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2021年世界空军武器装备发展综述 |

 冯仙森 2021-12-16

作者:国豪

新冠病毒继续在全球肆虐,各国产业链均受到不同程度的影响,但是,美国等大国拥有完全自主的科技创新体系,在严峻的疫情下继续把控世界先进飞机和导弹的发展方向、技术攻关和对外输出,并对竞争对手施于关键技术封锁。在大国竞争背景下,世界强国空军加快发展高超声速、隐身、无人等空天打击装备,同步发展反临、反太空和反高超装备,空天对抗将更加激烈;持续发展敏捷指挥控制、自适应组网和智能信息融合共享等系统,支撑联合、体系和多(跨)域作战需求,推动世界空军装备的信息化水平向纵深发展。


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一、聚焦核心、多代并行,作战飞机持续强劲发展


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(一)美俄新型轰炸机确定最终方案

一是美空军第三次发布B-21轰炸机效果图,宣布将首先在埃尔斯沃思空军基地部署B-21新型远程打击轰炸机,按计划至少采购100架B-21,有可能增至225架。首架预计2022年出厂,并于年中首飞。美军的单机购置目标成本为5.5亿美元。二是俄国防部在4月通过了“信使”(PAK-DA)最终研发方案:外形设计将采用“飞翼”布局,采用二维尾喷口,亚声速飞行,航程有望增至1.5万千米。


(二)美俄继续加快现役轰炸机升级改进

一是美空军计划重新启用B-1B轰炸机的外部挂点,以悬挂配装常规战斗部的高超声速助推滑翔弹及巡航导弹。二是美空军计划为B-52轰炸机更换新型F130发动机、升级航空电子设备和新的“数字骨干网”,以配装“空射快速响应武器”(ARRW)和高超声速攻击巡航导弹(HACM)。三是俄首架改进型图-160M轰炸机从3月开始交付预先试验。

此外,美空军的B-52完成了高超声速杀伤链传感器测试,B-2轰炸机进行了热加油演练。俄罗斯图-22M3在5月首次进驻叙利亚赫梅米姆空军基地。


(三)美俄日欧等国家加快新一代战斗机发展

一是美空军在4月9日展示的NGAD新概念图进一步突出隐身设计:采用飞翼、无尾一体化布局,箭形机翼,边条与机身头部融合,垂尾可折叠,进气道位于机翼上部,机腹下采用内埋式弹舱。二是俄罗斯联合发动机公司正在开展第六代发动机技术、混合动力技术和电动发动机技术。三是日本防卫省表示F-X战斗机将采用数字工程技术来提高设计、研制、生产和维护的效率;研发上以三菱重工为主承包商,多家企业共同参与研制。四是英国国防部在7月正式授出“暴风”战斗机设计和开发合同,标志着正式启动概念和评估阶段。五是法德西三国在8月30日签署协议,推动“未来空战系统”(FCAS)进入验证机设计阶段。


(四)俄罗斯研发新型轻型五代机

俄正在研发双座指挥型苏-57战斗机,以控制最新型“猎人”无人机进行空战和对地打击。俄罗斯在7月20日首次公布了苏-75“致胜”(Checkmate)新的轻型单发隐身歼击机全尺寸模型;该机起飞重量18吨,作战半径约1500千米,最大飞行速度2马赫以上。

此外,土耳其计划2023年3月18日推出五代战斗机原型机TF-X“国家战斗机”(MMU)。


(五)美国空军继续试验和升级F-35战斗机

美计划对F-35战机发动机进一步升级或换发,将使航程提高11%,推力提高10%,热管理提高50%。美空军2架F-35A战斗机在10月4日完成了B61-12核炸弹全武器系统演示验证(FWSD)试验。


(六)新型四代机加快列装和新能力生成

美空军加大F-15系列战斗机试验力度:F-15EX“鹰II”战斗机交付2架并完成单机外挂5枚AGM-158的试射试验。F-15E战斗机完成对JDAM的挂载能力扩容试验(由9枚增至15枚) 及投放B61-3和B61-4型核航空炸弹测试。F-15C战斗机在8月5日首次使用新型“军团”吊舱的红外搜索与跟踪系统引导AIM-120导弹击中QF-16靶机。

俄罗斯米格-35战斗机已列装部队,即将进入限量生产阶段。日本计划为F-15JSI战斗机换装AN/ALQ-250“'鹰’被/主动告警与生存力系统”(EPAWSS)新型电子战系统。韩国航空航天工业公司(KAI)正式展出了首架KF-X战斗机项目原型机,命名为KF-21,并公布了一段与三架隐身无人机协同作战的概念视频。

