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摘要： 美国“先进中距空空导弹”（AMRAAM）是当今世界上最先进、 生产数量最多的现役雷达型中距空空导弹。 本文全面阐述了美国先进中距空空导弹的作战要求、 研制方案、 研制过程、 试验与鉴定以及改进改型情况， 介绍了该导弹的生产装备和作战使用情况， 梳理了导弹研制、 生产和使用过程中出现的问题， 总结了导弹研制和生产过程中项目管理的经验和教训以及导弹研制和发展带给我们的启示和借鉴。
关键词： 先进中距空空导弹； AIM120； 研制； 试验与鉴定； 生产与装备； 项目管理
中图分类号：TJ760.1文献标识码： A文章编号： 16735048（2015）02000307
Abstract： The Advanced Medium Range AirtoAir Missile （AMRAAM） developed by the United States is a fielded radarguided airtoair missile with multiple advanced capabilities and most production deliveries in the world today. This paper describes the AMRAAM’s operational requirements， design configuration， development process， test and evaluation， and upgrades and variants； introduces its production and deployment as well as performance in the actual combats； sorts out problems encountered in the process of its development， production and use； summarizes experiences and lessons in its program management； presents what we can learn from AMRAAM’s serial development and continuous improvement.
Key words： Advanced Medium Range AirtoAir Missile （AMRAAM）； AIM120； development； test and evaluation； production and deployment； program management
1991年海湾战争之前， 视距内格斗是空战的主要模式， 空战中损失的飞机多半由红外型近距格斗空空导弹击落。 但空战飞行员更希望在更远距离上用导弹来击落敌机， 而不是进入近距格斗。 中距空空导弹的研制成功使这个愿望得以实现。 在1991年海湾战争的空战中， 共发射71枚“麻雀”中距空空导弹， 击落战机达到26架， 占击落飞机总数的68.4%， 成功率为36%， 中距空空导弹击落飞机的数量首次超过了近距格斗导弹。 在此次海湾战争中， 美国空军还向波斯湾部署了52枚AIM120A导弹， 装备在F15C/D飞机上， 警戒巡逻载飞共计2 600 h， 仅出现过两次故障， 满足了军方要求的450 h平均无故障时间的导弹技术指标。 1991年， AIM120导弹正式具备初始作战能力。
AIM120中距空空导弹的出现使空战进入以超视距拦截为主要形式的新时代。 AIM120携带主动雷达导引头， 具有发射后不管的特点， 因此飞行员能够在发射导弹后采取规避机动；具有抗地面杂波干扰的能力， 灵敏度高；具备了上射和下射能力， 载机可使用其向上攻击高度差为15 000 m左右的航空器， 也可向下攻击贴近地面飞行的目标；具有多目标攻击能力， 与先进的机载雷达配合能攻击多个选定的空中目标（如同时发射4枚导弹分别攻击位于载机前方不同高度、 不同方位的四架敌机）。 截至目前， 该型导弹在战争中共发射13次， 命中10次， 有4次为视距内作战， 6次为超视距作战， 其中有8次仅用一枚导弹就击落目标， 其余两次分别用了两枚和三枚导弹。
AIM120空空导弹首次用于实战是在1992年12月27日。 伊拉克空军的两架米格25闯入伊拉克南部的禁飞区， 被美国空军的E3预警机发现， 随即引导在禁飞区上空巡逻的一架F16D对其进行拦截。 F16D发射一枚AIM120A导弹将其中一架米格25击落， 当时两机相距5.6 km， 接近速度800 m/s， 迎头攻击， 导弹飞行时间约8 s。 对第2架米格25， 虽然实现了锁定， 但没有攻击。
第二次攻击发生在1993年1月17日。 一架F16C仅用一枚AIM120导弹就击落了伊拉克的一架米格29。 次日， 一架F15在50 km的距离上使用AIM120导弹迎头攻击伊拉克的米格25， 但未能击毁或重创这架米格飞机。
航空兵器2015年第2期
樊会涛等： 美国 “先进中距空空导弹” AIM120的发展及启示（2）
第三次攻击发生在1994年2月28日的波黑战争中。 两架在波黑地区上空巡逻的北约F16战斗机， 拦截了南联盟4架“海鸥”轻型攻击机。 F16长机首先发射AIM120A导弹， 击落了塞尔维亚空军的一架“海鸥”飞机。 剩余的三架“海鸥”轻型攻击机也被“响尾蛇”等导弹击落， 至此南联盟的战机再也没有起飞。
1994年4月14日在伊拉克北部禁飞区， 一架美国陆军的UH60“黑鹰”直升机被F15C战斗机发射的AIM120导弹误伤击落。
1999年科索沃战争中， 南联盟损失的6架米格29战机全部是在预警机引导下由北约战机用AIM120导弹击毁的。 在3月24日晚的首轮空袭中， 荷兰的一架F16AM击落塞尔维亚的一架米格29战机， 美国的F15C用AIM120击落塞尔维亚的两架米格29战机。 此后在3月26日， 美国空军的两架F15C也击落两架米格29战机。 AIM120最后一次有记录的攻击是在1999年5月4日， 一架F16击落了一架米格29。[13-14] 4AIM120导弹研制、 生产及使用中出现的问题
4.1AMRAAM项目研制过程中出现的问题
4.1.1地面试验出现的问题
在演示验证阶段， 休斯公司与雷神公司最早都打算采用IMPATT二极管， 以满足制导所要求的发射机功率。 但是， 由于IMPATT二极管研制进展比较慢， 休斯公司改用行波管， 而雷神公司坚持采用IMPATT二极管发射机。 最终， 休斯公司的研制方案被选中。 休斯公司的发射机之所以采用比较保守的行波管方案， 主要是因为高功率IMPATT二极管的热应力问题没有得到解决。 二极管本身具有较大的初始应力， 加上导引头内高密度电子器件带来的高工作温度， 引发严重的热应力问题， 通常会导致较高的故障率。
在全尺寸研制阶段， 休斯公司的行波管又遇到封装问题。 当发射机以高功率发射时， 发射信号进入接收机产生自身干扰。 除此以外， 休斯公司在设计、 加工和测试上也遇到了问题， 例如， 在低温试验中火箭推进剂药柱上有裂纹， 需改进推进剂和凝固剂的混合方法；导弹和测试装置的软件研制推迟；导弹的冷却问题等等。
4.1.2AMRAAM基本型发射试验出现的问题
1986年6月2日， 在AMRAAM进行的第七次制导发射试验中， 导弹从F/A18飞机上弹出时， 发动机未点火， 导弹坠入大海。 美国空军查出这是加速度传感器引起的点火故障，认为加速度传感器的点火设计值调得高于发射所要求的值。 后来， 休斯公司对其设计规范进行了修改， 调低了点火设计值。
1986年6月4日， 一枚AMRAAM从F15飞机的导轨上发射， 在20 000英尺高度上迎头攻击在1 000英尺高度的QF100靶机。 开始时导弹以指令/惯导方式锁定了目标， 后因导弹制导系统中噪音过大， 形成了一个假目标， 导弹转而锁定了该假目标， 从靶机目标下方通过。 当时， 对此采取的临时措施是调整导弹的逻辑程序， 使它不再随动于内部产生的假目标， 随后再确定导弹系统中产生过大噪音的原因以及消除方法。
