可能。
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AIM-9M-8/9 展示彈，注意雷射引信窗口比旁邊的-L 要大一圈
AIM-9M 飛彈在1979 年3 月完成項目研製，1982 年末開始生產，曾大量應用於海灣戰爭並在空戰中擊落了12 架伊拉克戰機。目前AIM-9L/M 是美軍的主用彈種。
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美國空軍F-15 使用的AIM-9M-9
AIM-9M 型飛彈的初始型號——AIM-9M-1 於1982 年投入使用，最初M 型飛彈相對於L 型的改進僅限於飛彈導引控制部分。但後來隨著生產批次的增加，陸續加進了新的改進項目。AIM-9M 飛彈也屬於美國海空軍通用的空戰武器——生產批次編號為奇數的屬於空軍專用，偶數屬於海軍：AIM-9M-2/3、AIM-9M-4/5、AIM-9M- 6/7，其中AIM- 9M-6/7 系列參加了波斯灣戰爭，在空戰中擊落了十多架伊拉克飛機。而AIM-9M-8/9 批次飛彈通過更換之前導彈中五塊線路卡和相應的母卡進一步提高了自身抗紅外干擾的能力。該批次導彈於1995 年服役，其升級過程也很方便，只要在儲存倉庫中通過更換闆卡即可解決。而最新型的AIM-9X 飛彈則乾脆通過升級自帶軟件系統的方式來實現整體升級，由此連更換飛彈硬體的步驟都省了。
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AIM-9M 的WGU-4E/B 引導頭特寫
橫空出世的AIM-9X 型飛彈
提到大名鼎鼎的AIM-9X 飛彈，不能不提到之前的兩個特殊型號飛彈——AIM-9R 和AIM-9BOA 型飛彈，雖然這兩種型號的飛彈最終都沒有服役部隊，但是它們對於日後AIM-9X 的誕生卻起到很大推動作用。
AIM-9R
1987 年美國海軍開始研發AIM-9L 的後續型號——AIM-9R 飛彈。和之前響尾蛇相比，AIM-9R 最大的不同是其導引頭首次採用焦平面陣技術（FPA），此外還採用了數字攝影機專用的CCD 攝影頭探測器作為紅外探測器的一部分。這樣一來，飛彈的離軸發射能力得到極大的提高。但是限於當時技術條件，新型導引頭只能在白晝情況下使用，在夜裡它的工作效能就大打折扣了。最終美國空軍並不同意裝配該型飛彈，而是開始嘗試另闢蹊徑來提高響尾蛇的性能。AIM-9R 項目最終在飛行測試階段就被取消了，但是它的投入並不多餘，AIM-9R 上的一些先進技術被用到了AIM-9X 的研發中，更重要的是美國海軍和空軍終於同意聯合研製下一代響尾蛇——AIM-9X。
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1991 年4 月，F-18 試射AIM-9R
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AIM-9R 的WGU-19/B 引導頭組件
AIM-9 BOA 型飛彈是美國海軍中國湖武器試驗中心研發的一種實驗彈，其目的是研究如何通過壓縮控制翼面面積的方法來縮小整個飛彈所佔空間，以便響尾蛇能被安裝進未來隱形戰鬥機的內置彈艙中。飛彈彈翼平時折疊，發射的一瞬間才自動展開。
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AIM-9 BOA 尾翼翼展減小，取消了陀螺舵
同之前的響尾蛇相比，BOA 外觀上減少了控制翼面的面積，取消了尾翼上的陀螺舵，恢復了老式響尾蛇的前向鴨翼佈局（而不是L/M 型飛彈使用的雙三角翼） 。儘管海軍和空軍共同研發了AIM-9L/M 飛彈，但是BOA 卻仍然屬於中國湖武器研究中心獨立研發的產品（它的資金來源於中國湖內部的獨立研發基金）。有趣的是，同時美國空軍也在自力更生研製一種和BOA 性質類似的飛彈——AIM-9 Box office 彈，以便為未來的F-22 猛禽戰鬥機配套使用。最終參謀長聯席會議主席決定讓海空軍中止各自獨立研發的項目，轉而聯手研製新一代的AIM-9X 飛彈。但是無論是BOA 還是Boxoffice 飛彈的很多研究成果都沒有被拋棄，而是應用到了AIM-9X 飛彈。因此今天你仍然可以在AIM-9X 飛彈上找到上述兩種飛彈的不少研究成果。