印度空军同时研制、采购、接收和升级四代机:计划2022年启动“先进中型战斗机”(AMCA)工程研制。计划向俄罗斯采购110架米格-35战斗机。2021年共接收21架“阵风”战斗机,目前装备29架。将对苏-30MKI战斗机的有源相控阵(AESA)雷达、发动机、航电和通信设备等进行升级改造。另外,印度启动以“光辉”轻型战斗机(LCA)与多型无人机混编作战的“空中作战编队系统”(CATS,“印度猫”)项目。

另外,法国空军采购12架F3R标准“阵风”战斗机,2025年 “阵风”战斗机的数量将增加至129架。美空军接装2架AT-6E轻型攻击机。俄米格-41远程截击机拟于2023年首飞,“空中炮艇”飞机进行指标需求调整,可能配装精确制导炸弹和导弹。


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二、优化结构、增加规模,支援保障飞机加快升级换代


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(一)新型运输机研发和列装力度加大

一是美空军重视发展垂直起降和短距起降飞机。美空军考虑用垂直起降飞机替代C-130运输机执行战术空运任务。同时,美国先进战术(AT)公司和Rotor X飞机制造公司公布了“梭子鱼”系列新型未来高速垂直起降飞机的设计概念。美空军还依托“敏捷至上”项目开发混合电动短距起降飞行器,计划2022年进行演示验证。另外,美空军将推迟MH-139A“灰狼”直升机全速生产时间,具体时间不详。二是俄空天军继续列装伊尔-76МД-90А和试验伊尔-112V运输机。伊尔-76МД-90А在2021年列装5架。其中2020年已接装3架,后续每年至少要接收10架。伊尔-112V运输机实现减重800千,计划2022年中期完成国家测试,2023年开始批量生产。三是韩国在5月公布未来军用运输机设计方案,该运输机与日本C-2运输机和乌克兰安-178运输机外形相似。

另外,印度计划采购空客公司56架C-295战术运输机,波兰计划采购5架新型C-130运输机。


(二)加油机规模不断扩大

一是美空军授予第6批12架KC-46A空中加油机采购合同,此前已拥有179架KC-46A中的79架订单。二是日本在10月29日接收首架KC-46加油机。三是北约接收第5架空客A330 MRTT加油机。四是印尼将花费7亿美元采购2架加油机,潜在机型有空客A330、波音KC-46A和伊尔-78加油机。

另外,美国空军发布“过渡性加油机”信息征询书,计划2022年底进行项目招标。作为响应,洛·马公司在9月17日发布了以空客A330为基础的LMXT加油机方案。


(三)预警/指挥机更新换代步伐加速

一是E-8C“联合星”飞机将逐步退役,2022财年首先退役4架。美空军计划用E-7替代E-3预警机。北约正在寻求新型机载预警与控制系统,以替代将于2035年退役的波音E-3A飞机。二是俄罗斯正在开发类似于A-50的新型预警无人机,该机将具有良好的低空目标探测能力和隐身能力。同时,俄研发伊尔-96VKP替代伊尔-80指挥机,俄国防部定购了2架,未来还可能定购第3架。三是印度拟以A320客机为基础改装新型预警机。韩国空军拟对E-737预警机将进行升级改进。四是意大利正在与美国合作开发基于“湾流”G550飞机的C4ISTAR平台。五是瑞典将采购2架“全球眼”预警机。


(四)新型电子对抗飞机发展大力推进

一是美国空军寻求下一代干扰机,将在2022财年国防授权法案(NDAA)中 “评估空军机载电子攻击能力以及将ALQ-249下一代干扰机集成到空军战术飞机上的可行性”。二是俄罗斯正在开展以图-214为平台的“伐木人”-2电子战飞机的研发,该机具备切断敌方卫星通信的能力。俄东部军区在1月新列装一批米-8МТПР-1电子战直升机,该直升机装备了“杠杆”-АВ电子战系统,作用距离达数百千米。


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三、突出新质、强调协同,无人机发展迅猛


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(一)传统ISR/察打一体无人机发展方兴未艾

一是美空军大力发展下一代多用途无人机。美国通用原子公司在2月发布下一代察打无人机概念图,突出隐身性能。美空军在3月发布“下一代多用途无人机”(MQ-Next)项目信息征询书,在传统ISR和对地打击能力基础上增加对空防御能力要求。二是多国继续重视升级改进侦察/察打一体无人机。其中美空军的RQ-4B “全球鹰”无人机在10月成功测试了新的 MS-177 传感器系统,11月集成飞行路径动态规划能力;日本采购3架中的2架RQ-4B无人机成功试飞。美空军在7月成功开展MQ-9“死神”无人机的“自动起降能力”试验;意大利为其MQ-9无人机配备火控系统和激光指示器;英国增购13架MQ-9B RG Mk1“天空保卫者”无人机,未来将共装备16架。另外,美空军将改装4架EQ-4B无人机用于高超声速武器试验。


