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2030年前后的空中作戰平臺

时间:2018-02-14     作者:網站小編【转载】   来自:中國航空新聞網   阅读

核心提示: 2017年6月5日,美國航空航天學會(AIAA)在美國科羅拉多州丹佛市的喜來登丹佛市區酒店舉辦了2017年度AIAA航空與航空學論壇及展會,這原本可能是一場普通的航空技術研討論壇,但是因為洛馬公司在某個主題討論中披露了其升級版未來戰斗機方案,一下子讓論壇研討頗受關注。


波音注重有人機和無人機的搭配


諾格公司的NGAD使用高能機載武器設想



2017年6月洛馬公布的設想圖

六代機?不存在的!

2017年6月5日,美國航空航天學會(AIAA)在美國科羅拉多州丹佛市的喜來登丹佛市區酒店舉辦了2017年度AIAA航空與航空學論壇及展會,這原本可能是一場普通的航空技術研討論壇,但是因為洛馬公司在某個主題討論中披露了其升級版未來戰斗機方案,一下子讓論壇研討頗受關注。

據方案透露者、洛馬公司執行副總裁兼高級開發項目部(即臭鼬工廠)總經理羅布·韋斯的說法,洛馬的這個方案還在發展之中,目的是用來滿足美空軍“下一代空中主宰”(NGAD)項目對未來“穿透型制空”(PCA)作戰飛機的需求。根據公布圖片來看,該機是一種隱身、雙發、無尾帶有折線的三角翼(或雙三角翼)的飛機。此前臭鼬工廠的NGAD概念是一種更加細長的平臺,帶有前伸的飛機前體,發動機進氣道位于機翼前緣根部,與眾不同的傾斜尾翼。

除了一些官話外,韋斯沒有提供關于NGAD的更多細節,也沒有解釋為什么對此前公布過的概念進行修改。但他補充說臭鼬工廠正在“領導集團公司范圍的團隊,來應對已經顯現的美國空、海軍關于NGAD在能力與數量方面的需求,因為美國正在面對全球范圍內快速提升、能力接近的威脅”。

這個消息的披露讓外界敏銳地察覺到美國的未來作戰飛機研制工作已經進入新階段。按照二戰后對戰斗機的劃代標準,在研的這一代未來戰斗機按照慣例將被劃為“第六代”,但為何美國人沒有叫“六代機”呢?事情還要回溯到前一年。

2016年5月,美國空軍發布了《2030空中優勢飛行規劃》(以下簡稱《規劃》),這份《規劃》是未來美國空軍能力建設的指導性文件,《規劃》涵蓋了空軍作戰的方方面面,對美國空軍構建未來空中優勢能力提出了具體的要求。既然這份《規劃》是份具體的指導,自然也會對2030年左右服役的軍機提出具體要求。

在《規劃》涉及空中作戰的第2章節“發現、鎖定、跟蹤與評估”和第3章節“瞄準與交戰”中,首次提到了“穿透型制空”(PCA)這個概念。這個概念與武庫機、B-21轟炸機、電子戰等并列,一同成為穿透高對抗環境和從防區外施加影響的能力組合,是對抗區域拒止(A2/AD)的作戰要素。讀到這里,讀者可能會有困惑,這個“穿透型制空”是個什么東西?為方便理解,讀者可以把這個“穿透型制空”(PCA)看成傳統意義上的戰斗機。

為何美國人放棄了幾十年的傳統叫法,改叫這么個奇怪的名字呢?通讀《規劃》不難發現,美國空軍計劃將通過一個跨空、天、賽博域,能與電磁環境和地面/水面能力聚合的網絡化大系統來維持未來的空中優勢,其中的空中作戰平臺除下一代空戰平臺外還可能包括防區外武庫機、B-21轟炸機等。這是對以往依賴單一平臺進行“機型替換”式更新換代思路的顛覆。也就是是說新一代的空中作戰平臺將不再是傳統意義上的戰斗機了。所以,從美國空軍那里就沒有“六代機”的說法,畢竟時代變了,未來的作戰條件、作戰環境、作戰對象與現在相比都有極大的變化,這意味著美國空軍在認真思考下一代空中作戰平臺的定位、使用環境、需求和能力等問題后,發現以往的劃代方式完全套不上新平臺的定位,未來的空中作戰平臺將是一個全新的開始,那好吧,索性就叫個新名字。

美國葫蘆里賣的什么藥?