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博物館中的AIM-9 BOA
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F-16C 試射AIM-9 Box office，照片比較模糊，射出的飛彈甚至看不到彈翼
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AIM-9 Box office 只有尾翼，沒有鴨翼，帶矢量推力。AIM-9X 就是AIM-9 BOA 與Box office 結合的後代，集中了兩者的優點
AIM-9X
AIM-9X 飛彈的誕生離不開三個至關重要的外部因素：蘇聯同行的強力挑戰、歐洲同行的推動還有之前美國海空軍各自的改進實踐。
1974 年到1978 年，美國海軍和空軍在內利斯空軍基地進行了一次聯合技術論證活動（ACEVAL/AIMVAL Joint Test and Evaluation），這次論證主要目的是明確下一代機載武器的需求、技術指標等內容。在空對空飛彈部分中，美國海軍和空軍在雷達導引中距空對空飛彈方面達成共識，決定共同開發下一代先進中距空對空飛彈——就是後來著名的AMRAAM 空對空飛彈。然而在下一代先進近距離導引空對空飛彈（ASRAAM）方面卻始終沒有達成一致。原因是當時海軍和空軍都已經開始了各自獨立研製的近距離格鬥飛彈：空軍正在研發AIM-82 飛彈；海軍的Agile（“靈敏”）導彈也已經進行了飛行測試並被提交進了AIMVAL 論證流程中。美國國會最終堅持兩軍必須聯合研發下一代近距空對空飛彈，於是AIM-9M 型飛彈成為下一代近距空對空飛彈研發的基礎。作為各方妥協的結果，下一代飛彈沒有像海軍的Agile 飛彈那樣刻意追求離軸發射能力和追踪動目標能力。然而天有不測風雲，貝卡谷地大空戰中AIM-9L 飛彈大獲全勝大大刺激了蘇聯的神經。蘇聯大大加強了自己在空對空飛彈方面的投入。1985 年，原蘇聯研發了新一代近距離格鬥空對空飛彈——AA-11/R-73“射手”空對空飛彈。它的技術指標十分接近原先的Agile 飛彈。蘇聯在近距空對空飛彈方面開始佔據上風，同時蘇聯還在大力研發IRCM 技術——紅外干擾/對抗技術，打算以此來削弱AIM-9L/M 飛彈的作戰效能。嚴酷的事實面前，西方陣營認識到只有認真評估下一代近距空對空飛彈的技術標準才能有效面對蘇聯同行的挑戰。
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AIM-95 Agile 飛彈外形圖
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AA-11/R-73 的問世引發了新一代空對空飛彈的軍備競賽
上個世紀80 年代後期，歐洲軍火集團領頭研發了ASRAAM——先進短距導引空對空飛彈系統。其中英國主要負責飛彈後半部分——主要是動力段部分；而德國則負責飛彈的導引控制段的研發（畢竟德國在對AIM-9J/F 型飛彈導引頭改進過程中積累了很多有益經驗）。然而到1990 年，ASRAAM 項目卻迫於技術和資金雙重壓力而受阻，而此時蘇聯的AA-11 飛彈已經開始服役部隊，蘇聯飛彈的威脅已經迫在眉睫了！此時美國終於確定了下一代近距空對空飛彈的定位——必須有效對抗AA-11 飛彈的威脅，同時在對抗紅外干擾方面的能力需要有明顯提高。技術需求稿（第一版）於1991 年公佈，而此時主要的競爭者只有兩家——美國雷聲公司和美國休斯技術公司。