从历代战斗机核心性能特征看国外六代机发展方向

以下文章来源于国际航空，作者陈黎 袁成

第六代战斗机长期为各界关注的焦点，目前已有大量的研究成果和媒体报道。本文从历史溯源，并以较独特的视角对战斗机划代进行了剖析，以此窥探六代机的核心性能特征发展，以飨读者。

在世界各国军方、工业界和相关媒体中，战斗机划代是一个长期备受关注、但迄今仍无明确定论的热门话题。通过客观科学的划代，将可以按照时间坐标轴，对世界喷气战斗机的漫长发展历程进行简明扼要的表述，对其这期间的复杂技术脉络进行全面系统的梳理，进而可以从历代战斗机纷繁多样的性能特点中提取核心特征，从其技术演进的众多偶然表象中发现必然因素。在此基础上可以“温故而知新”，对世界战斗机的未来发展发挥一定的牵引和指导作用，尤其是对目前国外探索中的第六代战斗机的能力特征、作战样式和技术需求进行合理预测和展望。

一、对世界战斗机划代标准的回顾和思考

       

众所周知，在不同时代、不同国家，乃至同一国家的不同机构、厂商、媒体之间，由于各种主客观原因，对战斗机代次的定义存在明显差异，由此造成世界范围内多种战斗机划代方式（例如苏/俄五代说、西方旧四代说、西方新五代说）长期并存，进而给相关工作带来不少困扰。因此，要对世界战斗机进行合理准确的划代，首先就得对相关的划代标准和辨识依据进行明确界定。随着相关各国军方和工业界对战斗机划代探讨的不断深入，尤其是2005年以来西方国家在摒弃“旧四代”、改用“新五代”划分法过程中对先前观点的修正完善，目前这一问题已经日渐明朗。

由于世界各国研制装备战斗机的最终目的是用来执行作战任务并力争在战场上克敌制胜，作战能力在战斗机的相关评价指标中始终被放在第一位，因此在进行战斗机划代时，同样应当将作战能力作为首要辨识依据。也就是说，在技术水平、体系支持、人员素质相当的前提下，可以根据两型（批）战斗机在作战能力方面是否有质的差距，来判断二者之间是否存在代差。对现代战斗机来说，决定其作战能力的因素有很多，但其中绝大多数均可归属到飞机平台性能（速度、升限、机动性等）和武器系统性能（有效射程、杀伤威力、命中精度等）两个方面。

而在飞机平台和武器系统这两方面性能中，前者涉及到气动外形和动力装置，一旦飞机定型，将很难通过后续改进来实现质的飞跃；后者则主要取决于航电设备、火控系统和机载武器，相对来说更容易通过改进升级来获得巨大提升。有鉴于此，在根据作战能力对某型（批）战斗机所属代次进行判别时，将可以重点从气动外形和动力装置两方面进行考察。由此一来，战斗机划代标准将会显得更加明确清晰，可最大程度减少评判过程中主观因素的影响，尤其可以有效避免部分战斗机因为武器系统改进升级、作战能力提高而导致划代混乱的问题出现。

例如，美国F-4“鬼怪”和俄罗斯苏-27“侧卫”分别为第三、四代双发重型战斗机的代表机型，尽管前者最新改进型的部分作战能力（尤其超视距空战能力）已经超过了后者早期型，但F-4并不能因此而重新划归第四代战斗机。因为苏-27在接受同等技术水平的航电、武器升级后，仍可凭借其优异的平台性能，在作战能力上继续保持对F-4的压倒性优势；相比之下，F-4囿于其机体原始设计，基本不存在仅凭改进升级，就在平台性能方面赶上、甚至反超苏-27的可能，因此其综合作战能力仍不能与改进后的苏-27相提并论。

二、国外典型战斗机划代标准分析

       

目前国外已经广泛采用战斗机五代划分法，但是在划代标准的具体细节、部分机型的代别归属等问题上，西方国家和俄罗斯的“五代”仍不尽一致，即使在美国国内，目前也存在多个版本的五代划分法，它们相互之间仍存在或多或少的差异。根据上面阐述的划代依据，笔者认为，多年来国外出现的众多战斗机划代方式中，美国《空军杂志》2009年10月发表的一篇名为《第六代战斗机》的文章中所提出的战斗机划代标准，相对来说更加科学合理。如图1所示，按照该划代标准，自二战末期以来世界各国研制的喷气战斗机可以划分为如下五代。

