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第六代战斗机发展趋势

2020-03-26  工农子弟兵

远望智库技术预警中心  侯 兵 编译

航空设计师已经在发动机制造、控制系统、机载武器和空气动力学领域取得了巨大突破。一系列新技术可能导致新一代、第六代战斗机的出现。俄“星”周刊日前撰文阐述该领域的发展趋势和创新。

一、重新定义驾驶


首先,将基于无人机领域的研究成果建立全新的控制系统。航空设计师正在积极研究战斗机的混合控制系统:既可以从座舱,也可以远距控制飞机。座舱里不一定要有飞行员存在是第六代战斗机的基本标准。而且有可能研制完全自主的控制系统,能够在没有人参与的情况下独立实施空战。然而为了建造完全自主的战斗机,设计师需要解决如何对抗敌人电子战系统的问题。未来战机的数字系统可能遭到激光武器(如俄罗斯新型的“佩列斯韦特”系统)的打击。激光武器能够“烧灼”任何航空电子设备。不解决这一难题,战斗机座舱内必须要有人存在。
2019年6月27日,美国辛辛那提大学进行了一项有趣的试验。在航空模拟器上实现了经验丰富飞行员与计算机的空战。美国空军退役上校琼·李与计算机对决。他一次也未能战胜计算机。据这位上校反馈,他的电子敌人反应速度更快,总能选择更具进攻性、更有效的空战战术。应该指出,模拟器预先设定了场景,与真实的空战有很大差别。
目前无人机方案不胜枚举。首先是研制具备现代无人机功能的战斗机。俄罗斯国家航空系统科研所总经理霍赫洛夫接受俄新社采访时指出,现在默认第六代战斗机是无人的,其余性能将是现有技术的进一步发展。“战机将更快,更机动,更隐身……”
俄罗斯新型“猎人”打击型无人机可能是类似战斗机的基础。设计中已经采用了第六代战斗机的要素。“猎人”无人机进行了几次测试飞行,包括与苏-57歼击机比翼齐飞。据报道,2020年将进行“猎人”使用武器的测试飞行。
也不排除无人机的其他方案。例如,使用下列控制系统:1名飞行员可以控制一个战斗中队。据预测,1名飞行员可以控制一个战斗机机群:他位于“指挥”战斗机座舱内,给座舱内只有人工智能设备的其他飞机发送指令。内嵌于控制系统的人工智能设备可以提升战机的性能,为飞行员提供必要的信息。这种长机、僚机珠连璧合被认为是第六代战斗机的最佳方案。

二、现代战斗机可以攻击自己看不到的目标


可以基于最新的液晶显示器、目标指示系统研制新型系统为飞行员发送信息。英国的航空设计师为飞行员提供了最先进的信息传送方式,研制了可以直接投射信息的飞行头盔。
英国BAE系统公司总试飞员鲍曼指出:“我们的任务在于,让飞行员不要把注意力放在仪表板上,而是要关注机外,即座舱外的局势,搜寻战斗目标,因此我们尽可能把所有必要信息呈现在他的眼前”。
由几十个传感器构成的系统,时刻跟踪飞行员的视线,投射必要的信息,飞行员每时每刻都可以看到所需参数。
之前飞行员为了查看仪表板不得不向前看。现在无论飞行员头部状态如何,新型头盔可以显示一切有用的信息。根据飞行员的需求,视界中可以显示各个仪表的参数、导航信息、其他飞机的状态和周围态势。
改进通信设备也是第六代战斗机的标准之一。任何现代军事装备都是作战信息系统的组成部分,应该借助先进的通信系统在一个统一的体系中展开行动。飞行员应可以从机载设备、卫星、其他飞机(如预警机)、地面雷达和无人机获取信息。先进的战斗机可以攻击自己看不到的目标。
专家预测,第六代战斗机的协同可以基于互联网原理。这意味着,可以研制专用的通信软件,不仅能够发送大量信息,而且可以与敌人的电子干扰展开对抗。
研制最新战斗机时,也需要考虑提高战机的雷达隐身性。鉴于探测技术突飞猛进,航空设计师不得不研究新的战机隐身外形。最可能的方案是“飞翼”布局。这种结构不仅可以提高飞机的隐身性,而且改善飞行品质。俄罗斯的“猎人”无人机就采用这一布局。
采用新的布局,先进战斗机的外形可能大变。有可能完全放弃垂尾,因为垂尾不仅增大了有效反射面积,容易被敌方的雷达发现,而且会恶化战斗机超高速、大迎角时的机动性。
未来战斗机也可能采用“鸭”式布局。“鸭”式布局的战斗机,鸭翼位于主翼之前。可以完全排除失速的可能性,即飞机不会进入“螺旋”,改善气动性能。
早在二十世纪九十年代中期“波音”公司就研制了“捕食鸟”隐身战斗轰炸机原型机。这一飞行器采用“鸭”式布局,升力机身起到鸭翼的功能。这一外形可以避免“鸭”式布局固有的不足,例如,迎角状态被破坏,导致升力下降。专家指出,这一布局可能成为未来飞行器的基础。


