飛彈簡介
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 周年。
最新型的AIM-9X
響尾蛇空空飛彈各型族譜圖
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。
飛彈紅外探測原理
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。
飛彈基本導引原理
響尾蛇在設計上借鑑了 德國二戰中研製的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。
早期響尾蛇飛彈引導頭原理圖飛彈跟蹤目標原理
響尾蛇通過改進跟蹤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，以便在追蹤過程中擊落目標。
而響尾蛇則採取了不同的跟蹤方式——一種被稱為偏置導引的跟蹤方式：
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蹤，特別是對空中目標的跟蹤上。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。所以在跟蹤動目標的過程中，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。
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鏇，那么勢必影響導引頭中透鏡自鏇時的速度恆定性，進而影響飛彈跟蹤目標時的精度。為了修正飛彈自鏇帶來的精度偏差，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，如果飛彈開始自鏇，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，從而保證了跟蹤精度。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複雜的控制系統相同的效果。
防止飛彈自鏇的陀螺舵其他
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