第一代是指二战末期开始出现的世界最早一批喷气战斗机，其代表机型包括德国Me-262/He-162、英国“流星”、美国F-80和苏联米格-9。这代飞机带有明显的试验性质，大致相当于在传统活塞式战斗机基础上换装了喷气发动机，沿用了后者的平直机翼布局（Me262的机翼略带后掠角），尽管飞行速度达到了活塞式飞机难以企及的水平，但很难在此基础上进一步提高。

第二代是指问世于20世纪40年代后期的一批后掠翼喷气战斗机，其中最知名的就是朝鲜战争中的一对空中敌手：美国F-86和苏联米格-15。这代飞机由于采用了后掠机翼，有效减小了激波阻力，由此可使换装喷气发动机带来的优势得到更充分发挥，其飞行性能较上代飞机有了明显提升，最大飞行速度已经接近声速。

第三代是指20世纪50-60年代世界各国大量服役的多型超声速战斗机，主要包括美国“百系列”（F-100/-101/-102/-104/-105/-106）和F-4、F-111、YF-12/SR-71，以及苏联米格-19/21/23/25和苏-7/9/11/15/17。这代飞机采用了适合超声速飞行的气动布局和带加力的涡喷发动机，飞行中突破了“声障”， 并且飞行速度/高度不断攀升，少数型号甚至达到了“双3”（速度Ma3、升限3万米）水平，对高空高速性能的追求达到了极致。

第四代是指20世纪70年代初开始服役，至今仍是世界大多数国家空中力量中坚的一批高机动战斗机，主要包括美国F-14/-15/-16和F/A-18A/B/C/D/E/F，欧洲的“台风”、“阵风”和“鹰狮”，以及俄罗斯的米格-29/35和苏-27/30/35。这代飞机以能量机动理论为指导，不再片面追求高空高速性能，而重点突出中/低空、亚/跨声速机动性。

第五代是指21世纪初开始投入使用的隐身战斗机，目前国外已经列装服役的仅有美国F-22/-35、俄罗斯苏-57三种机型。这代飞机不仅飞行性能进一步提高，具备超声速巡航、超机动和高敏捷等特性，更重要的是拥有良好的隐身性能，由此在作战能力方面与上一代飞机拉开了巨大差距。

图1  美国《空军杂志》所提出的五代划分法中的历代战斗机代表机型

在此划代方式中，最引人注目的是其中的三代机，它囊括了问世于20世纪50-60年代、传统上被划分为两代甚至三代的全部超声速战斗机。这看上去似乎有些不可思议，但实际上这样做还是很有道理的，因为这批飞机尽管型号众多、性能各异，但是从平台性能来看，它们都有一个共同特点，就是仍然在延续前两代战斗机对高空高速性能的追求（这之后的四代机则转向高机动）；同时这批飞机在气动布局、动力装置、航电系统等方面所采用的技术，也大致处于同一水平（四代机则在这些技术领域全面更新换代），因此将它们全部划归一代也并非说不过去。

越南战争、中东战争等局部战争的实战经验也证明，对于这批超声速战斗机来说，尽管其后期型的作战能力肯定比早期型强，但却远没有达到“横扫”、“碾压”的程度，总的来看并没有代的提升，空战中前者被后者击落的战例也屡见不鲜（例如米格-19/21击落F-4）。

根据该划代标准，欧洲“台风”、法国“阵风”、瑞典“鹰狮”、美国F/A-18E/F“超级大黄蜂”、俄罗斯苏-35/米格-35等部分20世纪90年代后入役的战斗机，尽管与美国F-22同期研制，作战能力也较早期四代机明显提高，但与F-22为代表的五代机仍有着很大差距，尤其是不具备隐身这一核心性能特征，因而被认为比五代机所代表的技术层次低0.25-0.5代，为此专门为这些飞机设置了4+和4++（或称4.5、4.75）两个子代。