在1986年的另一次试验中， 导弹锁定并跟踪目标， 但控制舵不工作， 经检查后发现是一个小的制造差错阻碍了舵面解锁。 故障排除后， 重新试验获得成功。
1987年6月12日， 美国军方进行了一次AMRAAM导弹对付低空目标的鉴定试验。 载机F15在1 000英尺的高度以0.9 Ma的速度飞行， 发射导弹时， QF100靶机在离地面500英尺的高度以0.95 Ma的速度飞行。 导弹发射后就截获并跟踪了目标， 但大约在截击前1 s， 导弹失去控制。 试验人员分析认为， 导弹在速度、 压力和加速度达到最大值时失去了舵面。 捡回来的导弹残骸印证了这一结论。
1988年9月， 当AMRAAM导弹挂在F15机身保形挂点上进行试验时， 出现了弹翼颤振现象。 这种问题在把导弹通过导轨发射架装在F15、 F16和F/A18上时从未出现过。 后来研制出一种更结实的固定销来防止弹翼的颤振。
1988年10月的环境试验中， AMRAAM的一些制导部件突然出现锈蚀。 这种问题只在诸如航母甲板上高盐浓度和高湿条件下出现过。 据报道， 其解决办法是喷涂润滑剂或涂层。
1989年8月2日， 美国空军试图演示验证AMRAAM导弹在高密度干扰环境下拦截多目标的能力。 对该弹来说， 最苛刻的试验是对四个来袭目标在彼此相隔几秒钟的时间内发射4枚导弹， 靶机和战区内的其他飞机则模拟实战环境采取电子干扰措施以干扰导弹。 在这次试验中， 载机F15同时发射4枚导弹对付4架靶机， 结果为4发4误。 第一枚导弹因为导弹软件末端跟踪阶段失常而导致制导系统严重失误， 另外3枚导弹则因F15雷达软件检测出了虚假信息， 而被导向了错误的地点。 这次试验失败的另一个原因是没有一个周密的渐进计划， 缺乏试验之前应做的铺垫工作。 试验失败后， 美国空军、 休斯公司和雷神公司修正了AMRAAM中已知的软件缺陷， 麦道公司则对F15火控系统的软件故障进行了排除。
首批生产交付的AMRAAM导弹在F15C飞机上进行鉴定试验时， 出现了意外的强烈振动， 振动强度达到设计极限的5倍。 最严重的是F15作某种机动时由于过载和振动载荷过大造成导弹舵面、 翼面以及某些电子接插件的损坏。 在试飞期间， 几个导弹舵面几乎从AMRAAM上剥去。 当F15在低空进行4 g以上机动时， 由于迅速减速会造成挂弹点附近严重的气流扰动， 从而在临界频率产生过大的振动载荷。 在迅速减速时， 本应通过发动机进气道的空气突然改变方向， 在进气道周围形成大量气流越过导弹， 在F15作此机动时拍下的慢镜头显示出导弹已弯曲变形， 同时造成导弹弹翼损坏及带状连接电缆（连接制导舱电路板之间的连线）损伤。
4.1.3AIM120改型发射试验出现的问题
AIM120C7在研制试验阶段针对6种作战场景进行了9次发射试验， 6次获得成功， 3次发射失败， 一次是发动机滞火， 另一次是控制部件出现故障， 还有一次是载机指示失误， 分别出现在2种作战场景的试验中。
AIM120C7的作战试验从2005年2月开始， 原定于2006年3月完成， 但实际完成时间为2007年8月。 原因是在试验中发现两个小的软件缺陷， 空军需要时间对引信特殊要求的软件修正程序进行验证。 作战试验共进行了11次发射， 9次获得成功。
AIM120D在研制阶段就出现了硬件和软件方面的问题， 在飞行试验中发现作战效果低于预期， 使导弹的首次自主飞行推迟了15个月。 主要原因包括：紧耦合的全球定位系统/惯性导航装置研制时间比预期的要长；AIM120C7的研制进程延后也影响到AIM120D的研制进度；雷神公司于2006年对硬件进行了设计更改， 包括对双向数据链的重新设计。 AIM120D的研制试验原计划进行12次发射， 后来增加到15次。 出现问题的部件包括发动机、 大型应用专用集成电路、 引信天线插头以及模数转换器。 2009年， AIM120D出现了导弹锁死、 弹内自检失效、 机载有源相控阵雷达对导弹的干扰、 飞机集成和GPS信号捕获不理想等问题。 在一次试验中， AIM120D导弹与波音公司的F/A18F战斗机不能完全集成， 导弹上的GPS接收机出现了卫星捕获方面的问题， 由于惯性制导组件的修正能力， 才没有影响到导弹作战性能。
雷神公司通过改进软件解决了弹内自检失效问题， 减少了导弹锁死和飞机集成不足问题；通过各种实验室试验和一次成功的发射试验， 解决了由GPS滤波器故障造成的GPS失效问题。[15-16]
2012年7月10日， AIM120D进行了作战试验中的首次发射， 但是在这次试验中， 舵机出现故障， 导弹飞行失去控制。
4.2生产和使用过程中出现的问题
AMRAAM导弹在生产初期故障频出， 试验结果五花八门。 导弹从1987年开始小批量生产， 休斯公司和雷神公司获得首批生产合同五个月后就向美国空军交付了导弹。 原来拟定第三批为大批量生产， 但是前两批导弹在试验中出现了问题， 美国国防部决定将大批量生产推迟。 这些问题包括导弹挂飞试验数据不能满足可靠性指标、 设计用的一些电子元器件或部件不符合国防部标准、 抗干扰能力不足等。
从1989年12月到1990年3月的挂飞试验期间， 共出现了14次故障， 其中有8次是由供应商提供的元器件造成的。 例如， 用于在起爆前使战斗部解除保险的电路板发生了故障。 据查， 此电路板不符合国防部标准。 挂飞试验中AMRAAM导弹表现出的平均无故障时间是90 h， 还不到大批量生产所要求的200 h的一半， 可200 h也仅是向终极指标450 h过渡的临时指标。 休斯公司和雷神公司生产的导弹都出现了这种问题。 1990年2月， 美国空军决定暂停接收AMRAAM导弹的生产交付， 以待查清故障原因并加以排除。
为解决AMRAAM的可靠性和质量控制问题， 美国空军与休斯公司和雷神公司一起制定了一项整改计划。 该计划的第一阶段集中在工艺改进问题上， 例如为紧固件加上双锁、 改进易出故障的确定尾舵位置的反馈电位计等。 第二阶段是要求承包商对1991年9月以后制造的第四批导弹进行加强的振动试验。 第三阶段是为美国政府指导的试验制定更为苛刻的标准以便与F15飞机所承受的高过载飞行相适应。 最后阶段涉及到承包商和次承包商的制造工艺。
最终经过250次设计和工艺过程的更改， AMRAAM的平均无故障时间于1991年2月达到200多小时。 休斯公司生产的AMRAAM导弹发射成功率可达80%， 33%直接命中靶机。
从2009年起， AIM120导弹发动机生产出现重大的可靠性问题， 引起批检验收试验失败。 这些问题包括：推进剂异常， 存在小孔和裂缝；发动机长尾管故障， 壳体烧穿；当暴露在-54 ℃极冷的条件时（飞机高空飞行）， 发动机的可靠性降低等。 雷神公司表示， 有可能是阿连特技术系统公司为满足环境法的要求而改变了发动机推进剂的组分， 导致发动机出现问题。 阿连特技术系统公司至今还未找到可靠的解决方案， 所以暂停了该型发动机的生产， 致使雷神公司有近800枚导弹存在仓库无法交付。 为了使AIM120导弹恢复交付， 2011年雷神公司开始对挪威纳莫弹药公司生产的AIM120导弹发动机进行鉴定， 2012年10月挪威纳莫弹药公司完成生产资格审查， 目前该公司已经交付发动机1 000多套。
2012年3月20日， 台湾媒体报道， 其空军拥有的120枚AIM120C5和218枚AIM120C7导弹接连发生耐高温陶瓷雷达天线罩无故自动破裂的现象。 美军多次到台湾调查， 已排除人为破坏与包装搬运损坏的因素， 判定与台湾气候潮湿和应力有关， 并提醒台方应尽量保持导弹干燥。 但同样保存在台湾的雷达制导的“麦卡”导弹和“天剑2”导弹都未曾出现过此类问题。[15]
5AMRAAM 项目的典型经验与教训
5.1典型经验
5.1.1多军种联合提出项目研制要求
AMRAAM项目由美国空军和海军联合进行研制。 在项目启动研制之前， 就由美国空军、 海军和海军陆战队共同研究并提出了“多军种联合作战要求”。 美国空军是该联合项目的领导机构， 负责导弹、 导弹导轨发射架以及相关训练和保障设备的研制和生产[17]；埃格林空军基地的军械发展与试验中心负责该项目的行政管理；海军航空系统司令部先进单脉冲导引头研究管理处负责单脉冲雷达导引头分项目的管理[18]。 1976年11月， 由空军牵头在埃格林空军基地成立了AMRAAM联合系统项目办公室。 项目办公室根据美国空军和海军的作战使用要求来实施计划， 提出项目研制任务。