正當兩家公司緊鑼密鼓地進行競爭時，英國為了繼續推進ASRAAM 飛彈的研發，選擇了休斯公司提供的先進導引頭，該導引頭採用具備高的離軸發射能力的紅外焦平面陣列技術，飛彈的離軸發射能力得到很大提高。不過英國並沒有因此趁熱打鐵去繼續提高ASRAAM 飛彈追踪動目標的能力，以此來對抗AA-11 的威脅。而作為AIM-9X 飛彈招標的流程之一，美國軍方參考了歐洲公司對ASRAAM 飛彈導引頭的測試結論，並肯定了其技術能夠達到美軍對於其下一代近距飛彈的要求，且採用該技術能夠有效提高飛彈追踪動目標的能力。最終休斯公司贏得了AIM-9X 型飛彈的設計權，並且其設計的先進導引頭也將被運用到AIM-9X 型飛彈的設計中去。
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F-16 試射ASRAAM，可以看到飛彈一脫離發射架就開始改變方向。由於英國人的拖沓延作風，ASRAAM 失去了先機
然而後來形勢的變化卻出人意料：1997 年，為了給空間業務發展讓路，休斯公司將旗下負責飛機和飛彈業務的分公司出售給雷聲。雷聲公司抓住這一戰略機遇，通過與麥道公司的較量，終於將丟失的AIM-9X 飛彈發展的主導權又重新抓在手裡。
AIM-9X 飛彈，由雷聲公司研製，於2003 年11 月進入美國空軍服役，最初裝備F-15C 戰鬥機；海軍則配備於F/A-18C 戰鬥機上。與前輩相比，AIM-9X 飛彈進行了大量改進，基本上是重新設計了一遍：導引頭採用像增強紅外焦平面陣，其離軸發射角達到+/-90 度，並且其數字化控制系統可以選擇攻擊目標的薄弱部分，而不是像普通紅外導引飛彈那樣直奔目標發熱量最大的發動機尾噴口。通過與最新型的美軍聯合頭盔瞄準系統（JHMCS）系統交聯以及配備新型三維噴氣矢量控制系統，飛彈具備比配備傳統控制系統的飛彈優異的多的轉向能力；利用頭盔瞄準具，飛行員只要注視著敵機就可以控制AIM-9X 飛彈飛向目標，從而大大提高了飛彈的空戰效能。而AIM-9X 飛彈的推進器和戰鬥部則未作過多改動，仍舊沿襲AIM-9L 和AIM-9M 飛彈上的配備——MK36Mod11 火箭發動機、DSU-15A/B 雷射近炸引信和WAU-17 /B 連續桿戰鬥部；由於飛彈整流罩經過重新設計，降低了空氣阻力，飛彈的射程和飛行速度有了提高；為了保證導引頭正常工作，海軍和海軍陸戰隊裝備的AIM-9X 飛彈在發射架上配備了氮氣瓶，而空軍版的AIM-9X 飛彈則依靠導彈內部安裝的氬氣瓶；飛彈本身還安裝了安全控制電路，其安全發射距離得以縮短；此外飛彈的反紅外干擾能力也有了提高，可以對抗最新型的紅外干擾裝置。AIM-9X 飛彈初步具備發射後鎖定的能力，不但可以在現役戰鬥機上使用，還可以裝備F-35、F-22 等四代戰鬥機。模擬空戰顯示，當與裝備了不具備高離軸發射能力飛彈的戰鬥機交手時，與頭盔瞄準具交聯的AIM-9X 飛彈擁有50：1 的勝率。
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AIM-9X 大量使用現成部件，研發速度驚人
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配合JHMCS，AIM-9X 在空戰中可以取得極大的優勢
此外飛彈的彈體結構也有了加強，其彈翼和尾舵都採用鈦合金製造，能夠承受更大的過載，所以具有很強的近距離機動作戰能力。轉彎速率達到100 度/秒，是AIM-9L 的7 倍！最新的AIM-9X 型飛彈的尾翼和控制翼面比起它的前輩來，面積小了很多，因為在初始設計時軍方就明確提出必須滿足F-22 猛禽戰鬥機的彈艙容量限制。因此AIM-9X 的控制翼面被放到飛彈尾部——和響尾蛇最初的設計完全相反，而飛彈前部的翼面則被用來保持飛彈的飛行穩定性。此外AIM-9X 採用了先進的噴氣矢量技術來提高飛彈的敏捷性——四塊導流翼片被放在發動機噴口後方，通過四塊翼片的擺動來控制噴氣方向。而在AIM-9X 的最新批次中引入了總線技術：新型的MIL-STD-1760 數據總線允許飛彈在F-14B/D、AV-8B 飛機和AH-1W 直升機上使用；而MIL-STD- 1553 總線則允許飛彈在F-15/16/18 和最新型的F-22/35 戰鬥機上使用。
