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宋心之:第六代战斗机加速启动

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发表于 2018-10-12 18:49:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
  作为新一代作战平台的风向标,第6代战斗机无疑引人关注。近期,不但美国军方发布了下一代战术飞机系统的形态构想及能力/技术需求,法国和德国签订了以合作开发新一代战斗机和坦克为核心军事合作协议。俄罗斯也提出了新一代作战飞机的构想。中国更不用说,新战斗机恐怕早在酝酿之中了。全球第6代战机计划正加速启动。
  美空军发布的新战机能力和技术需求通告,一般是最具代表性的。该通告提出,第6代战机的作战对象相当强大(具有空中电子攻击能力、先进综合防空系统、无源探测设备、综合自防御设备、定向能武器和网络电磁攻击能力),作战环境是具有“反介入和区域拒止”能力的地区(明显指向中国),具备作战能力的时间段应在2030年-2050年之间。新战机的主要任务是遂行进攻性和防御性的对空作战,同时希望该机能够承担导弹防御、空中遮断和近距空中支援等任务,且应当具有比现役战机更远的航程和更长的滞空时间,以及更好的生存力、态势感知、武器效能和人工智能。

  美国空军已经提前启动了六代战机的发动机研发工作。资金已投入普惠和通用电气公司的自适应变循环发动机方案竞标,看哪一家公司能够开发出可变涵道比的发动机。美国空军希望,能造出燃料效率提升25%,推力增加10%,并且显著改善热管理的验证发动机。两家公司都接到了10.1亿美元的拨款,对自适应可变循环发动机进行研究。预计在2021年9月之前结束方案竞标阶段 。自适应可变循环发动机可能在F-35的F135发动机的基础上进行改进。这一发动机预定用于所谓“第6代战斗机”。理论上,该发动机也可用于B-21“突袭者”轰炸机。该发动机预计于本世纪20年代中期开始小批量试生产。

  目前,美军方对6代战机的性能设想似乎还在探讨中,确定无疑的要求是更宽频段的隐身能力,但有些要求就令人质疑,如续航时间达到50小时、航程接近1万千米(与B-21战略轰炸机相差无几,看来是要与B-21配合作战),同时又要求能5倍音速巡航,这个技术难度很大。洛马公司的方案侧重实现以5马赫高超音速飞行、多光谱隐形和传感器融合系统。波音公司F/A-XX方案采用翼身融合,无垂尾,酷似B-2隐身轰炸机,隐身能力超好,有无人和有人驾驶两种方案。据说如采用亚音速巡航,续航时间可达50小时,航程会达到史无前例的上万公里;如采用高超音速巡航,其作战半径则降至1600公里,航程应该只有4000多千米。诺思罗普-格鲁门公司也提出了自己的设计方案。

  美第6代战机的真正亮点是可能配备定向能武器——高能微波及激光武器,可防御来袭导弹,亦可携带各类导弹充当攻击其他武器平台。其所备弹药可能是“可调控”威力的武器,可对空中或地面目标起到从损伤至摧毁的不同程度的破坏。

  美空军对第6代战机的经济性更为重视,5亿美元一架的价格,美军方是不能承受的(这价格相当于一架B-21)。可按照上述性能要求研制,5亿美元怕是打不住的。同时,美国的6代空优战机与空天战机性能要求并不是一回事,美空军实现“空天一体”需有两种作战飞机。

  美国空军专门组建了第6代战机办公室,抓紧推进第六代战机研制工作,是为了确保其绝对制空优势。随着中国歼-20和俄罗斯T-50战斗机开始部署。美军正在失去其追求的战机跨代优势。综合考虑F-35的生产采购速度和F-15、F-16等战机的逐步退役,到2030年,美军战斗机缺口可能达到970余架,F-22战斗机的服役时间也已经超过20年,第六代战机的补充将显得尤为迫切。第六代战机项目还有利于维持美国航空工业始终处于科技前沿。若无特定的项目牵引,美军战斗机技术的整体优势将有可能逐渐丧失。

  美国期待新研发的6代机能够轻松“秒杀”5代机。从目前已知的种种迹象看,美国研制的6代机突破性的一些性能并不都有利。

  速度将高于5马赫。这比上一代战机只能以1.5马赫巡航快了3倍多,使现有空射和面射导弹都追不上它。而本机发射的导弹因初速大,攻击范围会扩大很多。但高超音速飞行的问题也很多,会使航程大幅下降,波音公司的方案数据下降幅度达到60%。另外,速度太快机动性变差,攻击地海面目标的搜索瞄准时间急剧减少,命中散布面扩大很多。最严重的是,所有机载外挂武器和吊舱都需要改为内挂,否则阻力太大,气动加热足以烧毁外挂物。兼顾高超音速与亚音速飞行,气动外形需要相互矛盾,对发动机的要求也完全不同。这对设计和成本是巨大挑战。

  6代战机的机动性据说有更大提升,其实恐怕很有限。有人驾驶飞机的机动性已经达到人的承受极限(8~9g),无人驾驶承受过载虽然大,但受信息传输滞后影响,反应总会慢半拍。结论恐怕是,6代战机并不适合近距格斗空战和中低空飞行,只适合高空远距偷袭,打了就跑。

  说6代战机的隐身能力更强,其实也是有限的。反隐身技术也在发展,电波探测原理决定了米波谐振探测与目标的几何尺寸相关。减少雷达反射面的作用很有限。6代机的隐身代价—全机成本很高,而真实效果还需要实际检验。

  6代战机的航电系统,主要是战场态势感知、信息传输处理能力会更强。可能采用光缆传输提升速率和抗干扰。智能化水平也会大幅提升。但这些技术设备的提升同样会改进上一代战机性能,而且会先在上一代战机试用成熟才会用在新战机上。

  6代战机真正值得关注的是武器系统。相比现役五代机,六代机除了能够挂载更加先进的全向攻击导弹外,还可能配备用于近距离防身的激光与微波定向能武器,这种武器能达到何种水平尚不清楚。但武器系统对战机作战能力的影响是最大的,而且可能改变空战模式。即使飞机性能停留在5代战机水平上,空战武器更新为定向能,也会使空战方式发生巨大改变。

  最后结论是,美国发展6代战机的基本思路是在5代机各项指标上再提升。唯一创新性的改变是使用定向能武器。但定向能武器的杀伤范围、可靠性尚不明确。由于各项新技术在新战机的应用比例很大,美国6代机的技术风险似乎过高了。当然战机成本也会居高不下。

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