5.1.2项目研制过程中广泛引入竞争机制
在项目方案论证阶段， 共有休斯公司、 通用动力公司、 诺斯罗普/摩托罗拉公司、 雷神公司/麦道公司和福特航宇公司/马可尼防御公司等五家集团/公司参与竞标， 前三家公司各获得了一份价值约90万美元的研制合同， 而后两家公司获得的则是“政府无经费支持”合同， 由公司自筹经费来参与竞争。[19]
在演示验证阶段， 美国军方选定了休斯公司和雷神公司来进行竞争， 分别签订了价值为4 540万美元和3 910万美元的固定价格合同， 最终休斯公司的设计方案中标。
在全尺寸研制阶段， 迫于项目成本上升和进度拖延的压力， 军方引入了一种先导者/后继者的采办策略， 在休斯公司为主生产商的同时， 还选择了雷神公司作为第二生产商。 在休斯公司帮助雷神公司具备导弹生产能力之后， 两家公司对后续的导弹生产合同进行竞争， 从而降低导弹的成本。[20] 5.1.3采用了降低成本超支风险的固定价格合同
在演示验证和全尺寸研制阶段， 与此前导弹研制项目采用的成本补偿合同不同， AMRAAM采用固定价格合同。 固定价格合同就是确定一个固定的价格来完成所需的工作；而成本补偿合同则是政府向承包商支付可列支成本加规定利润。 固定价格合同是将风险从政府转嫁给承包商的一种手段， 但与此同时， 在固定价格合同环境下， 承包商对自身研制工作的管理具有更大的灵活性。 AMRAAM项目官员称， 使用固定价格合同的目的是政府要限制成本， 降低成本超支的风险。 AMRAAM的固定价格合同成功地限制了成本的增长。
承包商认为固定价格合同有利有弊。 在演示验证阶段， 两家承包商都经历了成本超支， 在全尺寸研制阶段， 休斯公司更是超支巨大， 不得不自筹资金来研制AMRAAM。 因此， 休斯公司认为成本补偿合同更适合于先进武器系统研制。 因为武器系统的复杂性会带来一些预料不到的成本支出， 采用成本补偿合同可以补充项目资金的不足， 促进承包商和政府之间的沟通， 加强国防部对项目全面研制工作的监管。 但是休斯公司同时也指出， 根据AMRAAM固定价格合同的经验， 接受这种风险也是有回报的， 它会使公司在未来获得更多的系统研制合同。[20-21]
5.1.4导弹生产过程中采用了精益管理
1997年， 雷神公司收购了主要竞争对手休斯公司的宇航和防务业务后， 随之产生了许多问题和挑战。 同年， “敏捷”概念被引入AMRAAM导弹的生产中， 雷神公司开始走上精益管理的道路。 1998年随着六西格玛管理工具的引入， 雷神公司结合自身实际情况， 逐步探索出专有的“R6σ”策略。 为了保持企业的竞争力， 以更低的成本生产高品质的产品， 雷神公司运用多种精益管理原则和方法以及六西格玛工具， 对AMRAAM精益项目进行分析， 以确定可能的改进措施。 通过对员工开展精益培训， 使他们对项目有更好的理解；重新规划厂房布局， 创造了更好的工作环境；利用图表来跟踪硬件的流转以及识别浪费；使用了看板管理， 有助于在满足生产需求的同时尽量减小物料库存量。
AMRAAM精益改进项目减少了产品从订货到交货的时间， 减少了浪费， 降低了成本。 AMRAAM零部件的流转距离缩短了一半（从5英里减少至2.5英里）；在制品从40件减少至25件；导弹制造过程所花费的时间减少了71%， 一年的交付量翻倍；每枚导弹的缺陷降低了48%， 可靠性提高了3倍；导弹的平均单位生产成本（ACPC）下降了20%。[22]
5.2项目教训
5.2.1项目的进度计划制订不切实际
最初AMRAAM的研制进度大约为94个月， 初始作战能力计划在1986年底达到。 但是1978年， 美国空军将研制进度缩减至73个月。 进度计划缩短的主要原因一方面是空军希望在1985年AMRAAM能够及时达到初始作战能力， 并部署到送往欧洲战场的F16战斗机上；另一方面则是为了与AIM7M导弹改进型项目竞争立项， 获得国防预算资金和政府合同， 迫于国会压力而缩短了研制进度。 与同样使用主动雷达制导系统的AIM54A“不死鸟”导弹新研项目相比（其研制时间大约为132个月）， AMRAAM的技术难度远远大于AIM54A（AIM54A仅用于一种机型， 而AMRAAM计划装备7种机型；AIM54A弹径为16英寸， 而AMRAAM弹径仅有7英寸， AIM54A的体积是AMRAAM的4倍）， 可是AMRAAM的研制进度计划几乎只是AIM54A的一半。 这使得AMRAAM的研制进度一直处于后拖的状态。
在演示验证阶段， 两个承包商都没有能够在规定的时间内获得成熟的导弹设计方案， 但为了能够使全尺寸研制阶段按既定时间进度开始， 联合系统项目办公室决定按时结束演示验证阶段， 并将部分设计任务后推至全尺寸研制阶段来完成。 这就使项目无法利用那些仍需要一定时间才能成熟的技术。 这些技术中有许多（特别是大规模集成电路以及其他的微电子先进技术）随后被整合到了1985年所启动的“可生产性增强计划”重新设计工作中。 在全尺寸研制阶段， 原计划40个月的时间期限显然是不现实的， 由于AMRAAM过高的技术要求， 休斯公司在设计、 加工和测试方面都遇到了许多棘手的问题， 项目进度被一拖再拖。 AMRAAM实际上在1991年9月才达到初始作战能力， 这比原先的计划推迟了大约60个月。 AMRAAM项目研制进度的后拖也导致了导弹成本的增长。[20]
5.2.2导弹成本失控， 项目险些被取消
1985年， AMRAAM导弹的单位成本预估已经比1978年增长了200%， 达到20.83万美元， 这引起了多方的关注。 国会预算办公室对“不死鸟”、 “响尾蛇”和“麻雀”改进型项目进行了研究， 这些项目中单位成本的增长平均约为43%， 远远低于AMRAAM。
导致AMRAAM导弹成本预估增长的一个主要原因是项目初期美国空军对项目成本不合理的预估。 为了与AIM7M改进型项目竞争启动资金， 在明知道需要花费更多的情况下， AMRAAM项目承诺以AIM7M一半的成本实现其两倍的性能， 因为如果不这么做， 项目根本无法获得支持。 在1987年的一个总审计局报告中， 国防部承认早期对导弹复杂性和成本过于乐观的评估是造成成本增长的一个重要原因， 但也指出这在许多采办项目中是一个通病。 同时， 最初的成本预估是在未确定最终产品设计方案的时候进行的， 当时5家承包商采用了不同的研制方案， 方案中所使用的一些技术是不成熟的， 而成本分析则是基于对包括了全部候选方案特征的一个通用研制方案所进行的预估。
AMRAAM成本增加和进度推迟的问题使国会加强了对该项目的监管， 哪怕是其他项目通常也会出现的一些非常微小的问题（例如， 单次试验故障）， 都会使项目陷入被取消的危机中。 面对这样的压力， 不难想象管理工作变得异常的艰难。 这就导致了“消防演习”式的管理， “哪里有火救哪里”， 严重扰乱了研制过程中确认问题的正常程序。 同时它还增大了中层管理者阻挠向上层机关递送问题的可能性。 5.2.3选用不成熟技术， 未做好应急方案
为了满足AMRAAM导弹性能、 尺寸和重量等限制条件， 研制方案采用了技术并不成熟的固态发射机。 在研制过程中， 产生足够大的功率和可生产性成为固态发射机应用的技术难题。 由于休斯公司无法从固态发射机上获得所需的功率输出， 最终放弃了固态发射机方案改为使用行波管。 尽管行波管方案是固态发射机的一个备用应急方案， 但由于工程师可能完全没有认真地考虑过固态发射机不可用的可能性， 削弱了改用应急方案的积极性。 在迫不得已改用行波管方案时， 该技术并不成熟， 仍然有需要攻克的技术难点。 此外没有做好应急方案准备的另一个原因则是如果在项目的初始阶段就策划一个正式且明确的应急方案， 有可能会使外界的权威机构将其看作是对固态发射机技术没有信心， 这将严重影响对该项目的支持度。 尽管任何一个项目都会面临或多或少的“未知的不确定”风险， 但是固态发射机的失败则更多的是“被忽略的不确定”风险， 而非“未知的不确定”风险。[20]
5.2.4项目经理的更换过于频繁
AMRAAM项目从1980年到1984年一共更换了6位项目经理。 项目经理的频繁更换使得项目的管理缺乏连续性， 造成团队意识和历史传承的缺失， 项目研制和采办工作必然不能得到有效的管理。 虽然这不是造成AMRAAM项目成本增长和进度拖后的直接原因， 但却是成本和进度问题长期未得到解决的一个重要因素。 在认识到这一问题后， 1984年10月美国国会对项目经理的任期做出了规定， “部队官员担任项目经理的任期必须不少于4年或者直到完成一个重大项目里程碑”。[21]