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AIM-9X 引導頭成像質量，傳統干擾彈已經不能干擾新一代紅外成像的空對空飛彈了
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響尾蛇家族族譜
戰爭中的響尾蛇
1956 年AIM-9B 飛彈正式進入美軍服役，此後北約各成員國也開始成批裝備該武器，最終成為北約空軍的標準裝備，當時的主承包商——福特航太通信公司總共生產該型飛彈4萬枚以上。
響尾蛇在戰爭中的表現究竟如何？飛行員對響尾蛇如何評價？這是個眾說紛紜的問題，而且因為各種原因，很多資料之間存在矛盾。只能根據公開渠道得到的部分資料來簡單介紹一下響尾蛇和其他紅外導引空對空飛彈在歷次戰中的表現。
空對空飛彈在實戰中的運用歷程，一般認為可以劃分為四個階段——萌芽期（1956-1967 年，包括台海空戰、印巴戰爭、第三次中東戰爭）、完善期（1967 年-1973 年，包括越南戰爭和第四次中東戰爭）、成熟期（1980 年-1991 年，包括福島戰爭、黎巴嫩戰爭和波斯灣戰爭）、跨越期（1991 年-至今，包括科索沃戰爭）。
第一階段是飛彈運用的萌芽階段，飛彈本身的技術指標、可靠性都很落後；搭載飛彈的戰鬥機也多屬於臨時改裝；指揮方式還是十分落後的地面語音引導方式；由此飛彈空戰的戰術條令根本沒有出現，各國空軍都在摸索飛彈空戰的基本原則。
響尾蛇首次投入實戰是在民國47 年的八二三炮戰中，當時搭載了AIM-9B 飛彈的F-86 戰鬥機對上了共軍MiG-17 戰鬥機群，並取得了戰果。而共軍根據參戰飛行員的描述，很快確定是遭到響尾蛇飛彈的攻擊，連夜要求參戰部隊放棄大編隊、密集隊形，改用小群多路隊形與對手交戰，避免不必要的傷亡。同時要求各地不惜一切代價搜尋響尾蛇飛彈殘骸，最好是啞彈。很快共軍得到了一枚發射卻沒有爆炸的啞彈，研究半天沒有找到頭緒，只好把飛彈交給蘇聯方面繼續研究。
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中華民國空軍鯊魚嘴塗裝的F-86F，第28 中隊。翼下掛載AIM-9B
響尾蛇第一次亮相不但震驚動了大陸共軍，也引起了世界各國空軍的注意。但是第一代響尾蛇的各項技術指標還很落後，對於當時的空戰還起不到決定性的作用。要說作用，只能說對參戰飛行員的心理產生了無形的震撼。
1966 年的印巴戰爭中，巴基斯坦空軍的F-86 戰鬥機群中只有四分之一具備掛載響尾蛇的能力，但是每次與其交手的印度空軍飛行員都異常小心，因為一旦與F-86 交手，印軍都不得不假設對方可能攜帶了飛彈。《世界軍事》曾經刊登過一起經典戰例——一名巴軍飛行員在很短時間內擊落印軍數架“獵人”戰鬥機，而原因就是這數架印軍飛機都誤以為對方攜帶了飛彈，慌忙逃竄中誤入巴軍的埋伏圈。整個1966 年印巴戰爭中，巴基斯坦空軍發射33 枚AIM-9B 飛彈，擊落印軍獵人F.56 和蚊納F.1 戰鬥機9 架。
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巴基斯坦博物館的一架F-86F，掛AIM-9B
民國57年台海空戰中最後一戰——三空戰中，攜帶了響尾蛇飛彈的國軍F-104 戰鬥機群倚仗先進武器，大白天敢於深入大陸縱深進行攻擊，在返航途中被共軍殲-6 戰鬥機群迎頭攔截，不幸被擊落一架戰鬥機。這也說明雖然擁有了先進武器也不能盲目輕敵，否則會給自己帶來不必要的危險。反之劣勢裝備一方如果掌握了正確的戰術也能打出漂亮的伏擊戰。
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殲-6 擊落美軍F-104C