三、选择高超音速


目前提高隐身性、改进飞行性能和通信系统是第六代战斗机的关键标准。此外,航空设计师正在积极研制新一代发动机。方案之一是氢推力发动机。新式混合发动机可使战机加速至12-14马赫,进入近太空。可以与上面提及的无人控制系统交联使用。无人机可以承受人体无法承受的极端迎角、加速度,而人脑在速度急剧变化和重力骤降时可能遭到破坏。
应该指出,俄罗斯在高超音速武器领域的研究可能奠定新一代歼击机的基础。可以为歼击机配备高超音速导弹,或者基于高超音速技术建造真正的未来歼击机。
2016年,时任主管国防工业的副总理、现俄罗斯航天局局长罗戈津首次谈到俄罗斯将研制第六代歼击机。他提到,“苏霍伊”设计局已经启动了这一课题的研究工作。
某些未来的第六代系统已经在苏-57上进行试验。来自航空工业部门的消息称,不仅计划建造苏-57的无人方案,而且准备在其上试验第六代歼击机的个别系统,基础方案是无人型,只是可以选择有人驾驶,指的是飞机的控制系统、机载武器和导航设备。
根据相应的分类,俄罗斯的第六代歼击机将配备人工智能和量子雷达,可以在没有人参与的情况下遂行战斗任务,达到高超音速,进入近太空,使用新物理原理武器。根据预测,俄罗斯的第六代歼击机将于2025年升空。
关于苏-57的“军事验收”节目中,一架从未露面的飞机模型一闪而过。因为这架模型的外形与俄罗斯现有任何一架歼击机的外形都不同,专家预测,这可能就是第六代歼击机的模型。
四、空军如何发展,让我们拭目以待
英国也打算研制自己的第六代战斗机。原型机命名为“风暴”——为了纪念英国二战时的一款战斗机“霍克风暴”。打算投资20亿英磅在2025年实现这一计划。英国前国防大臣威廉松指出,设计的第六代战斗机既可以在机组控制下,也可以完全以无人状态完成飞行。
美国也在积极研发未来的战斗机。2016年美国启动了“突破防空、打击空中目标”计划,开始研制无人僚机。研究结果是提出了F-X战斗机概念。这一计划规定建造能够补充或取代许多现有机型的多用途战斗机。首先,F-X将取代老旧机型F-15,将来新型的F-22也可能让位于它,F-X将于二十一世纪三十年代实现量产。
根据最大胆的预测,美国研制的首架第六代战斗机将于二十年代后半期升空。几年后实现量产,并装备部队。目前所有方向集中于研究早期阶段。
研究世界各国发展新一代战斗机的计划,显然,所有上述机型都遵循大体一致的发展趋势。所有国家都需要第六代战斗机,需求也基本相似。令人惊奇的是,各国新战斗机出现的日期也惊人地相似——最初型号大约在2025年前后出现。现在可以将其命名为“第六代战斗机之年”,因为届时空军将进入崭新的时代,让我们拭目以待。

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