6重要启示与借鉴
空空导弹的更新换代是“需求牵引、 技术推动”的过程， 是适应目标性能提高和作战环境变化的过程。 AIM120导弹的发展思路可以总结为：既要保持在空空导弹领域的领先地位， 又要降低成本、 缩短研制周期和严格控制技术风险；依托空空导弹基本型， 不断进行系列化改型， 努力实现一弹多用， 充分发挥武器系统的作战潜能。
（1） 立足基本， 系列发展
美国在发展AIM120的过程中， 沿袭了其传统的武器发展思路， 注重后续改进和系列化发展。 基于这种发展思路， 该导弹在AIM120A基本型的基础上， 历经多次改进改型和试验鉴定， 形成AIM120A、 AIM120B、 AIM120C3/4/5/6/7和AIM120D共8个型号的系列化产品。
（2） 小步快走， 时时领先
尽管AMRAAM导弹从研制至今已经历了近40年的发展历程， 但是在中距空空导弹领域仍然保持着领先地位。 这受益于持续的P3I改进计划。 该计划的执行使得AIM120导弹 4年更换一次新硬件， 2年升级一次新软件， 几乎每个组件（包括制导装置、 飞控组件、 引战系统和推进装置）都通过采用新技术得到了升级， 达到了“小步快走、 时时领先”的目的。
（3） 数字导弹， 易改易新
数字处理器在20世纪70年代开始应用于战术导弹中， 它取代了早先导弹设计中使用的模拟式电路。 因此， 数字式导弹系统的性能取决于导弹软件。 与早先导弹设计的模拟式电路相比， 导弹软件可以经常变更， 并且非常方便。
数字计算机的发展对导弹的试验与鉴定仿真产生了深远的影响。 一方面， 数字计算机的发展改进了仿真技术和仿真进行的方式。 另一方面， 设计中数字计算机的使用使武器的先进性和复杂性提高了10倍， 对作为试验与鉴定数据源的仿真提出了新的要求。
在模拟式导弹项目中， 只有在作出重大技术状态更改是经济有效的时候， 设计更改才会被采纳。 AIM120数字式导弹更改迅速， 费用不高， 并且没有造成严重的计划推迟， 因为它们都是软件更改。 AIM120导弹之所以能够每2年升级一次软件， 这得益于在软件设计评价期间半实物仿真的支持。
先进的数字式导弹需要更大的试验矩阵用于武器系统的评价。 但是， 在AIM120导弹研制项目中， 由于仿真的支持， 特别是半实物仿真的支持， AIM120的飞行试验弹数量大约是100枚， 与模拟式AIM7F的92枚飞行试验弹相比， 数量并没有明显增加。
（4） 扩大出口， 良性循环
AIM120导弹的研发成本和单价都很高， 到2013年为止研发成本达到27.2亿美元（采购成本达到174.1亿美元）。 为了降低成本， AIM120导弹力图与F15、 F16、 F18、 F22、 F35、 “鹰狮”、 “狂风”、 “台风”等多种战机配套， 从而扩大导弹的出口市场。 AIM120导弹从第7批次开始对国外销售， 2001年， AIM120的国外订购数量首次超过了国内的订购数量。 目前， AIM120导弹每年的平均出口数量占世界中距空空导弹出口量的69.3%， 未来十年的平均年销售额为9.025亿美元。 2007年到2013年共交付导弹3 266枚， 其中有2 123枚导弹出口国外， 占总数量的65%， 销售收入十分可观。 AIM120导弹通过对外出口的方式， 分摊了成本、 降低了单价、 化解了风险。 收回的资金可用于AIM120导弹后续改进和新型导弹的研发， 使武器处于良性发展态势。
（5） 发展派生， 一弹多用
AIM120导弹依托空空导弹基本型， 努力实现一弹多用， 充分发挥武器系统的作战潜能。 目前， AIM120导弹已经派生出HAWKAMRAAM、 SLAMRAAM和NASAMS防空导弹系统。 2006年美国又提出把AIM120空空导弹转化为“网络中心机载防御单元”（NCADE）导弹，可利用现有的载机平台， 以较低的成本对付处于助推和上升阶段的近程/中程弹道导弹。 NCADE在AIM120已有部件的基础上增加了一些新的部件， 但外观差别不大， 这种设计的最大好处就是可以利用已有的后勤保障设施， 可由任何发射AIM120的飞机发射， 并满足从一些平台（F22隐形战斗机）的内埋武器舱发射的需求。 我国经过十几年的不懈努力和艰苦奋斗， 成功研制生产出性能达到世界先进水平的第四代雷达型空空导弹。 作为发展中国家， 我国的经济实力和技术基础与美国等发达国家差距较大， 因此在发展新型武器装备时可以借鉴美国AMRAAM的发展思路和项目管理经验， 结合未来空战中我军的实际需求， 以目前第四代主动雷达型空空导弹的基本型为基础， 持续改进， 通过分阶段逐项突破关键技术并应用于后续型号的系列化发展方式， 形成雷达型空空导弹的系列产品。 此举不但可以降低研制技术难度和风险， 逐步提高技术成熟度， 而且可以在较短时间内、 以较低的成本形成装备， 用“小步快走”方式缩小我国与世界军事强国空空导弹之间的差距。
空空导弹往往采用许多前沿尖端技术， 属于技术难度最大、 结构最复杂的战术导弹之一， 因此需要通过大量的试验和鉴定来验证导弹在真实作战环境下的作战效能、 作战适用性等。 目前我国空空导弹只进行研制试验与鉴定， 建议增加空空导弹的作战试验与鉴定， 充分验证武器系统的效能， 不断提高其对战机的适应性， 增强空空导弹在实战环境下的作战能力。
一型空空导弹的研制一般需十年的周期并付出大量人力、 物力和财力， 为了充分发挥现役空空导弹的作战潜能， 应参照AMRAAMAAM三军通用的发展思路， 在现役空空导弹的基础上， 大力发展派生型号， 实现一弹多用。 除此之外， 还应不断拓展我国空空导弹的国际市场， 积极发展与我国空基平台、 陆基平台以及他国武器平台的集成， 扩大空空导弹和其派生武器的出口， 这不仅可以降低生产成本， 而且还可以为我国新型空空导弹的研制注入更多的资金。
空空导弹是空中对抗的主战武器， 是夺取制空权、 决定战场胜负的重要因素， 世界强国时刻都不放松对空空导弹作战性能的提升。 我国在空空导弹研制中要不断汲取他国发展中的经验和教训， 在渐进式改进升级的基础上， 持续重视先进导弹武器技术及相关基础技术的储备， 为我国未来空空导弹的发展奠定坚实的基础。
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关键词： 先进中距空空导弹； AIM120； 研制； 试验与鉴定； 生产与装备； 项目管理
中图分类号：TJ760.1文献标识码： A文章编号： 16735048（2015）02000307
Abstract： The Advanced Medium Range AirtoAir Missile （AMRAAM） developed by the United States is a fielded radarguided airtoair missile with multiple advanced capabilities and most production deliveries in the world today. This paper describes the AMRAAM’s operational requirements， design configuration， development process， test and evaluation， and upgrades and variants； introduces its production and deployment as well as performance in the actual combats； sorts out problems encountered in the process of its development， production and use； summarizes experiences and lessons in its program management； presents what we can learn from AMRAAM’s serial development and continuous improvement.