(二)打击类无人机发展如火如荼

一是美军正在发展机载无人作战飞机。包括可挂载于MQ-9无人机的“麻雀鹰”空射多任务无人机和DARPA的“远射”(LongShot)无人机,其中通用原子公司在7月发布了发射空空导弹的“远射”无人机概念图。二是俄罗斯发展“猎户座”系列轻重搭配无人机。其中“猎户座”无人机进行了发射Vikhr-M反坦克导弹的测试,并开始组装其重型衍生型别—“天狼星”重型双发无人机。三是印度的名为“隐身飞翼飞行试验台”(SWiFT)的隐身无人作战飞机缩比验证机从6月开始进行地面试验。该机外形类似“神经元”无人机。

另外,土耳其正在发展的“秃鹰”制空型无人机第三架原型机首飞,“矛隼”对地打击型无人机完成滑翔炸弹投放试验。


(三)无人僚机突出与五代机或六代机协同作战

一是美空军正在发展三型无人僚机:XQ-58A在3月完成第六次飞行试验;“天空博格”项目“自主核心系统”利用UTAP-22“灰鲭鲨”无人机和MQ-20“复仇者”无人机完成多次试飞;AFRL授出“机外感知站”( OBSS)合同,用于开发忠诚僚机式无人机。二是俄罗斯为苏-57打造的S-70“猎人”无人僚机进行了投射500千克非制导炸弹的试验。另外3架原型机正在制造,计划在2022—2023年进行飞行测试。三是日本计划在2035年前为日本下一代战斗机研发具有人工智能系统的自主无人机。四是英国依托“蚊子”项目计划在2023年前研制一款忠诚僚机无人机原型机,未来与“台风”、F-35B以及 “暴风”下一代战斗机协同作战。

另外,澳大利亚皇家空军的ATS无人“忠诚僚机”在2月完成首飞,并增购3架,未来计划列装6架。


(四)美俄竞相发展新型蜂群无人机

美空军研究实验室已开发出能够执行战场监视、蜂群作战和态势感知任务的微型扑翼无人机。X-61 “小精灵”(Gremlin)项目在10月进行的第四次飞行试验中,成功完成了首次空中回收任务(2架回收1架),并在24小时内进行了1架X-61无人机的2次飞行试验。

俄罗斯正在研制“闪电”蜂群无人机。该无人机可携带不同电子设备或武器,可由无人机或有人机发射。


(五)美空军持续推进高超声速飞机发展

美国赫米尔斯(Hermeus)公司正在为美空军在3年内研发3架“夸特马”高超声速飞行验证机,目前已经完成了主要的设计工作,并展示了全尺寸试验机。


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四、强化慑战、注重效果,机载武器发展突出应对现实威胁


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(一)空空导弹向远距、系列化和专用化发展

一是波音公司在9月20日公布了远程空空导弹(LRAAM)概念的半比例模型,其射程约在150~170千米以上。此外,AIM-120D-3导弹在5月进行了第二次实弹测试,计划2023年开始生产交付。二是俄罗斯开始对R-27空空导弹进行现代化升级,推出R-27R1/ER1、R-27P1/EP1和R-27T1/ET1等三种改进型号,各型之间的区别在于导引头和推进系统有所不同。三是德国为法德西三国联合研制的“未来空战系统”开发“未来作战空空导弹”。该导弹以“依尔依斯特”(IRIS-T)红外制导近距空空导弹为基础进行改进。

此外,土耳其正在研制“波兹多安”(Bozdogan)近距空空导弹和“游隼”(Gokdogan)超视距空空导弹,两型空空导弹均采用了高推力-低烟固体燃料技术。


(二)空地导弹注重打造威慑和实战双重能力

美俄大力发展空基核和高超声速导弹。一是美空军在7月授出AGM-181A“远程防区外”(LRSO)空射核巡航导弹工程研制合同,预计2027年2月完成。二是美空军2次试射AGM-183A “空射快速响应武器”(ARRW)失败;但是DARPA与美空军合作研发的高超声速吸气式武器概念(HAWC)在9月成功完成自由飞行测试。三是美空军在9月授出“南十字星综合飞行研究实验”(SCIFiRE)吸气式高超声速导弹项目合同,目标是完成项目第一阶段的初始项目评审。四是俄罗斯正在为轰炸机开发Kh-95远程高超声速导弹,该型导弹射程约5000千米,飞行速度约为6~8马赫。同时,俄罗斯正在为苏-57战斗机研发“幼虫”-MD新型高超声速反舰导弹,目前该导弹正处于地面测试阶段。