第二階段是飛彈運用的完善期，空對空飛彈開始成批投入戰場使用；專門為飛彈空戰設計的戰鬥機開始進入部隊。這一階段經歷了兩場高強度的戰爭——越南戰爭和中東戰爭，戰爭雙方為了爭奪制空權展開了激烈的空戰，在緊張複雜的空戰實踐中，與飛彈空戰配套的指揮體系（空中預警與電子對抗體系、反雷達作戰系統、地面防空與攔截機相結合的防空系統）也開始形成，交戰各方對於飛彈運用技術日益嫻熟、對於飛彈性能也提出了更高的要求。這個階段是彈飛發展歷程中的重要階段，是飛彈運用技術戰術全面形成的階段。
20 世紀60 年代初期，響尾蛇作為美軍的主力空對空飛彈開始投入越戰，但由於當時電子管電路穩定性差以及紅外導引頭容易被陽光雲層干擾，影響了飛彈的戰場發揮；加上當時很多戰鬥機飛行員不能熟練運用飛彈，不能很好把握發射飛彈的時機，經常錯過戰機；還有就是早期AIM-9 飛彈還有第一代用於飛彈空戰的戰鬥機（F-4 幽靈、MiG-21）都是為了攔截大中型戰略轟炸機設計，實戰中卻被用來和對方戰鬥機進行空中格鬥，奪取制空權，飛彈和飛機的性能都和實際要求有距離，因此響尾蛇在越戰中的表現最初並不理想。
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VF-111“流浪者”中隊的F-4B 準備從“珊瑚海”號航母上彈射起飛執行轟炸北越目標的任務。由於高溫環境，造成“幽靈”的外掛能力下降，僅掛4 枚MK82 炸彈和兩枚AIM-9D 飛彈
最初美軍F-4 幽靈戰鬥機只搭載飛彈，沒有安裝機炮，但是實戰中卻發現無論是響尾蛇、獵鷹還是麻雀，可靠性都很差，發射出去的飛彈接連脫靶，輕則貽誤戰機，重則給自己帶來危險（美國海軍航空兵的一支F-4 戰鬥機4 機小隊在與大陸地區海軍航空兵殲-5 戰鬥機群的空中摩擦中甚至發生自己發射的飛彈擊落了友機的事件）。結果只好心急火燎地重新安裝上機炮。
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美國空軍的F-4E 上增加了一門航炮，以提高任務的靈活性
而越南空軍的飛行員也遇到了尷尬，他們原本對剛拿到手的MiG-21 戰鬥機和K-13 空對空飛彈滿懷信心，可是實戰中卻大失所望——最初空戰中連續發射了14 枚飛彈全部失敗的不說，甚至還損失了一架MiG-21！無奈之下也只好重新裝上了空對空火箭彈。
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越南空軍的MiG-21 機群，翼下掛載K-13 空對空飛彈
交戰各方都開始對這種情況進行了分析改進：越南空軍在仔細研究了MiG-21 的技戰術特點後，放棄了在MiG-15/17 上使用的低空纏鬥的打法，轉而採取“掠襲”戰術——利用MiG-21 高空高速性能攻擊對方機群，高速脫離後再第二次攻擊。而美軍除了加緊改進響尾蛇的性能外，也積極改進空戰技術，開設了TOP GUN 這樣的空戰技術培訓學校，由此受到了明顯效果。
1972 年4 月6 日，美國恢復對越南的大規模轟炸——這就是著名的“後衛”戰役，經過差不多2 年修整的美軍飛行員得到了很好的空戰訓練，空戰水準有了明顯提高：1月19 日，海軍VF-96 戰隼中隊的“公爵”科寧漢姆中尉使用AIM-9 擊落了一架Mig-21；5 月8 日他又用AIM-9 擊落了一架MiG-17； 5 月10 日是他的幸運日，一天裡大開殺戒——擊落3 架敵機，全部使用AIM-9 飛彈。10 月13 日美軍的柯蒂斯.威斯特法爾中校駕駛F-4 也用空對空飛彈擊落一架米格，他成為越戰中最後成為王牌的飛行員。
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Philip West 所作“Showtime 100”，描繪公爵在這天擊落第二架米格的情景
而越南方面，7 月5 日，927 中隊的兩位飛行員發射K-13 飛彈，各自擊落一架F-4。值得一提的是後衛I戰役中，兩位越南飛行員聯手使用K-13 飛彈擊落了一架B-52 轟炸機。1972 年12 月27 日夜間，越南空軍飛行員潘贊駕駛MiG-21 連續發射兩枚飛彈擊落了一架B-52。