Key words： Advanced Medium Range AirtoAir Missile （AMRAAM）； AIM120； development； test and evaluation； production and deployment； program management
1991年海湾战争之前， 视距内格斗是空战的主要模式， 空战中损失的飞机多半由红外型近距格斗空空导弹击落。 但空战飞行员更希望在更远距离上用导弹来击落敌机， 而不是进入近距格斗。 中距空空导弹的研制成功使这个愿望得以实现。 在1991年海湾战争的空战中， 共发射71枚“麻雀”中距空空导弹， 击落战机达到26架， 占击落飞机总数的68.4%， 成功率为36%， 中距空空导弹击落飞机的数量首次超过了近距格斗导弹。 在此次海湾战争中， 美国空军还向波斯湾部署了52枚AIM120A导弹， 装备在F15C/D飞机上， 警戒巡逻载飞共计2 600 h， 仅出现过两次故障， 满足了军方要求的450 h平均无故障时间的导弹技术指标。 1991年， AIM120导弹正式具备初始作战能力。
AIM120中距空空导弹的出现使空战进入以超视距拦截为主要形式的新时代。 AIM120携带主动雷达导引头， 具有发射后不管的特点， 因此飞行员能够在发射导弹后采取规避机动；具有抗地面杂波干扰的能力， 灵敏度高；具备了上射和下射能力， 载机可使用其向上攻击高度差为15 000 m左右的航空器， 也可向下攻击贴近地面飞行的目标；具有多目标攻击能力， 与先进的机载雷达配合能攻击多个选定的空中目标（如同时发射4枚导弹分别攻击位于载机前方不同高度、 不同方位的四架敌机）。 截至目前， 该型导弹在战争中共发射13次， 命中10次， 有4次为视距内作战， 6次为超视距作战， 其中有8次仅用一枚导弹就击落目标， 其余两次分别用了两枚和三枚导弹。
AIM120空空导弹首次用于实战是在1992年12月27日。 伊拉克空军的两架米格25闯入伊拉克南部的禁飞区， 被美国空军的E3预警机发现， 随即引导在禁飞区上空巡逻的一架F16D对其进行拦截。 F16D发射一枚AIM120A导弹将其中一架米格25击落， 当时两机相距5.6 km， 接近速度800 m/s， 迎头攻击， 导弹飞行时间约8 s。 对第2架米格25， 虽然实现了锁定， 但没有攻击。
第二次攻击发生在1993年1月17日。 一架F16C仅用一枚AIM120导弹就击落了伊拉克的一架米格29。 次日， 一架F15在50 km的距离上使用AIM120导弹迎头攻击伊拉克的米格25， 但未能击毁或重创这架米格飞机。
航空兵器2015年第2期
樊会涛等： 美国 “先进中距空空导弹” AIM120的发展及启示（2）
第三次攻击发生在1994年2月28日的波黑战争中。 两架在波黑地区上空巡逻的北约F16战斗机， 拦截了南联盟4架“海鸥”轻型攻击机。 F16长机首先发射AIM120A导弹， 击落了塞尔维亚空军的一架“海鸥”飞机。 剩余的三架“海鸥”轻型攻击机也被“响尾蛇”等导弹击落， 至此南联盟的战机再也没有起飞。
1994年4月14日在伊拉克北部禁飞区， 一架美国陆军的UH60“黑鹰”直升机被F15C战斗机发射的AIM120导弹误伤击落。
1999年科索沃战争中， 南联盟损失的6架米格29战机全部是在预警机引导下由北约战机用AIM120导弹击毁的。 在3月24日晚的首轮空袭中， 荷兰的一架F16AM击落塞尔维亚的一架米格29战机， 美国的F15C用AIM120击落塞尔维亚的两架米格29战机。 此后在3月26日， 美国空军的两架F15C也击落两架米格29战机。 AIM120最后一次有记录的攻击是在1999年5月4日， 一架F16击落了一架米格29。[13-14] 4AIM120导弹研制、 生产及使用中出现的问题
4.1AMRAAM项目研制过程中出现的问题
4.1.1地面试验出现的问题
在演示验证阶段， 休斯公司与雷神公司最早都打算采用IMPATT二极管， 以满足制导所要求的发射机功率。 但是， 由于IMPATT二极管研制进展比较慢， 休斯公司改用行波管， 而雷神公司坚持采用IMPATT二极管发射机。 最终， 休斯公司的研制方案被选中。 休斯公司的发射机之所以采用比较保守的行波管方案， 主要是因为高功率IMPATT二极管的热应力问题没有得到解决。 二极管本身具有较大的初始应力， 加上导引头内高密度电子器件带来的高工作温度， 引发严重的热应力问题， 通常会导致较高的故障率。
在全尺寸研制阶段， 休斯公司的行波管又遇到封装问题。 当发射机以高功率发射时， 发射信号进入接收机产生自身干扰。 除此以外， 休斯公司在设计、 加工和测试上也遇到了问题， 例如， 在低温试验中火箭推进剂药柱上有裂纹， 需改进推进剂和凝固剂的混合方法；导弹和测试装置的软件研制推迟；导弹的冷却问题等等。
4.1.2AMRAAM基本型发射试验出现的问题
1986年6月2日， 在AMRAAM进行的第七次制导发射试验中， 导弹从F/A18飞机上弹出时， 发动机未点火， 导弹坠入大海。 美国空军查出这是加速度传感器引起的点火故障，认为加速度传感器的点火设计值调得高于发射所要求的值。 后来， 休斯公司对其设计规范进行了修改， 调低了点火设计值。
1986年6月4日， 一枚AMRAAM从F15飞机的导轨上发射， 在20 000英尺高度上迎头攻击在1 000英尺高度的QF100靶机。 开始时导弹以指令/惯导方式锁定了目标， 后因导弹制导系统中噪音过大， 形成了一个假目标， 导弹转而锁定了该假目标， 从靶机目标下方通过。 当时， 对此采取的临时措施是调整导弹的逻辑程序， 使它不再随动于内部产生的假目标， 随后再确定导弹系统中产生过大噪音的原因以及消除方法。
在1986年的另一次试验中， 导弹锁定并跟踪目标， 但控制舵不工作， 经检查后发现是一个小的制造差错阻碍了舵面解锁。 故障排除后， 重新试验获得成功。
1987年6月12日， 美国军方进行了一次AMRAAM导弹对付低空目标的鉴定试验。 载机F15在1 000英尺的高度以0.9 Ma的速度飞行， 发射导弹时， QF100靶机在离地面500英尺的高度以0.95 Ma的速度飞行。 导弹发射后就截获并跟踪了目标， 但大约在截击前1 s， 导弹失去控制。 试验人员分析认为， 导弹在速度、 压力和加速度达到最大值时失去了舵面。 捡回来的导弹残骸印证了这一结论。
1988年9月， 当AMRAAM导弹挂在F15机身保形挂点上进行试验时， 出现了弹翼颤振现象。 这种问题在把导弹通过导轨发射架装在F15、 F16和F/A18上时从未出现过。 后来研制出一种更结实的固定销来防止弹翼的颤振。
1988年10月的环境试验中， AMRAAM的一些制导部件突然出现锈蚀。 这种问题只在诸如航母甲板上高盐浓度和高湿条件下出现过。 据报道， 其解决办法是喷涂润滑剂或涂层。