美空军持续深入研发智能化弹药。一是“金帐汗国”项目取消了原定的“协同小型空射诱饵弹”(CMALD)飞行试验计划,于9月15日进入名为“原景”(Protovision)的新的竞争性发展阶段,开发名为“罗马竞技场”(Colosseum)的多层次数字孪生武器生态系统,由实物武器演示逐渐转向数字化建设。二是在7月和11月分别对“快龙”(Rapid Dragon)项目下研制的空投“托盘化弹药”投放系统进行了系统级演示试验,运用了EC-130SJ、C-17A运输机和MC-130J特种作战飞机空投了多枚模拟的AGM-158B增程型联合空地防区外导弹。三是美空军研究实验室在7月28日完成了“可调控效应弹药”(DEM)实验性武器计划的技术演示,其目标是使空射武器的毁伤效应能够在飞行过程中“动态定制”。四是不再寻求以AGM-88G“增程型先进反辐射导弹”为基础研发“防区内攻击武器”(SiAW),将调整采办策略,对5家企业启动开放式竞争。

美俄重视发展打击加固和深埋目标的导弹。一是GBU-72炸弹在7月23日完成首次挂载-挂飞-投放试验,10月7日由F-15E战斗机进行了高空投掷试验,标志着该弹将正式开展研制试验和作战试验。二是俄罗斯披露了打击静止的加固和地下目标的Kh-59MKM空地导弹性能;空天军首次列装“钻孔机”航空炸弹,该弹可钻透1米厚的钢筋混凝土或3米厚的土层。

俄日印继续推进反舰导弹发展。一是俄图-22轰炸机试射被称之为“航母杀手”的Kh-32巡航导弹,该弹最大飞行速度接近高超声速,射程达1000千米。二是日本防卫省计划自2022年开始研发空射型远程防区外导弹,配装F-2战斗机以及下一代战斗机。三是俄、印两国联合研制的“布拉莫斯”超声速导弹未来将增程至800千米。


(三)新概念武器聚焦发展反无人机能力

在机载激光武器发展方面:一是美空军正在发展运输机载、战斗机载激光武器,其中配装AC-130J空中炮艇的激光武器已完成工厂验收测试,后续加快集成后进行地面和飞行测试。配装F-15和F-16系列战斗机的SHiELD机载激光武器开始组装,计划2024年进行全面系统测试。二是以色列在6月成功开展机载高能激光击落无人机试验,试验的激光器功率为100千瓦,射程为20千米,载机为“塞斯纳”飞机。

在机载微波武器发展方面:洛克希德·马丁公司开发了一种称为“莫菲斯”(MORFIUS)的无人机载高功率微波系统,以对抗无人机和无人机蜂群。此外,美空军正在寻求开发“雷神之锤”(Mjolnir)高能微波系统,以破坏或摧毁敌方无人机来保护空军基地。


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五、拓展能力、扩大部署,防空反导装备加快试验和列装


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(一)新一代地空导弹开始探索

俄总统普京、国防部长绍伊古和军事专家利托夫金再11月分别提及了俄罗斯正在研制新型C-550导弹系统。该系统的使命任务可能是防御太空威胁或提高载弹量抵御饱和攻击。苏联曾在20世纪80年代秘密研制C-550高机动反导防天系统,后因技术不成熟被迫终止。

以色列国防部2月18日发表声明,以美两国已经开展“箭-4”反导系统的开发工作。“箭-4”反导系统有望能够对抗大气层外的威胁,成为一种兼备大气层内外作战能力的武器。


(二)新型地空导弹试验和加快列装

C-500“普罗米修斯”新型防空导弹系统在在7月成功对高速弹道目标完成实弹试射,可能已经在10月列装部队。该系统可拦截中程弹道导弹、高超声速巡航导弹,以及高超声速攻击型无人机和低轨道平台。

C-400防空导弹系统准备出口印度和土耳其,其中印度订购了5套,首套计划年底部署;土耳其已在2019年接收了首批5套C-400防空导弹系统,今年9月宣布将继续采购该系统。

印度在9月首次试飞“阿卡什Prime”导弹系统,与现役“阿卡什”导弹系统相比,新系统采用印度主动射频导引头,精度更高。

以色列国防部2月1日表示,以色列导弹防御组织和拉斐尔公司成功对新改进型“铁穹”防空系统开展了一系列飞行试验,在演习中拦截了一架小型无人机。


(三)法国和意大利联合研制下一代防空导弹系统

法国和意大利签署了下一代SAMP/T防空导弹系统联合研发合同,该合同是对2016年签订的首份合同的补充,目的是提升法国空军、航天部队以及意大利陆军SAMP/T系统的性能。

此外,在信息系统发展方面,美空军着眼联合作战,大力推进空中信息共享和通信组网,完成“先进作战管理系统”第五次“架构演示与评估”,持续挖掘杀伤链新的能力,启动认知电子战项目,信息装备的智能化水平进一步提升。

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