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Die AIM-9 Sidewinder ist eine wärmesuchende Kurzstrecken-Luft-Luft-Lenkwaffe für den Einsatz durch Kampfflugzeuge und Kampfhubschrauber aus US-amerikanischer Produktion. Im Laufe der inzwischen 50-jährigen Geschichte wurden mit der Sidewinder mehr Flugzeuge abgeschossen als mit jedem anderen Flugkörper. Eine modifizierte Version wurde auch im bodengestützten MIM-72 Chaparral eingesetzt.
Die Sidewinder hat einen hochexplosiven Sprengkopf und ein infrarotbasiertes wärmesuchendes Lenksystem. Ihre weiteren Bestandteile sind ein optischer Zieldetektor, das Leitwerk und der Raketenmotor. Das Lenksystem leitet den Flugkörper direkt in die heißen Triebwerke des Gegners. Eine Infrarot-Einheit kostet weniger als jedes andere Lenksystem und ist eingeschränkt allwettertauglich. Der Infrarotsucher gibt dem Flugkörper auch echte Fire-and-Forget-Fähigkeiten. Nach dem Start benötigt der Flugkörper keine Unterstützung seitens der abfeuernden Plattform mehr und lenkt sich selbständig ins Ziel.
Der Name des Flugkörpers leitet sich von der Seitenwinder-Klapperschlange ab, die zu den Grubenottern gehört und ihre Beute durch Infrarot-Sinnesorgane findet.

Die AIM-9 wurde ab den späten 1940er-Jahren von der US Navy von einem Entwicklungsteam auf der Naval Ordnance Test Station der US-Marine in China Lake, Kalifornien, unter der Leitung von William B. McLean entwickelt. Sie verwendete einige neue Techniken, die sie einfacher und verlässlicher als ihr Gegenstück bei der Air Force, die AIM-4 Falcon, machten. Nachdem die Falcon im Vietnamkrieg unbefriedigende Leistungen erzielte, ersetzte die Air Force sie durch Sidewinders.

Die „Heat-Homing Rocket“ der U.S. Navy 1952
Die Firma Philco (später Ford Aerospace) erhielt 1951 den Auftrag zur Entwicklung einer Rakete auf Basis der Erkenntnisse des Navy-Teams. Ein Prototyp der Sidewinder, die AIM-9A, wurde zum ersten Mal am 11. September 1953 erfolgreich abgefeuert, wobei eine umgebaute F6F-5K als Ziel diente. Die erste Produktionsversion AIM-9B wurde ab Frühjahr 1956 als AAM-N-7 an die Navy bzw. als GAR-8 an die Air Force ausgeliefert. Die ersten Serienversionen wurden anfangs als Sidewinder I oder IA, später als AIM-9A oder AIM-9B bezeichnet. Da sie seitdem ständig weiter verbessert wurde, führte dies zu einer Vielzahl verschiedener Versionen, was zusätzlich noch durch den Umstand verstärkt wurde, dass in den 1960er- und 70er-Jahren die US Navy und die US-amerikanische Luftwaffe die Fortentwicklung der Sidewinder getrennt voneinander betrieben. Die Gründe dafür lagen vor allem in der traditionellen Rivalität dieser beiden Teilstreitkräfte, aber auch in den unterschiedlichen Anforderungsprofilen in dieser Zeit. So nahm in der Einsatzdoktrin der US-Marineflieger der Luftkampf gegen feindliche Jäger und Jagdbomber einen wesentlich höheren Stellenwert ein als bei der Luftwaffe, die ihre Hauptpriorität vornehmlich auf die Bekämpfung verhältnismäßig behäbiger Bomber in großen Flughöhen legte. Die ersten Modelle erreichten nur eine Reichweite von etwa 4 km, konnten nur von hinten auf ein Flugzeug abgefeuert werden und ließen sich noch recht leicht von Wolken, Reflexionen, der Sonne und ähnlichen Einflüssen ablenken.

Der Flugkörper besteht aus vier Hauptsektionen: Zielerfassung, Lenkung, Gefechtskopf und Raketenmotor. Diese sind hauptsächlich in einer Aluminiumröhre von 12,7 cm Durchmesser untergebracht.

Die Guidance and Control Unit (GCU) enthält den größten Teil der Elektronik und Mechanik des Flugkörpers. An der Spitze der Rakete sitzt hinter einem Glasdom der IR-Suchkopf mit der rotierenden Spindel, dem Spiegel und fünf Bleisulfid- bzw. ab der Variante AIM-9L Indiumantimonid-Fotowiderständen bzw. einem Focal-Plane-Array bei der AIM-9X. Dahinter liegt die Elektronik, die Daten sammelt, Signale interpretiert und Steuersignale erzeugt. Von der GCU führt eine elektrische Verbindung zur Startschiene des Flugzeugs. Die Elektronik wird mit Hilfe einer Argon-Flasche oder flüssigem Stickstoff (AIM-9X) gekühlt. Am hinteren Ende der GCU sorgt ein Gasgenerator oder eine thermische Batterie (AIM-9X) für elektrische Energie. Dahinter folgt der Zünder mit acht IR-Emittern und Detektoren, die den Gefechtskopf in der Nähe des Ziels zur Detonation bringen. Versionen vor der AIM-9L besaßen zusätzlich noch einen Magnetzünder. Da im Militärflugzeugbau zunehmend abgeschirmte Verkabelungen und nichtmagnetische Metalle Verwendung finden, wäre der Magnetzünder heute relativ nutzlos.

Die neuesten Modelle der AIM-9 besitzen einen Gefechtskopf mit kugelförmiger Splitterwirkung. Er besteht aus spiralförmig gewundenem Federstahl und ist mit 6 kg Tritonal gefüllt.
Die Feststoffraketenmotoren für alle Varianten der Sidewinder werden von Orbital ATK zugeliefert. Als Treibstoff dient Rauchreduziertes Hydroxyl-Terminated Polybutadiene (HTPB).

Die Antriebssektion mit dem Feststoff-Raketenmotor enthält auch drei Anschlussstücke, die den Flugkörper mit der Startschiene verbinden. Über elektrische Kontakte in der Schiene wird der Motor gezündet und der Gefechtskopf vorgeschärft. Bei allen älteren Modellen dienen die Heckflossen nur der aerodynamischen Stabilisierung, während mit den vorderen Flügeln gesteuert wird.