考虑到此划代标准公布时间较早，其中部分信息已略显过时，为此笔者对其做了一定修正完善（表1）。在修正后的划代标准中，笔者参照四代机被细分为三个子代的做法，将其中的三代机也同样细分为3、3+、3++三个子代。这主要是因为这代飞机在发展过程中，从平台性能来看仍表现出较为明显的阶段性：飞行速度由低超声速逐步提升到Ma2以上，飞机平台由轻型制空/截击逐步转向中/重型多用途。此外，这一时期出现的两种具备“双三”性能（飞行速度Ma3、升限3万米）的高空高速截击/侦察机（美国YF-12/SR-71和苏联米格-25），由于飞行性能和功能用途均比较另类，笔者为其另外单独设置了一个子代。

表1  对美国《空军杂志》战斗机五代划分法的修正完善

三、国外历代战斗机的核心性能特征

       

历代战斗机都有各自的众多性能特点，如果以对飞机作战能力提升的贡献大小以及具备该性能的技术门槛高低为标准，对其进行分类排序，可以发现每代战斗机都拥有一项比较特殊、最具标志性的性能特点，它对于本代战斗机代次地位的维持意义特别重大，我们可以将其称为核心性能特征（或代差特征、标志性性能特征）。对于第一、二、三、四、五代战斗机来说，其核心性能特征分别为亚声速、高亚声速、超声速、高机动、隐身，它们均具有以下两个突出特点。

（1）本代飞机可凭此项性能获得对上代飞机的极大战术优势

战斗机的主要任务使命就是与敌方战斗机空战，以争夺前线制空权，保卫己方空中/地面目标。在执行此任务期间，战斗机的各项战技性能均能不同程度地发挥作用，其中核心性能特征的作用通常尤显突出，本代战斗机依靠这一性能，往往能获得对上一代飞机的压倒性、甚至碾压式战术优势。

以五代机为例，当其与四代机展开空战时，即使不考虑超声速巡航、超机动等先进性能，仅凭隐身这一核心性能特征，五代机就可以做到“先敌发现、先敌锁定、先敌开火、先敌脱离”，甚至使战场单向透明、呈“一边倒”的态势（图2）。因为五代机借助隐身性能的庇护，完全可以在四代机雷达的有效探测/跟踪距离外与之交战，通过发射中远距空空导弹，对尚在接敌过程中、甚至根本没能发现本机的四代机实施打击；不仅如此，五代机还可随时根据战场态势，调整本机与四代机之间的距离，以回避与其可能的近距格斗空战，并伺机再次对其实施视距外打击。在这样的背景下，如果不考虑战时其它各种因素的作用，单从平台自身性能的角度来讲，四代机将很难与五代机正面对抗。美国空军F-22战斗机在与F-15、F-16等四代机的对抗演习中所创造的144:0的惊人“战绩”，就在相当程度上证明了这一点。

图2  典型三、四代机之间使用机载雷达相互探测时的作用距离示意图，二者在RCS方面的巨大差距，非常直观地反映在对方雷达对本机的有效探测距离上

又如，在20世纪80年代--21世纪初的多场四代机对阵三代机的空战中，由于双方交战通常是在中低空、高亚声速状态下展开的，而很少在高空高速状态下进行，此时四代机的中低空/亚（跨）声速高机动性将可以得到充分发挥，再加上武器系统方面的优势，由此造成其在空战中往往能以非常大的交换比“碾压”三代机（图3）。

图3 典型三、四代机的转弯能力对比，外侧为三代机 F-4，内侧为四代机YF-16（F-16原型机）

（2）上一代飞机很难通过改进升级来获得本项性能特征

从各代战斗机核心性能特征背后的支撑技术来看，它们通常与飞机的气动布局密切相关，而气动布局是在飞机的初步设计阶段，按照相关的战术技术要求，根据气动、发动机、结构等基本因素来确定的，飞机定型后将很难进行重大改动，否则就相当于重新设计一型飞机了。由于这样的原因，上一代飞机很难通过改进来获得下一代飞机的核心性能特征。