1989年8月2日， 美国空军试图演示验证AMRAAM导弹在高密度干扰环境下拦截多目标的能力。 对该弹来说， 最苛刻的试验是对四个来袭目标在彼此相隔几秒钟的时间内发射4枚导弹， 靶机和战区内的其他飞机则模拟实战环境采取电子干扰措施以干扰导弹。 在这次试验中， 载机F15同时发射4枚导弹对付4架靶机， 结果为4发4误。 第一枚导弹因为导弹软件末端跟踪阶段失常而导致制导系统严重失误， 另外3枚导弹则因F15雷达软件检测出了虚假信息， 而被导向了错误的地点。 这次试验失败的另一个原因是没有一个周密的渐进计划， 缺乏试验之前应做的铺垫工作。 试验失败后， 美国空军、 休斯公司和雷神公司修正了AMRAAM中已知的软件缺陷， 麦道公司则对F15火控系统的软件故障进行了排除。
首批生产交付的AMRAAM导弹在F15C飞机上进行鉴定试验时， 出现了意外的强烈振动， 振动强度达到设计极限的5倍。 最严重的是F15作某种机动时由于过载和振动载荷过大造成导弹舵面、 翼面以及某些电子接插件的损坏。 在试飞期间， 几个导弹舵面几乎从AMRAAM上剥去。 当F15在低空进行4 g以上机动时， 由于迅速减速会造成挂弹点附近严重的气流扰动， 从而在临界频率产生过大的振动载荷。 在迅速减速时， 本应通过发动机进气道的空气突然改变方向， 在进气道周围形成大量气流越过导弹， 在F15作此机动时拍下的慢镜头显示出导弹已弯曲变形， 同时造成导弹弹翼损坏及带状连接电缆（连接制导舱电路板之间的连线）损伤。
4.1.3AIM120改型发射试验出现的问题
AIM120C7在研制试验阶段针对6种作战场景进行了9次发射试验， 6次获得成功， 3次发射失败， 一次是发动机滞火， 另一次是控制部件出现故障， 还有一次是载机指示失误， 分别出现在2种作战场景的试验中。
AIM120C7的作战试验从2005年2月开始， 原定于2006年3月完成， 但实际完成时间为2007年8月。 原因是在试验中发现两个小的软件缺陷， 空军需要时间对引信特殊要求的软件修正程序进行验证。 作战试验共进行了11次发射， 9次获得成功。
AIM120D在研制阶段就出现了硬件和软件方面的问题， 在飞行试验中发现作战效果低于预期， 使导弹的首次自主飞行推迟了15个月。 主要原因包括：紧耦合的全球定位系统/惯性导航装置研制时间比预期的要长；AIM120C7的研制进程延后也影响到AIM120D的研制进度；雷神公司于2006年对硬件进行了设计更改， 包括对双向数据链的重新设计。 AIM120D的研制试验原计划进行12次发射， 后来增加到15次。 出现问题的部件包括发动机、 大型应用专用集成电路、 引信天线插头以及模数转换器。 2009年， AIM120D出现了导弹锁死、 弹内自检失效、 机载有源相控阵雷达对导弹的干扰、 飞机集成和GPS信号捕获不理想等问题。 在一次试验中， AIM120D导弹与波音公司的F/A18F战斗机不能完全集成， 导弹上的GPS接收机出现了卫星捕获方面的问题， 由于惯性制导组件的修正能力， 才没有影响到导弹作战性能。
雷神公司通过改进软件解决了弹内自检失效问题， 减少了导弹锁死和飞机集成不足问题；通过各种实验室试验和一次成功的发射试验， 解决了由GPS滤波器故障造成的GPS失效问题。[15-16]
2012年7月10日， AIM120D进行了作战试验中的首次发射， 但是在这次试验中， 舵机出现故障， 导弹飞行失去控制。
4.2生产和使用过程中出现的问题
AMRAAM导弹在生产初期故障频出， 试验结果五花八门。 导弹从1987年开始小批量生产， 休斯公司和雷神公司获得首批生产合同五个月后就向美国空军交付了导弹。 原来拟定第三批为大批量生产， 但是前两批导弹在试验中出现了问题， 美国国防部决定将大批量生产推迟。 这些问题包括导弹挂飞试验数据不能满足可靠性指标、 设计用的一些电子元器件或部件不符合国防部标准、 抗干扰能力不足等。
从1989年12月到1990年3月的挂飞试验期间， 共出现了14次故障， 其中有8次是由供应商提供的元器件造成的。 例如， 用于在起爆前使战斗部解除保险的电路板发生了故障。 据查， 此电路板不符合国防部标准。 挂飞试验中AMRAAM导弹表现出的平均无故障时间是90 h， 还不到大批量生产所要求的200 h的一半， 可200 h也仅是向终极指标450 h过渡的临时指标。 休斯公司和雷神公司生产的导弹都出现了这种问题。 1990年2月， 美国空军决定暂停接收AMRAAM导弹的生产交付， 以待查清故障原因并加以排除。
为解决AMRAAM的可靠性和质量控制问题， 美国空军与休斯公司和雷神公司一起制定了一项整改计划。 该计划的第一阶段集中在工艺改进问题上， 例如为紧固件加上双锁、 改进易出故障的确定尾舵位置的反馈电位计等。 第二阶段是要求承包商对1991年9月以后制造的第四批导弹进行加强的振动试验。 第三阶段是为美国政府指导的试验制定更为苛刻的标准以便与F15飞机所承受的高过载飞行相适应。 最后阶段涉及到承包商和次承包商的制造工艺。
最终经过250次设计和工艺过程的更改， AMRAAM的平均无故障时间于1991年2月达到200多小时。 休斯公司生产的AMRAAM导弹发射成功率可达80%， 33%直接命中靶机。
从2009年起， AIM120导弹发动机生产出现重大的可靠性问题， 引起批检验收试验失败。 这些问题包括：推进剂异常， 存在小孔和裂缝；发动机长尾管故障， 壳体烧穿；当暴露在-54 ℃极冷的条件时（飞机高空飞行）， 发动机的可靠性降低等。 雷神公司表示， 有可能是阿连特技术系统公司为满足环境法的要求而改变了发动机推进剂的组分， 导致发动机出现问题。 阿连特技术系统公司至今还未找到可靠的解决方案， 所以暂停了该型发动机的生产， 致使雷神公司有近800枚导弹存在仓库无法交付。 为了使AIM120导弹恢复交付， 2011年雷神公司开始对挪威纳莫弹药公司生产的AIM120导弹发动机进行鉴定， 2012年10月挪威纳莫弹药公司完成生产资格审查， 目前该公司已经交付发动机1 000多套。
2012年3月20日， 台湾媒体报道， 其空军拥有的120枚AIM120C5和218枚AIM120C7导弹接连发生耐高温陶瓷雷达天线罩无故自动破裂的现象。 美军多次到台湾调查， 已排除人为破坏与包装搬运损坏的因素， 判定与台湾气候潮湿和应力有关， 并提醒台方应尽量保持导弹干燥。 但同样保存在台湾的雷达制导的“麦卡”导弹和“天剑2”导弹都未曾出现过此类问题。[15]
5AMRAAM 项目的典型经验与教训
5.1典型经验
5.1.1多军种联合提出项目研制要求
AMRAAM项目由美国空军和海军联合进行研制。 在项目启动研制之前， 就由美国空军、 海军和海军陆战队共同研究并提出了“多军种联合作战要求”。 美国空军是该联合项目的领导机构， 负责导弹、 导弹导轨发射架以及相关训练和保障设备的研制和生产[17]；埃格林空军基地的军械发展与试验中心负责该项目的行政管理；海军航空系统司令部先进单脉冲导引头研究管理处负责单脉冲雷达导引头分项目的管理[18]。 1976年11月， 由空军牵头在埃格林空军基地成立了AMRAAM联合系统项目办公室。 项目办公室根据美国空军和海军的作战使用要求来实施计划， 提出项目研制任务。
5.1.2项目研制过程中广泛引入竞争机制
在项目方案论证阶段， 共有休斯公司、 通用动力公司、 诺斯罗普/摩托罗拉公司、 雷神公司/麦道公司和福特航宇公司/马可尼防御公司等五家集团/公司参与竞标， 前三家公司各获得了一份价值约90万美元的研制合同， 而后两家公司获得的则是“政府无经费支持”合同， 由公司自筹经费来参与竞争。[19]