就在《規劃》出臺前的一個月,美國空軍負責戰略規劃和需求的副參謀長詹姆斯·霍姆斯中將在美國空軍協會(AFA)舉辦的美國空軍一個會議上談到了這個《規劃》出臺的背景。

美國空軍認為,保持空中優勢是空軍為聯合部隊提供空中和空間行動自由、在敵方領土作戰、介入全球公域、支持伙伴與盟友和國土防御等作戰能力的基礎,因此應被視為美軍取得作戰勝利的先決條件。但是,隨著中、俄等國遠程打擊系統和一體化防空系統等“反介入/區域拒止”(A2/AD)能力的不斷發展,特別是中、俄第五代戰斗機研制工作的推進,美國空軍可能將面臨戰斗機“同代競爭”局面,空中優勢能力正面臨越來越大的挑戰和威脅,迫切需要尋求解決方案。

為此,美國空軍參謀長在2015年年初組建了“空中優勢2030”主題事業能力合作小組,將來自空軍各作戰單位、核心職能部門與負責需求、采辦與科技的部門聚合,研究可在2030年及以后的強對抗環境中提供空中優勢的能力選項。在這項持續一年的研究工作中,美國空軍開展了開放式概念征集,共收集了220多個獨立候選者/倡議者提交的1500多份建議書(內容涵蓋新裝備發展、現有裝備升級、非裝備解決方案),并從技術成熟度、縮小能力缺口的可行性、成本等方面進行了評估。

通過研究,美國軍方發現高度網絡化并依靠空間的“系統之系統”(system of systems),或稱“體系”的途徑將是對敵保持優勢的方式,根據預判,美國的假想敵將很快掌握美國空軍現在已有的技術與能力。因此,美國空軍必須徹底摒棄僅發展“下一代”作戰平臺的思路,而是發展一整套可在并跨空、天、賽博三個作戰域運用的“能力簇”;此外,能力開發和部署速度將是維持空中優勢的關鍵,必須采用敏捷采辦,利用實驗和原型化來加快引入先進技術的速度。這就明確了未來空中優勢的關鍵因素并不是F-22、F-35的后繼機,而是一個大能力集成,新一代空中作戰平臺將是大能力集成下的一個子能力集成。而且霍姆斯中將和負責“空中優勢2030”研究的亞歷克斯·格林科維奇上校表示他們也反對使用“第六代”這個術語來描述這種新一代軍機,以免人們將其僅僅狹隘地理解成已有系統的后繼。

“穿透型制空”是什么?

2017年3月初,美空軍裝備司令部披露,正在組織“戰略發展規劃實驗”小組開展包括“穿透型制空”(PCA)、“穿透型電子戰”(PEW)等未來空中優勢裝備的技術發展規劃研究;4月,美空軍稱正在開發適用于“穿透型”裝備使用的新型機載武器。一個以“穿透”為特征、用于爭奪空中優勢的新一代裝備體系逐漸浮出水面、輪廓初現。

目前“穿透型”空中平臺整體上處于概念階段,美空軍正在加緊開展相關裝備的探索工作。已知的“穿透型”航空武器裝備主要包括“穿透型制空”“穿透型電子戰”“武庫機”等平臺,以及配套的“小型先進能力導彈”與“防區內攻擊武器”等武器。此外,美空軍也將已經立項研制的B-21隱身轟炸機稱為“穿透型轟炸機”,成為新一代空中優勢體系中的一員。

“穿透型制空”平臺遂行制空作戰、對面打擊和網絡信息節點任務。該平臺是一種能夠深入強大空防系統并在其中自由作戰的新型作戰飛機,其核心使命任務是使用各種類型武器(包括彈藥和定向能武器等)遂行制空作戰和對面打擊,并作為網絡節點為體系中其他裝備提供態勢信息支持。技術特征方面,為確保對抗現代化先進防空系統的各類雷達,美空軍將“寬頻、寬譜”隱身作為“穿透型制空”平臺的主要設計考慮,同時關注的主要技術特征還有航程、載重、續航性能、“寬譜航電”、先進電子戰措施。此外,速度與敏捷性也為美空軍所關注。為實現載彈量、航程等方面的高要求,“穿透型制空”平臺尺寸有可能達到中型轟炸機的量級,遠超傳統戰斗機。目前比較明確,“穿透型制空”平臺將是單一裝備解決方案,而非戰斗機家族。美空軍已于2017年1月啟動“穿透型制空”平臺的備選方案分析工作,將在2018年完成,可能通過快速采辦程序獲得裝備。

美空軍目前將“穿透型制空”定義為單一裝備解決方案,放在未來空中優勢裝備大體系的視角之下進行論證、設計,表明其意圖跳出純粹“機型替換”的裝備發展思路,力圖以適合信息時代的體系思維、演進思維來塑造未來裝備。這很可能使美軍進一步增強其明顯領先的體系作戰能力,幫助美軍在體系層面獲得難以觀察和預判的核心空戰優勢。在項目安排上,美空軍的“下一代空中主宰”(NGAD)項目正在安排針對“穿透型制空”等方面的研究工作。

“穿透型制空”平臺有什么特點?