越戰中1972 年是空戰水準最高的一年，雙方大量投入超音速戰鬥機，不分白天黑夜大打飛彈戰。越南飛行員甚至學會了駕駛MiG-21 勇敢的接近大型目標，使用K-13 擊毀對方的B-52 轟炸機。飛彈開始取代機炮成為空戰重要武器。
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美機照相槍記錄的被擊毀的北越MiG-21PF
中東戰爭是冷戰中繼越南戰爭後又一場高強度高水準局部戰爭。由於交戰區域地處沙漠地帶，地形空曠，掌握制空權顯得尤為重要，為此以阿空軍都投入大量精力。與越南空戰不同的是，由於地形導致地面野戰防空系統無法完全覆蓋整個空域，整個中東戰爭中大規模的戰略轟炸和要地防空作戰從未出現過，更多的是前沿上空空中纏鬥和淺近縱深地帶的對地打擊，最多是對對方縱深重要軍事目標的空中打擊，因而雙方空軍都非常重視如何在地面或者空中消滅對方空中力量。因此中東空戰中空戰水準可以說是戰後歷次局部戰爭中水準最高的。
1967 年的第三次中東戰爭第一天，以色列空軍通過空中突襲一舉將埃及、敘利亞空軍主力摧毀於地面，少數殘存的阿拉伯戰鬥機就算升空迎敵也很快被對手全部擊落。整場戰爭中空戰不算多。但是也有零星飛彈空戰的實踐。
戰爭第一天，當以色列空軍突襲埃及蘇威爾基地時，埃及飛行員Awad.Hamdi 是極少倖存者之一，他駕駛一架沒有掛副油箱的MiG-21 飛機使用K-13 飛彈打下一架以色列飛機。
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埃及MIG-21 照相槍拍下的攻擊F-4E 過程
回顧第三次中東戰爭，空對空飛彈的實踐並不多（公開資料中多數空戰戰果都是機炮獲得的），一方面由於戰爭持續時間短；另一方面也由於當時空對空飛彈和機載雷達的可靠性有問題。當時的伊拉克戰鬥機飛行員反映MiG-21PF 的“雷達冷卻系統問題嚴重，導致K-13 雷達根本不能在超過1.2 馬赫情況下使用。
而以色列飛行員也遇到相同的問題：幻象III 裝備的Cyrano 都普勒雷達系統性能是非常先進，可是當敵機出現在自己下方時，它就開始部分失靈了。此外這種雷達還很嬌氣，溫度過高時會死機。
此外空對空飛彈在這場戰爭中表現也只能說欠佳：6 月5 日下午兩架幻象III 攔截了一架約旦空軍的獵人戰鬥機，前者向後者一口氣發射了數枚國產蜻蜓I 空對空飛彈——一種逆向工程仿製響尾蛇的飛彈，結果全部被躲過。後者反而差點用機砲擊傷一架幻象III。由此以軍高層對飛彈的作戰效能產生了懷疑。
而到了後來的消耗戰和1973 年的第四次中東戰爭，伴隨著性能更好的AIM-9D 和AIM-7E 空對空飛彈被提供給以色列空軍，空戰中空對空飛彈的實踐明顯多起來。
第三次中東戰爭後，以阿雙方都認真發展空中力量，為下一場中東戰爭做準備。其中埃及和敘利亞為了重建空軍更是不遺餘力，不但從蘇聯引進SA-2/6 地對空飛彈、性能更好的新型MiG-21MF 戰鬥機，甚至直接請來蘇軍教官協助搭建防空體系。而以色列則從美國引進F-4 幽靈戰鬥機、新型響尾蛇飛彈，還自研了新型的幼獅戰鬥機和蜻蜓II 空對空飛彈——也是一種红外導引空對空飛彈，其性能比AIM-9B 還有蜻蜓I有了明顯提高。
第四次中東戰爭是中東空戰的一個高峰，紅外導引空對空飛彈已經開始取代機炮成為主戰兵器。第四次中東戰爭中，阿拉伯空軍和以色列空軍都出動大批戰鬥機進行空戰，同時對地面裝甲部隊進行火力支援，高峰時雙方投入空戰的飛機多達一百多架！而在這18 天的戰爭中，以色列空軍出動各型作戰飛機11,233 架次，與阿機空戰117 次。阿方共損失飛機392 架，其中約334 架是在空戰中被擊落的，並且大多數是被空對空飛彈擊落的。其中101 架是被F-4 幽靈擊落的（56 架是被M61 機砲擊落，7 架被麻雀空對空飛彈擊落，其餘是被響尾蛇飛彈擊落）；另外233 架被幻象戰鬥機擊落（其中151 架被響尾蛇和國產蜻蜓II 飛彈擊落，其餘被機砲擊落）。空戰戰果中六成是由空對空飛彈創造的。而阿拉伯方面擊落以軍飛機至少103 架（一說200 架），不同的是這些戰果中很大一部分是被地對空飛彈擊落，其中6 架（4 架幻象、2 架F-4）被K- 13 飛彈擊落。