在演示验证阶段， 美国军方选定了休斯公司和雷神公司来进行竞争， 分别签订了价值为4 540万美元和3 910万美元的固定价格合同， 最终休斯公司的设计方案中标。
在全尺寸研制阶段， 迫于项目成本上升和进度拖延的压力， 军方引入了一种先导者/后继者的采办策略， 在休斯公司为主生产商的同时， 还选择了雷神公司作为第二生产商。 在休斯公司帮助雷神公司具备导弹生产能力之后， 两家公司对后续的导弹生产合同进行竞争， 从而降低导弹的成本。[20] 5.1.3采用了降低成本超支风险的固定价格合同
在演示验证和全尺寸研制阶段， 与此前导弹研制项目采用的成本补偿合同不同， AMRAAM采用固定价格合同。 固定价格合同就是确定一个固定的价格来完成所需的工作；而成本补偿合同则是政府向承包商支付可列支成本加规定利润。 固定价格合同是将风险从政府转嫁给承包商的一种手段， 但与此同时， 在固定价格合同环境下， 承包商对自身研制工作的管理具有更大的灵活性。 AMRAAM项目官员称， 使用固定价格合同的目的是政府要限制成本， 降低成本超支的风险。 AMRAAM的固定价格合同成功地限制了成本的增长。
承包商认为固定价格合同有利有弊。 在演示验证阶段， 两家承包商都经历了成本超支， 在全尺寸研制阶段， 休斯公司更是超支巨大， 不得不自筹资金来研制AMRAAM。 因此， 休斯公司认为成本补偿合同更适合于先进武器系统研制。 因为武器系统的复杂性会带来一些预料不到的成本支出， 采用成本补偿合同可以补充项目资金的不足， 促进承包商和政府之间的沟通， 加强国防部对项目全面研制工作的监管。 但是休斯公司同时也指出， 根据AMRAAM固定价格合同的经验， 接受这种风险也是有回报的， 它会使公司在未来获得更多的系统研制合同。[20-21]
5.1.4导弹生产过程中采用了精益管理
1997年， 雷神公司收购了主要竞争对手休斯公司的宇航和防务业务后， 随之产生了许多问题和挑战。 同年， “敏捷”概念被引入AMRAAM导弹的生产中， 雷神公司开始走上精益管理的道路。 1998年随着六西格玛管理工具的引入， 雷神公司结合自身实际情况， 逐步探索出专有的“R6σ”策略。 为了保持企业的竞争力， 以更低的成本生产高品质的产品， 雷神公司运用多种精益管理原则和方法以及六西格玛工具， 对AMRAAM精益项目进行分析， 以确定可能的改进措施。 通过对员工开展精益培训， 使他们对项目有更好的理解；重新规划厂房布局， 创造了更好的工作环境；利用图表来跟踪硬件的流转以及识别浪费；使用了看板管理， 有助于在满足生产需求的同时尽量减小物料库存量。
AMRAAM精益改进项目减少了产品从订货到交货的时间， 减少了浪费， 降低了成本。 AMRAAM零部件的流转距离缩短了一半（从5英里减少至2.5英里）；在制品从40件减少至25件；导弹制造过程所花费的时间减少了71%， 一年的交付量翻倍；每枚导弹的缺陷降低了48%， 可靠性提高了3倍；导弹的平均单位生产成本（ACPC）下降了20%。[22]
5.2项目教训
5.2.1项目的进度计划制订不切实际
最初AMRAAM的研制进度大约为94个月， 初始作战能力计划在1986年底达到。 但是1978年， 美国空军将研制进度缩减至73个月。 进度计划缩短的主要原因一方面是空军希望在1985年AMRAAM能够及时达到初始作战能力， 并部署到送往欧洲战场的F16战斗机上；另一方面则是为了与AIM7M导弹改进型项目竞争立项， 获得国防预算资金和政府合同， 迫于国会压力而缩短了研制进度。 与同样使用主动雷达制导系统的AIM54A“不死鸟”导弹新研项目相比（其研制时间大约为132个月）， AMRAAM的技术难度远远大于AIM54A（AIM54A仅用于一种机型， 而AMRAAM计划装备7种机型；AIM54A弹径为16英寸， 而AMRAAM弹径仅有7英寸， AIM54A的体积是AMRAAM的4倍）， 可是AMRAAM的研制进度计划几乎只是AIM54A的一半。 这使得AMRAAM的研制进度一直处于后拖的状态。
在演示验证阶段， 两个承包商都没有能够在规定的时间内获得成熟的导弹设计方案， 但为了能够使全尺寸研制阶段按既定时间进度开始， 联合系统项目办公室决定按时结束演示验证阶段， 并将部分设计任务后推至全尺寸研制阶段来完成。 这就使项目无法利用那些仍需要一定时间才能成熟的技术。 这些技术中有许多（特别是大规模集成电路以及其他的微电子先进技术）随后被整合到了1985年所启动的“可生产性增强计划”重新设计工作中。 在全尺寸研制阶段， 原计划40个月的时间期限显然是不现实的， 由于AMRAAM过高的技术要求， 休斯公司在设计、 加工和测试方面都遇到了许多棘手的问题， 项目进度被一拖再拖。 AMRAAM实际上在1991年9月才达到初始作战能力， 这比原先的计划推迟了大约60个月。 AMRAAM项目研制进度的后拖也导致了导弹成本的增长。[20]
5.2.2导弹成本失控， 项目险些被取消
1985年， AMRAAM导弹的单位成本预估已经比1978年增长了200%， 达到20.83万美元， 这引起了多方的关注。 国会预算办公室对“不死鸟”、 “响尾蛇”和“麻雀”改进型项目进行了研究， 这些项目中单位成本的增长平均约为43%， 远远低于AMRAAM。
导致AMRAAM导弹成本预估增长的一个主要原因是项目初期美国空军对项目成本不合理的预估。 为了与AIM7M改进型项目竞争启动资金， 在明知道需要花费更多的情况下， AMRAAM项目承诺以AIM7M一半的成本实现其两倍的性能， 因为如果不这么做， 项目根本无法获得支持。 在1987年的一个总审计局报告中， 国防部承认早期对导弹复杂性和成本过于乐观的评估是造成成本增长的一个重要原因， 但也指出这在许多采办项目中是一个通病。 同时， 最初的成本预估是在未确定最终产品设计方案的时候进行的， 当时5家承包商采用了不同的研制方案， 方案中所使用的一些技术是不成熟的， 而成本分析则是基于对包括了全部候选方案特征的一个通用研制方案所进行的预估。
AMRAAM成本增加和进度推迟的问题使国会加强了对该项目的监管， 哪怕是其他项目通常也会出现的一些非常微小的问题（例如， 单次试验故障）， 都会使项目陷入被取消的危机中。 面对这样的压力， 不难想象管理工作变得异常的艰难。 这就导致了“消防演习”式的管理， “哪里有火救哪里”， 严重扰乱了研制过程中确认问题的正常程序。 同时它还增大了中层管理者阻挠向上层机关递送问题的可能性。 5.2.3选用不成熟技术， 未做好应急方案
为了满足AMRAAM导弹性能、 尺寸和重量等限制条件， 研制方案采用了技术并不成熟的固态发射机。 在研制过程中， 产生足够大的功率和可生产性成为固态发射机应用的技术难题。 由于休斯公司无法从固态发射机上获得所需的功率输出， 最终放弃了固态发射机方案改为使用行波管。 尽管行波管方案是固态发射机的一个备用应急方案， 但由于工程师可能完全没有认真地考虑过固态发射机不可用的可能性， 削弱了改用应急方案的积极性。 在迫不得已改用行波管方案时， 该技术并不成熟， 仍然有需要攻克的技术难点。 此外没有做好应急方案准备的另一个原因则是如果在项目的初始阶段就策划一个正式且明确的应急方案， 有可能会使外界的权威机构将其看作是对固态发射机技术没有信心， 这将严重影响对该项目的支持度。 尽管任何一个项目都会面临或多或少的“未知的不确定”风险， 但是固态发射机的失败则更多的是“被忽略的不确定”风险， 而非“未知的不确定”风险。[20]
