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F-35闪电II联合攻击战斗机早期研发史(第1章/共15章)第五代战斗机的飞跃

 -战争机器- 2022-03-07

正文共: 6619字 9

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第五代战斗机的飞跃

以 "代 "来命名战斗机始于二战结束前的第一批亚音速喷气式战斗机。虽然从来没有一个正式的定义,但这种命名已经被广泛接受了60多年,每一代新的战斗机通常反映了技术或能力上的重大进步。
第一代(1940年中期至1950年中期)包括洛克希德P-80流星(美国)、德哈维兰吸血鬼(英国)、米高扬-古列维奇MIG-9/15/17(苏联)和达索'神秘'(法国)。除了速度之外,它们与二战时期的最后一代先进活塞式战斗机没有明显的区别。
第二代(50年代中期到60年代早期)是由超音速和导弹武器定义的,这一代的喷气式战斗机包括麦克唐纳飞机公司的F-101 "巫毒"(美国),英国的 "闪电"(英国),苏霍伊的苏-7/-9/-11(苏联),以及达索幻影III/5(法国)。
第三代战斗机(1960年代)侧重于改进空对空导弹和航空电子设备,而在越南上空的空战表明,格斗仍然是空战的一部分。在这一时期,生产喷气式战斗机的国家和公司大量增加,代表性的飞机包括麦道F-4 "幻影 "II和诺斯罗普F-5(美国)、BAE "鹞"(英国--第一架垂直起降'VSTOL'喷气机)、米格-21/23/25(苏联)和幻影F.1(法国)。
第四代是第一次被分成两个部分--第4代(1970-90年代中期)和第4.5代(1995-至今)。
第四代飞机在多用途配置中使用了越来越复杂的武器和航空电子设备;传感器、导弹射程和精确度的大幅提高结束了格斗,但使空对空作战变得更加致命。代表性的飞机--大部分仍在服役--包括通用动力公司/洛克希德-马丁公司的F-16 "战隼"、格鲁曼公司的F-14 "雄猫"、麦道公司/波音公司的F/A-18 "大黄蜂 "和F-15 "鹰"(美国);米格-27/29/30/31/35和苏-33/34(苏联/俄罗斯);帕纳维亚 "狂风"(英国/德国/意大利);成都歼-10、沈阳歼-8ll和西安歼-7(中国);幻影2000/N/D(法国)。
第4.5代(1990年代至今)既代表了对传统飞机的重大升级,因为预算削减和缩减推迟了下一代飞机的发展,也代表了引进隐形技术、先进的数字航空电子设备、有源主动相控阵(AESA)雷达、提高武器精度、有限的超巡航速度、广泛使用复合材料,以及新的以网络为中心的战斗空间所需的攻击性和防御性部件。
一般被指定为4.5代的飞机(有些仍在开发中)包括波音F/A-18E/F超级大黄蜂和F-15E攻击鹰/F-15SE沉默鹰和洛克希德-马丁F-16 Block 60(美国);欧洲战斗机台风(英国/德国/意大利/西班牙);米格-35和苏-35BM(俄罗斯);萨博JAS-39鹰狮(瑞典/意大利);达索阵风(法国)。
第五代(2005-21世纪中叶)标志着所有第4/4.5代技术和材料与最新的尖端技术的全面融合,这大大限制了有能力生产这种飞机的国家/制造商。第5代飞机是全新设计的,包括先进的雷达吸收复合材料和最小的红外信号以增强隐身性。
其他标准包括集成的通信、导航和识别(CNI)航空电子设备;多传感器数据融合的态势感知红外搜索和跟踪(SAIRST),它不断跟踪范围内的所有目标(和友军),并为飞行员提供即时的360度画面。抗干扰高速数据链;玻璃驾驶舱和头盔显示器;综合电子战组件(进攻和防御);集中式 "飞机健康监测";以及不加力超音速巡航--所有这些都提供了五角大楼所谓的 "第一眼,第一枪,第一杀 "的能力。"
"洛克希德-马丁公司执行副总裁和R35项目集成总经理汤姆-伯奇指出:"第五代和早期型号之间有明显的区别,主要是在杀伤力和生存能力方面--你永远不会看到第4代甚至4.5代飞机会威胁到第5代机的情景。
"我们还拥有一套更强大的多光谱传感器,并将信息融合在一起,因此飞行员不再管理传感器--他成为任务经理,而不是平台经理。这很重要,因为结合隐身元素,你就有了今天的飞机所没有的战术优势。"
JSF的所有三个型号--F-35A常规起飞和降落(CTOL)、F-35B短距起飞/垂直降落(STOVL)和F-35C航母舰载机--具有基本相同的飞行和战斗特性。但对伯奇来说,虽然这些能力是至关重要的,但它们只是故事的一部分。
变革性的特点是在防空严密的地区保持战略威胁的能力,进行ISR(情报、监视、侦察),并在其他飞机无法通过的情况下生存和战斗。在较低的威胁情况下,如伊拉克,当飞机在联合和联盟作战时,你有一个共同的平台、弹药、后勤供应,"他解释说:"即使是今天同一类型的飞机也可能有不同的传感器模块,所以支持它们的后勤供应规模非常庞大。
减少这种基础设施的潜力是走向一个基于联盟的联合平台的优势之一。你将拥有我们今天没有的规模经济和共同性。挑战是如何利用这一点。今天没有类似的系统,所以我们没有传统的模式来帮助我们。"
为联合攻击战斗机设定的任务和能力目标包括。
-在空对空战斗中比传统战斗机的效率高四倍。
-在针对固定和移动目标的任务中,效率是原来的八倍。
-在非传统的ISR和压制敌方防空系统以及摧毁敌方防空系统(SEAD/DEAD)任务中的效率要高出三倍;以及
- 采购成本相当,但对燃料/运输和基础设施的要求大大降低,包括较小的基地占地面积。
在当时只有两种第五代飞机--洛克希德-马丁公司的F-22 "猛禽 "空中优势战斗机和F-35 "闪电 "II联合攻击战斗机--但其他飞机已知处于某种开发阶段--俄罗斯的苏霍伊T-50、苏霍伊/哈尔FGFA(俄罗斯/印度)、J-20(中国)和一种尚未命名的日本飞机。
只有F-22已完全投入作战服役。F-35将是第二种达到这一点的第五代飞机,其初始作战能力--美国海军陆战队--计划在2014年至2015年期间实现。
大多数专家同意,没有其他国家拥有在不到十年内生产真正的第五代战斗机的技术或制造基础设施。基于现有的能力,最有可能的是俄罗斯和中国,这两个国家都声称已接近生产这种飞机。但根据蒂尔集团分析部副总裁理查德-阿布拉菲亚的说法,真正的第五代战斗机不仅仅是其各个部件的总和。