例如，在五代机所拥有的隐身、超声速巡航、超机动性和综合/高度综合的航电系统等性能特征中，后三项均可通过相关技术的下放，在四代机上得到不同程度的实现。唯独隐身性能，由于其与飞机气动外形密切相关（军用飞机雷达隐身能力的80%左右是由外形设计所决定），四代机囿于其机体原始设计，仅靠局部修形、外覆吸波涂层、座舱盖金属镀膜等小修小改，将很难实现与五代机接近的隐身性能。也正是由于这样的原因，美国F-35尽管是作为与F-22搭配使用的“低档”五代机而研制的，在平台飞行性能方面只能说与传统四代机基本相当，尤其是缺乏超声速巡航和超机动性能，但由于该机拥有传统战斗机所不具备的隐身性能，因此仍“当之无愧”地被归入五代机之列，可谓“一俊遮百丑”。

与此类似，二代机要在一代机的基础上将飞行速度提高到高亚声速，需要将后者的平直机翼更换为后掠翼；三代机为了实现超声速飞行，采用了更大后掠角的机翼或三角翼，以及按面积律设计的机身；四代机要具备高机动性，需要采用隐身融合、边条翼、升力体机身等先进技术，这些都涉及到对飞机气动布局的重大改动，上一代飞机仅靠改进升级将很难完成（图4）。

图4  美、俄两国历代战斗机代表机型俯视图，各代之间在气动外形方面的差异一目了然

上：从左至右分别为F-80、F-86D、F-4、F-15、F-22、“六代机”

下：从左至右分别为米格-9、米格-15、米格-19、苏-27、苏-57、“六代机”

四、未来六代机核心性能特征初步研判

       

自21世纪初以F-22为代表的五代机陆续入役以来，美国、欧洲、俄罗斯都相继开始了更新一代、即第六代战斗机的探索。根据前面的战斗机划代标准及核心性能特征分析，六代机要在战斗机发展史上单独成为一代，必须至少拥有一项自身独有的核心性能特征，使其作战能力较五代机有革命性提升。再考虑到战斗机核心性能特征是与气动布局、动力装置密切相关的，只要能识别出六代机的核心性能特征，将可以在相当程度上管窥其未来发展方向。

综合多年来相关国家军方、工业界和媒体披露的信息，与现役五代机相比，今后六代机可能具备的性能特征不外乎以下几方面：人工智能（AI）、全向宽频隐身、有人/无人机协同、单装/组网一体化火控、更强的态势感知、更高的超声速机动性/敏捷性、更好的远航久航能力、更大的载弹量和机载新概念武器（例如高能激光）。我们可根据前述的相关判别标准，对这些性能特征逐个进行分析，筛选出其中的核心性能特征。

在上述性能特征中，有人/无人机协同、一体化火控、强态势感知和新概念武器的相关技术，欧美国家均已研究多年，目前正以四/五代机作为平台，通过实施“忠诚僚机”（Loyal Wingman）、“协同作战能力”/“海军一体化火控”（CEC/NIFC-CA）、“先进作战管理系统”（ABMS）、“自防护高能激光器验证机”（SHiELD）等项目，对这些技术进行验证测试，待其发展成熟后才会应用到六代机上。显然，到六代机面世的时代，只要有必要，完全可以使在役四/五代机同样具备这些性能，尽管届时六代机凭借平台条件和技术后发优势，有可能会使这些性能得到更好发挥，但要由此构成对五代机的“碾压”则不太可能，因此它们均不能算作六代机的核心性能特征。

对于远航久航能力和大载弹量这两项性能特征来说，尽管它们确实对提高六代机的空战能力有相当帮助，但由此带来的优势远不足以给空战态势带来颠覆性影响，因此二者同样不能算作六代机的核心性能特征。从世界战斗机发展史就可以看出：历代双发重型战斗机相对于同期的单发轻型战斗机，通常都会在航程和载弹量方面拥有较大优势，但这并不影响它们成为同一代战斗机。

就全向宽频隐身能力来说，其在今后空战中给六代机带来的优势固然不可小视，但该性能能否被视为六代机的核心性能特征，六代机能否因此实现对五代机的代差优势，也仍值得商榷。这主要是因为，自2005年美国F-22隐身战斗机服役以来，其在一系列演习中所展示的相对传统战斗机的“碾压”式性能优势，给世界各国军方带来了巨大震撼，随后相关各国纷纷加大了反隐身技术的研究力度，目前这些装备已经逐渐开始实用化，因此当六代机入役时，无疑将会面临众多反隐身装备的挑战，不太可能再现当年F-22“一骑绝尘”的局面。考虑到五代机毕竟具备良好的头向隐身能力，其它方向也能实现适度隐身，在未来空战中只要采取机动灵活的战术，再加上己方作战体系的支持，即使面对六代机也仍有一战之力，而不至于像非隐身飞机面对隐身飞机时那样，基本丧失正面对抗的能力。