盡管“穿透型制空”平臺還在概念階段,但是美國人本著“動力先行”的原則,早已開始了未來空戰平臺的動力研制工作。新一代的動力系統——“自適應發動機轉化項目”(AETP)的研制工作啟動于2012年,但早在2007年相關的預研工作已經開始。2016年6月30日,通用電氣公司和普惠公司分別被美國防部授予“自適應發動機轉化項目”(AETP)合同,總金額高達20億美元。作為AETD項目的后續,AETP項目將研發、制造和測試自適應發動機工程驗證機,為2020年后參與未來“穿透型制空”平臺發動機工程研制項目競標做好準備。美國空軍已經明確表示自適應發動機將是“穿透型制空”平臺的唯一動力形式。

美國空軍表示,自適應發動機的總體性能目標之一是:相比當前戰斗機發動機,燃油效率提高25%,推力提高10%。為滿足未來戰斗機上新型傳感器和定向能武器的巨大功率需求。

根據已有的信息,可以大致推測未來“穿透型制空”平臺的一些特性:

高速高機動性是該平臺的基本要求,畢竟是要穿透敵方的各種空中和地面火力的封鎖完成打擊目標任務,快速達到和極佳的機動能力是確保完成任務和自身安全的前提條件。

更大的航程將是一項關鍵特征,這將確保這種新空中作戰平臺能夠獨自部署并且伴隨新的B-21轟炸機執行縱深穿透任務。而增大的航程需要提高機體尺寸和發動機動力。“穿透型制空“平臺的自適應發動機需要更具燃油效率和更大的推力,為支撐更大的航程和超越當前技術水平的更高的隱身性,還需要更多的冷卻空氣。

更好的隱身性,新平臺很有可能采用全翼身融合、大升阻比和無垂尾設計。從已公布的洛馬和諾格方案看,機身外形趨于扁薄平滑而流暢,傳統意義上的機身、機翼和尾翼變得模糊,從而使飛機在各種高度、各種狀態下的隱身性和機動性都得到了很好的兼顧。

感知能力更強大,隨著未來戰斗機擔負的作戰任務不斷增加,雙方戰斗機作戰性能不斷提高,體系對抗愈加激烈,戰斗機面臨作戰環境越發苛刻,飛行員(操作員)要在復雜態勢下迅速做出正確的決定。這就要求飛機能夠擁有極強的綜合態勢感知能力,并且能夠準確快速地分析龐雜的態勢信息,為飛行員(操作員)決策提供依據。

新機載武器,在平臺性能取得巨大進步的同時,新一代戰斗機的機載武器有可能發生革命性的變化,即采用高能激光武器等定向能武器。相對于傳統的空空、空面武器,定向能武器的優勢十分明顯。根據現有消息分析,先期出現的高能武器將以攔截來襲導彈為首要目標。

美空軍在2018財年預算文件中首次披露了秘密的“空中主宰空對空武器”項目。據了解其中一種是“小型先進能力導彈”,其作戰性能與AIM-120中距空空導彈相當,但尺寸僅為后者一半,可大幅提高隱身戰斗機掛載數量。此外,美空軍將用“微型自防御彈藥”對該導彈進行補充,用于增強各種平臺的自衛能力。另一種是“防區內攻擊武器”,它是一種空面導彈,設計用于打擊敵方支撐“反介入/區域拒止”能力的關鍵地/海面作戰單元,用于強對抗環境下的空中作戰。

有人/無人選擇,從有人/無人駕駛方式選擇來看,美國空軍與美國海軍出現一定分歧,所以,提供兩種選項應該是必然結果。

新一代“穿透型制空”平臺是美空軍將中俄軍隊作為主要假想敵、針對“反介入/區域拒止”環境所提出的進攻性制空概念,目的是獲得自由進出防空體系的能力。

“穿透型制空”作戰平臺作為美軍新一代裝備概念,將影響未來裝備發展方向與空中作戰樣式。為此需要我們以新的思維、新的理念開展研究應對未來挑戰。同時也應該認真思索我們需要什么樣的未來空中作戰平臺。


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