一架F-35A和F-22A正在编队。F-35和F-22是当量世界上仅有的两种正在生产的第四代战斗机。

三架F-35战斗机展示了电光瞄准系统(EOTS)。传感器融合是第五代战斗机的一个重要因素。

他说:"你可以用螺栓连接子系统来宣称自己是第五代,但这离更广泛的架构还有一段距离。你越接近第五代,你就越能意识到飞机不那么重要--它是一个更广泛的ISR、理论、联网等的组合体。
他说:"第四代战机的最大属性之一是它在发展过程中作为网络节点的能力。当然,这需要时间,但如果你只是有一架非常好的飞机,加上一堆子系统--例如AESA--那只是一架高度进化的第四代飞机。"
在他的估计中,即使是最有能力的竞争者--俄罗斯和中国--也没有达到要求。
"这听起来像是很多吹牛和烟雾。毫无疑问,他们将建造更好、更有能力的喷气式飞机,但真正集成并设计成与所有机载和非机载传感器协调工作的东西?可能不会,"他说。"在非常大的程度上,它还涉及到培训和理论,而他们并不擅长这些,并利用所有可用的投入。你还在谈论两个空战能力极其有限的国家。"
可以预料,俄罗斯总理弗拉基米尔-普京不同意,声称新的苏霍伊T-50将在2015年投入使用,"在机动性、武器装备和射程方面,将优于我们的主要竞争对手F-22"。他指出,作为一个例子,T-50的控制装置在关键的大过载机动中,飞行员无需将手离开操纵杆即可操作。
政府网站援引普京的话说:"我知道,我已经飞过了"。
俄罗斯和印度正在开发的基于T-50的苏霍伊/HAL第4代轻型飞机将给印度带来巨大的推动力,特别是如果它真的要开发一种独立的、本土的第4代战斗机。
菲亚特飞机已经开发了很长一段时间,"伯奇说到ISO。"它确实进行了首次飞行(2010年1月),但几年来一直处于边缘状态。很明显,他们从F~22借鉴了一些设计特点,但令人怀疑的是,他们在整合隐身性方面的经验远不及F~22。这是一架拥有大型发动机的大飞机,毫无疑问,它在空中的机动性很好,但目前一代的米格飞机和苏霍伊飞机的机动性也非常令人印象深刻。
"当你给它们装上传感器、武器和油箱时,它们就失去了很多这种包络性。真正的问题是它们是否有生存能力。我们正在谈论地对空的威胁,进入一个高威胁的环境并使其处于危险之中。这就是对F-35的描述;一般来说,对手的飞机是高度机动的、双引擎的、有推力矢量的大飞机,但第五代飞机要多得多。"
中国在歼-20上已经工作了十多年,该机于2011年1月首飞,这表明人民解放军的进展可能比大多数预测都要快。
空军国家航空航天情报中心的中国问题高级分析师韦恩-乌尔曼(Wayne Ulman)5月对美中经济与安全审查委员会说:"我们预计中国将在2018年左右拥有可投入使用的第五代战斗机"。该委员会于2000年由国会授权,评估和报告美国和中国之间日益增长的经济关系对国家安全的影响。
"中国空军的能力,特别是PLAAF(中国人民解放军空军)的能力,在过去的十年中得到了极大的改善。解放军空军从一支过于庞大、技术落后的部队,正在成为一支装备精良、训练有素的部队,同时也有一些可识别的缺点和弱点。所有指标都表明,在未来十年里,解放军空军和解放军海军航空兵都将继续改善,到2020年,中国将拥有世界上最重要的空军之一"。