对于超声速机动性/敏捷性来说，尽管其水平的提高肯定对六代机的空战能力有所帮助，但六代机能否由此形成对五代机的代差优势，同样存在很大疑问。一方面，随着机载武器性能的不断提高，尤其是当空空导弹具备全向攻击、大离轴/越肩发射、发射后锁定等能力后，载机自身飞行性能在空战中的作用已经没有以前那样突出；另一方面，随着空空导弹攻击高机动目标能力的持续提高，加上反导自卫拦截弹、甚至高能激光武器等主动防护装备的日渐实用化，载机飞行性能对躲避来袭导弹攻击的作用也明显下降。

此外，由于人体生理因素的限制，目前四/五代机的最大使用过载（9g）被认为已经接近飞行员所能承受的极限，今后即使技术条件允许，但六代机只要仍为有人驾驶飞机，其机动性/敏捷性、尤其最大使用过载还能有多大的提升空间，也存在疑问。

在经过上述排除筛选后，能作为六代机核心性能特征的候选项就只剩下AI了。事实上，从多年来国内外对未来六代机性能分析评估的相关信息来看，将AI视作六代机核心性能特征的呼声也一向是最高的。尽管这样，考虑到种种原因，AI要荣膺六代机核心性能特征这项“桂冠”，很可能还需要较长时间，要等其发展成熟到足够程度、战斗机实现无人化之后才能实现。

在战斗机实现无人化之前，由于应用于六代机的AI技术，理论上同样也可用于四/五代机的改进升级，导致二者之间的作战能力难以拉开足以称得上“代差”的差距，然而战斗机一旦取消了飞行员和座舱，情况就完全不一样了。

因为有人机在设计过程中，为了照顾人体生理需求与极限，在很多方面不得不做出妥协甚至牺牲，应用AI技术时也会受到很大束缚（可类比平直机翼气动外形对喷气发动机性能的束缚）；相比之下，无人机设计（包括气动外形/动力装置选择）则要“自由”、“宽松”得多，理论上只需考虑材料、结构等方面限制即可，由此可使战斗机应用AI技术所带来的优势得到更充分发挥，其飞行、隐身、态势感知等方面性能均可跃上一个新台阶，最终使其作战能力获得革命性提升。例如，对于无人战斗机来说，仅仅是解除大过载及飞行姿态限制后所带来的机动性巨大提升，就是传统四/五代机望尘莫及的。

由于这样的原因，当六代机通过应用先进AI技术，发展成为具有较强自主作战能力的无人战斗机后，其作战能力将会较传统有人战斗机产生质的飞跃，并由此带来装备体系、部队编制、战术战法等方面的一系列颠覆性变化，届时AI将会“当之无愧”地成为六代机的核心性能特征。

五、国外六代机未来发展展望

       

根据以上对六代机核心性能特征的分析，欧美国家近年推出的一系列采用有人或可选有人驾驶技术的六代机方案（例如英国“暴风”、法/德FCAS），理论上讲都没有完全达到六代机的标准，将其称为5+、5++或6--、6-代战斗机似乎更为合适。而从世界AI和无人机技术的发展态势来看，要使无人机具备高强度战场环境下的对面/对空作战能力，从而将战斗机这种传统主战飞机无人化，很可能还需要相当长的时间。考虑到这样的现状，对于今后六代机的发展来说，采用类似美国空军近年提出的“数字化百系列”计划那样的方式应当较为现实。

也就是说，在今后六代机的研发过程中，不追求一步到位，不强求六代机服役之初就具备所有性能特征，而是以小步慢跑的方式，通过一系列机型的迭代、演进，从有人、可选有人逐渐过渡到无人，从5+、5++或6--、6-逐渐发展到6代，最终推出真正意义上的六代机。