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被幻象的30MM 機砲擊中的MIG-21
回首整個第二階段，空中作戰理論通過實踐得到了完善和提高，通過越南戰爭的實踐，美國空軍初步掌握了以預警機為核心整合各軍兵種力量構建一體化空中打擊體系的技術，越南空軍則把地面雷達、地對空飛彈、攔截戰鬥機一體化的防空體係作戰效能發揮到極致；中東戰爭中，以色列空軍完善了攻勢防空理論，發展出靈活多變的戰鬥機攻防技術；阿拉伯空軍則依托地面防空體系和戰鬥機相結合的野戰防空體系一度給以色列空軍構成很大威脅。當然限於技術水準，這個階段裡高技術兵器（飛彈、預警機、電子對抗）技術還很不完善，空戰勝負很大程度上還要依靠飛行員本身戰術素養、戰鬥機性能優劣還有指揮員本身素養。
反映到裝備技術上，正是複雜多變的戰場環境促使武器設計師們加緊改進飛彈的作戰效能，提高飛彈可靠性。使得飛彈技術向更高的方向邁進。武器設計師們意識到，飛彈的主要目標不是對方大型轟炸機，而是戰鬥機，由此要求新型空對空飛彈有大離軸發射能力和動目標跟踪能力，還要具備全向攻擊能力。第三階段飛彈空戰進入成熟期。1981年8月19日，美國海軍F-14戰鬥機在印度洋上空與利比亞空軍Su-22戰鬥機發生交火，前者使用AIM-9L飛彈兩發命中，將對方兩架戰鬥機擊落。這是三代響尾蛇首次參戰。同時整場空戰中雙方未打一炮，都是由空對空飛彈完成攻擊。
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擊落利比亞Su-22 長機的F-14 AJ107
1982 年福島戰爭是三代響尾蛇首次大規模參戰，由於戰前美國向英國提供了大約100 枚新型AIM-9L 飛彈，使得英國在空戰中佔據了上風。整個戰爭中英國空軍發射了27 枚飛彈，擊落18 架阿根廷軍飛機。
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戰爭期間執行艦隊防空任務的海鷂，除了兩枚AIM-9L 導彈外，還掛載了機砲吊艙
1982 年的敘以貝卡谷地大空戰是戰後空戰的又一個經典戰例，整個空戰中，敘利亞空軍的55 架米格機中51 架被AIM-9L 飛彈擊落，命中率達到80%。同時敘利亞空軍也用空對空飛彈創造了一些戰果。空戰中，以色列空軍採用的以空中預警+電子對抗/殺傷+無人機技術構成的空中打擊體系給第四次中東戰爭以來一直不變的地面防空+空中攔截一體化防空體係以毀滅性的打擊。武器代差、敘利亞方面墨守陳規觀念落後固然是一方面，缺乏有效的反製手段，不重視電子對抗導致體係被打散也是個重要原因。
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以色列F-15 在貝卡谷地之戰中獵殺MiG-21
1991 年的波斯灣戰爭中，多國部隊擊落伊拉克飛機40 架，其中38 架被空對空飛彈擊落。
第四階段，飛彈空戰向超視距方向發展。1999 年的科索沃戰爭中，北約空軍使用AIM-120 和AIM-9L/M 飛彈擊落擊傷南聯盟空軍戰機多架，包括先進的MiG-29 戰鬥機。
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科索沃戰爭中被擊落的MiG-29
回首第三和四階段，空對空飛彈已經完全取代機炮成為空戰中主戰兵器。同時以預警機為核心，電子對抗先行的空中打擊力量已經發展成熟。空中纏鬥的勝負不再簡單取決於戰鬥機飛行員本身素質和武器的性能，還要看空中力量有效整合後綜合效能大小，關鍵是誰能提前發現敵機，提前進行攻擊，誰就能取得勝利。超視距將成為未來空戰的大潮流。