然而,俄罗斯、中国和其他谈论建造第五代飞机的国家的制造基础值得怀疑,Burbage说。"另一个因素是这些国家中是否有工业能力在常规生产中建造这些飞机。制造原型机是一回事,开辟一条常规生产线是另一回事。"
正如F-22和F-35所证明的那样,进入服役和成为主要作战资产相隔数年,这两种飞机都需要大约20年的时间,然后再过5年左右的时间,从开始初始装备到成为机队中的作战主力。
猛禽于2002年开始在美国空军服役,最后大幅减少订单的187架飞机将于2011年11月交付。F-35正在经历一个八段式低速初始生产(LRIP)阶段的中期,到2016年,将有554架飞机,包括所有三种型号,交付给美国海军陆战队、空军和海军以及其他八个JSF项目合作伙伴中的六个。虽然时间表仍在变化中,但第一批作战的F-35战斗机将在2013-2015年交付。
所有三种F-35配置的交付,从LRIP到全速生产的飞机(从2017年到2036年),目前预计总共有超过2400架交付给美国,约730架交付给其他八个国际合作伙伴。非伙伴国的采购预计将来自比利时、芬兰、希腊、以色列、日本、韩国、西班牙和新加坡。F-35的三个型号旨在满足任何盟国军队的要求,其意图是使F-35成为美国及其盟国21世纪的主要战斗机,大大增加互操作性并简化维护和物流。
"武器销售的最大单一因素是你形成的战略关系",阿布拉菲亚说。"只要是想与美国建立战略关系,F-35就是一个很好的价值。"
国会禁止对外销售F-22,尽管一些盟友--如日本和澳大利亚--正在推动在明年猛禽战斗机生产线关闭之前改变政策。但是,由于F-35的出现,以及只为有限的国内/国外市场开发和制造新的第五代飞机的高成本,许多其他国家不太可能将已经稀缺的国防资金投入到建造自己的飞机中。
俄罗斯和中国显然是个例外。但是,即使普京声称T-50将在2015年开始运行,它可能不会在2020年之前以足够的数量完全整合。这将是与F-35大致相同的时间表,但到那时,美国空军(USAF)已经作为主要的机队组成部分飞行了超过60年的F-22。鉴于真正的第五代战斗机和甚至是第4.5代战斗机之间的巨大差异,这种飞行员经验在未来的任何战斗中都是至关重要的。
底线是美国将至少在未来十年内拥有唯一可操作的第五代机队,可能会更长。最初,这将是F-22,空军运营的 "猛禽 "数量还不到它所期望的1/3。然而,一项升级计划已经在进行中,以将尽可能多的较新的F-35技术纳入F-22。
虽然两者共享先进的系统和能力,但Burbage指出,它们是为不同的任务设计的。
"F-22主要用于空中优势;虽然也非常擅长向地面投放武器,但它不具备自我瞄准的能力。F-35是为多用途空对地设计的。
"F-22还在更高的高度和空速系统中飞行,这只是因为它的空气动力学;F-35则在它所取代的飞机(F-16猎鹰、A-10雷电II、AV-8B鹞、F/A-18大黄蜂、A-6入侵者)的空中系统中飞行。两者都在内部携带武器,因此有一个完整的操作包线,而不像第4代和第4.5代,它们在外部携带武器和传感器,产生的阻力改变了操作包线。"