5.2.4项目经理的更换过于频繁
AMRAAM项目从1980年到1984年一共更换了6位项目经理。 项目经理的频繁更换使得项目的管理缺乏连续性， 造成团队意识和历史传承的缺失， 项目研制和采办工作必然不能得到有效的管理。 虽然这不是造成AMRAAM项目成本增长和进度拖后的直接原因， 但却是成本和进度问题长期未得到解决的一个重要因素。 在认识到这一问题后， 1984年10月美国国会对项目经理的任期做出了规定， “部队官员担任项目经理的任期必须不少于4年或者直到完成一个重大项目里程碑”。[21]
6重要启示与借鉴
空空导弹的更新换代是“需求牵引、 技术推动”的过程， 是适应目标性能提高和作战环境变化的过程。 AIM120导弹的发展思路可以总结为：既要保持在空空导弹领域的领先地位， 又要降低成本、 缩短研制周期和严格控制技术风险；依托空空导弹基本型， 不断进行系列化改型， 努力实现一弹多用， 充分发挥武器系统的作战潜能。
（1） 立足基本， 系列发展
美国在发展AIM120的过程中， 沿袭了其传统的武器发展思路， 注重后续改进和系列化发展。 基于这种发展思路， 该导弹在AIM120A基本型的基础上， 历经多次改进改型和试验鉴定， 形成AIM120A、 AIM120B、 AIM120C3/4/5/6/7和AIM120D共8个型号的系列化产品。
（2） 小步快走， 时时领先
尽管AMRAAM导弹从研制至今已经历了近40年的发展历程， 但是在中距空空导弹领域仍然保持着领先地位。 这受益于持续的P3I改进计划。 该计划的执行使得AIM120导弹 4年更换一次新硬件， 2年升级一次新软件， 几乎每个组件（包括制导装置、 飞控组件、 引战系统和推进装置）都通过采用新技术得到了升级， 达到了“小步快走、 时时领先”的目的。
（3） 数字导弹， 易改易新
数字处理器在20世纪70年代开始应用于战术导弹中， 它取代了早先导弹设计中使用的模拟式电路。 因此， 数字式导弹系统的性能取决于导弹软件。 与早先导弹设计的模拟式电路相比， 导弹软件可以经常变更， 并且非常方便。
数字计算机的发展对导弹的试验与鉴定仿真产生了深远的影响。 一方面， 数字计算机的发展改进了仿真技术和仿真进行的方式。 另一方面， 设计中数字计算机的使用使武器的先进性和复杂性提高了10倍， 对作为试验与鉴定数据源的仿真提出了新的要求。
在模拟式导弹项目中， 只有在作出重大技术状态更改是经济有效的时候， 设计更改才会被采纳。 AIM120数字式导弹更改迅速， 费用不高， 并且没有造成严重的计划推迟， 因为它们都是软件更改。 AIM120导弹之所以能够每2年升级一次软件， 这得益于在软件设计评价期间半实物仿真的支持。
先进的数字式导弹需要更大的试验矩阵用于武器系统的评价。 但是， 在AIM120导弹研制项目中， 由于仿真的支持， 特别是半实物仿真的支持， AIM120的飞行试验弹数量大约是100枚， 与模拟式AIM7F的92枚飞行试验弹相比， 数量并没有明显增加。
（4） 扩大出口， 良性循环
AIM120导弹的研发成本和单价都很高， 到2013年为止研发成本达到27.2亿美元（采购成本达到174.1亿美元）。 为了降低成本， AIM120导弹力图与F15、 F16、 F18、 F22、 F35、 “鹰狮”、 “狂风”、 “台风”等多种战机配套， 从而扩大导弹的出口市场。 AIM120导弹从第7批次开始对国外销售， 2001年， AIM120的国外订购数量首次超过了国内的订购数量。 目前， AIM120导弹每年的平均出口数量占世界中距空空导弹出口量的69.3%， 未来十年的平均年销售额为9.025亿美元。 2007年到2013年共交付导弹3 266枚， 其中有2 123枚导弹出口国外， 占总数量的65%， 销售收入十分可观。 AIM120导弹通过对外出口的方式， 分摊了成本、 降低了单价、 化解了风险。 收回的资金可用于AIM120导弹后续改进和新型导弹的研发， 使武器处于良性发展态势。
（5） 发展派生， 一弹多用
AIM120导弹依托空空导弹基本型， 努力实现一弹多用， 充分发挥武器系统的作战潜能。 目前， AIM120导弹已经派生出HAWKAMRAAM、 SLAMRAAM和NASAMS防空导弹系统。 2006年美国又提出把AIM120空空导弹转化为“网络中心机载防御单元”（NCADE）导弹，可利用现有的载机平台， 以较低的成本对付处于助推和上升阶段的近程/中程弹道导弹。 NCADE在AIM120已有部件的基础上增加了一些新的部件， 但外观差别不大， 这种设计的最大好处就是可以利用已有的后勤保障设施， 可由任何发射AIM120的飞机发射， 并满足从一些平台（F22隐形战斗机）的内埋武器舱发射的需求。 我国经过十几年的不懈努力和艰苦奋斗， 成功研制生产出性能达到世界先进水平的第四代雷达型空空导弹。 作为发展中国家， 我国的经济实力和技术基础与美国等发达国家差距较大， 因此在发展新型武器装备时可以借鉴美国AMRAAM的发展思路和项目管理经验， 结合未来空战中我军的实际需求， 以目前第四代主动雷达型空空导弹的基本型为基础， 持续改进， 通过分阶段逐项突破关键技术并应用于后续型号的系列化发展方式， 形成雷达型空空导弹的系列产品。 此举不但可以降低研制技术难度和风险， 逐步提高技术成熟度， 而且可以在较短时间内、 以较低的成本形成装备， 用“小步快走”方式缩小我国与世界军事强国空空导弹之间的差距。
空空导弹往往采用许多前沿尖端技术， 属于技术难度最大、 结构最复杂的战术导弹之一， 因此需要通过大量的试验和鉴定来验证导弹在真实作战环境下的作战效能、 作战适用性等。 目前我国空空导弹只进行研制试验与鉴定， 建议增加空空导弹的作战试验与鉴定， 充分验证武器系统的效能， 不断提高其对战机的适应性， 增强空空导弹在实战环境下的作战能力。
一型空空导弹的研制一般需十年的周期并付出大量人力、 物力和财力， 为了充分发挥现役空空导弹的作战潜能， 应参照AMRAAMAAM三军通用的发展思路， 在现役空空导弹的基础上， 大力发展派生型号， 实现一弹多用。 除此之外， 还应不断拓展我国空空导弹的国际市场， 积极发展与我国空基平台、 陆基平台以及他国武器平台的集成， 扩大空空导弹和其派生武器的出口， 这不仅可以降低生产成本， 而且还可以为我国新型空空导弹的研制注入更多的资金。
空空导弹是空中对抗的主战武器， 是夺取制空权、 决定战场胜负的重要因素， 世界强国时刻都不放松对空空导弹作战性能的提升。 我国在空空导弹研制中要不断汲取他国发展中的经验和教训， 在渐进式改进升级的基础上， 持续重视先进导弹武器技术及相关基础技术的储备， 为我国未来空空导弹的发展奠定坚实的基础。
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