俄罗斯总理弗拉基米尔-普京声称,苏霍伊T-50在某些方面将优于美国的第五代战斗机,但目前它仍然是一架原型机。

F-35的驾驶舱。第五代战斗机的一个关键方面是,由于先进的传感器融合,飞行员成为一个 "任务经理",而不是一个 "平台经理"。

F-22主要是为了实现空中优势;虽然在向地面投放武器方面也很出色,但它不具备自我瞄准的能力。F-35是为多用途空对地设计的。因此,F-22'猛禽'(RAPTOR)是空对空的 "金刚",F-35是空对地的 "金刚"。

一些人认为,在一个美国已经在空中不受挑战近40年的世界里,并且在至少一个、可能是20年或更长时间内没有其他国家可能拥有类似能力的情况下,建造第五代战斗机是一种浪费。阿布拉菲亚认为这种说法充其量是短视的。
他们(中国和俄罗斯)将拥有足够的力量,在未来几十年内造成当前一代装备的落后。他警告说:"如果我们在20或30年内没有第五代战斗机能力,当他们拥有非常先进的第四代时,那么你甚至会在空中被压制,并可能在地面和海上被歼灭。
因此,仅仅因为今天没有任何挑战者,并不意味着20或30年后不会有。而且你也不能让自己的第四代战斗机去对阵敌人的第四代战斗机,其结果是血腥和不愉快的。"
他补充说,如果即使是美国计划中数量有限的第五代飞机也被充分和适当地整合到一个高度网络化的战斗力量中,那么在数量上的优势就会大大减少。
"第五代飞机有一个优势--鉴于机载和非机载资源的整合,所有的功能都是和谐的,你可以抹杀对方。如果你说的是主力机型没有真正参与的演习,那么你可能只有二比一或三比一的优势(针对第四代和更早的飞机),"阿布拉菲亚说,"但如果你将第五代战斗机整合到一个更大的系统中,包括AWAC(机载预警和控制系统)、卫星等,则不会有那种压倒性的优势。这种整合将使对方短兵相接。"
Burbage同意,并补充说美国空军的F-35A是一个最好的例子,说明JSF将为其美国和其盟友带来所有的优势,无论他们驾驶哪种型号。
空军型号从几个方面来说都非常重要。它使空军进一步现代化,并且是我们大多数盟友将使用的平台;飞行员与飞行员之间的关系在这些联盟关系中极其重要。因此,当每个人都驾驶F-35时,你将看到一个非常高的杠杆效应,"他说。他说:"在最初的几次飞行中,看到飞行员在没有任何口头交流的情况下进行操作,只是系统对系统,这是令人惊讶的。
历史上,信息共享是通过口头进行的。这架飞机有一个非常高速的宽带数据链接,所以不需要做太多的交谈。该系统按照优先顺序识别目标,以及哪架飞机要去追击哪个目标。飞行员基本上是在观察和管理任务的展开,在没有口头交流的情况下向战斗中的其他飞机传递信息。飞行员很快就适应了这一点,实时进行合作演习,而不必告诉别人'你的6点钟方向有一个目标',因为大家都能看到。"
随着技术已经并将继续进步的速度,五角大楼继续期待着下一步的发展。例如,空军已经要求工业界为F-22的第六代(也许是第5.5代)替代品提供想法。考虑到 "猛禽"--连同F-35A--正在取代大约1200架F-15战斗机,这些战斗机于1976年开始服役,预期使用寿命为50年,以及平均20年的开发时间,要在F-22的作战寿命的类似中点提供一种新的战斗机将意味着开发必须很快开始。
波音公司已经提出了一种六代机,主要用于海军的航母,但阿布拉菲亚怀疑它目前有很大的吸引力。
"答案是,我们真的不知道 对我来说,第六代飞机是一套可能适用于现有机体的技术,以及一些增量的机体改进。但是,与为第五代飞机开发的能力相比,很难看到他们如何支付他们的方式,"他总结道。
阿布拉菲亚非常难以判断未来十年会发生什么,而且大多数关于20世纪空中力量的预测都是非常该死的错误。但是如果你相信战术空中力量,那么与老式设备相比,第五代飞机看起来是一个相当好的价值。"

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