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美六代机“山寨歼20”?细说美军下一代战机


来源:看空天

 最近,中国网络上流传出一架“雷神公司的很像歼-20的美国六代机”概念图,天天(微信ID:kankongtian)并未去考证其真实性,但“雷神&rdquo

 最近,中国网络上流传出一架“雷神公司的很像歼-20的美国六代机”概念图,天天(微信ID:kankongtian)并未去考证其真实性,但“雷神”并非是搞飞机的,而且这架飞机还采用了严重破坏隐身的外挂导弹。不过无论如何,这使六代机再次成为一个大家关注的话题。  

其实,早在8年前,美国就计划研制六代机了。2009年4月13日,时任美国空军部长迈克尔・东尼和美国空军参谋长诺顿・施瓦茨在《华盛顿邮报》发表文章,首次公开宣布“在未来几年内,我们会开展第六代战斗机的有关工作,这是保持未来空中优势必须具备的一种能力。”2010年4月9日,时任美国空军空中作战司令部汤姆・安德森少将表示,美国空军已经组建了第六代战斗机办公室,并在对新一代战斗机应具备的技术特征进行规划。

 

 

 

这是中国网络上出现的所谓雷神版、很像中国歼-20的六代机概念图,但雷神不是一架造飞机的厂子,这个模型还采用了外挂导弹,是不是在推销其导弹呢?

美国的各大军火巨头也表现积极。在2009年5月3日至5日举行的美国海军装备展上,波音公司展出了用于替代F/A-18E/F舰载战斗机的第六代战斗机方案,而诺斯罗普·格鲁门公司此后也公布了自己的第六代机概念方案。

 

 

 

波音公司率先推出的六代机概念,为的是满足海军 F/A-XX 计划要求。

 

当然,后来一些连五代机都没有的国家诸如日本、欧洲等国也提出了六代机概念,但那恐怕是画饼充饥。目前,最靠谱的六代机概念,仍然是美国的。那么,美国为何那么急着搞六代机?六代机到底会使用什么技术呢?

 

这是写于7年前的一篇文章,现在读起来,仍然具有前瞻性。

六代机研制的动力

保持空中优势是未来美国空军力量结构中必须具备的能力,也是美军谋求绝对军事优势的重要支撑力量。根据美军内部分析,为了维持美国在全球的军事存在和空中力量优势,美空军至少需要保持2250架左右的战斗机。但综合考虑目前F-35的生产采购速度和F-15、F-16等三代机的逐步退役,到2030年左右,美军的战斗机缺口可能达到971架。同时,空军的主力战斗机F-22服役时间将超过20年,将可能出现战机老化的问题。届时,美军将需要新的战斗机补充到机群中,确保美国的空中优势。

 

 

美国提出六代机计划时,俄罗斯的T-50和中国的歼-20都没首飞,但美国人很可能得到了风声。

但是战机数量的问题并不是让美国下定决心研制第六代战斗机的最主要原因,牵引美国研制第六代战斗机最为直接和有力的动力是俄罗斯等国的五代机研制计划。美国国防部长罗伯特・盖茨曾经预测,俄罗斯等国的第五代战斗机将在2016年和2020年服役。也就是说,在2020年前后美国对其战略竞争对手在作战飞机装备上的跨代优势将被动摇,而随着俄罗斯等国五代机的批量装备,甚至可能会在局部地区对美国形成五代机数量优势。因此,美国就有必要在俄罗斯等国大量装备五代机与美国形成空中均势前研制并装备更为先进的战斗机,以巩固和扩大由F-22带来的装备质量优势。

除了需求的牵引,技术储备的逐渐成熟也是推动第六代战斗机研制工作的重要动力。美国目前已经为未来武器装备所需要的多种技术做了大量的研究和验证工作,其中相当部分可能应用在下一代战斗机上。例如,美军现在正在进行验证的X-47无人作战飞机就可以验证高隐身能力、无人作战等新技术;而美军的电磁脉冲武器和激光武器的发展也较为迅速,同时美国也正在进行高超音速、临近空间飞行器的研究验证工作,这些都为下一代战斗机的研制提供了良好的技术基础。

 

 

中国歼-20的出现,是对F-22的最大挑战。

在作战需求和技术发展的双重推动下,尽快开始六代机的论证甚至研制工作已经成为美国的必然选择。根据俄罗斯等国五代机的研制计划,2025-2030年左右美国的空中优势将有可能在局部地区受到挑战。同时,回顾美国第五代战斗机的研制过程,F-22在20世纪80年代初期立项,通过了20多年的研制和验证,于2005年末才最终形成初始战斗力。20年的时间是一型主战装备研制成熟的较为合理的周期。预计在2030年左右,下一代战斗机将最终走进人们的视野。

六代机技术素描

近期美军和美国航空工业界的一些列举动正表明了美军正在着手六代机的论证研制工作,一些六代机的想象图和概念图也频频曝光,那么人们关心的下一个问题就是第六代战斗机将是一个什么样子?

(1)更全面的隐身能力

 

目前以F-22为代表的第五代战斗机隐身能力主要以雷达隐身、射频隐身和红外隐身为主,受到隐身技术和飞机红外特性等客观因素,虽然F-22在传统的防空预警雷达和机载雷达波段内有很强的隐身能力,但是在可见光、声波等波段范围内并没有做到“完全隐身”,这也为探测和攻击F-22提供了可能。随着未来雷达探测体制的变革和雷达性能的提高,F-22目前在“矛与盾”对抗中的优势地位可能会被削弱。因此,“全频段隐身”也是被广泛认同的新一代战斗机的主要特征之一。

随着材料和工艺水平的提升,新一代战斗机上可能出现更加轻便,效率更好,更易维护的隐身材料,另外还可能出现包括等离子体技术、有源隐身技术、LED蒙皮技术等隐身新思路。等离子体技术是在飞机里面安装等离子发生器,使飞机的周围被等离子云包围,使照射到等离子云上的雷达波一部分被吸收,从而大大缩减雷达接收机接收能量,使飞行达到隐身的目的。有源对消隐身技术区别于常规外形隐身、材料隐身等被动隐身技术,采用有源手段对消探测设备发出的电磁波,使飞机达到隐身效果。LED蒙皮技术就是通过检测背景的景象,利用LED蒙皮将背景的图像复制到飞机表面,使得飞机与背景融为一体,在一定距离内,只能看到闪烁的模糊物体在空中移动,从而达到在可见光波段隐身的效果。相信通过一系列技术的创新和改进,下一代战斗机的隐身能力将大大增强,出现“全频段隐身”的超级隐身战斗机也将成为可能。

 

 

 

日本等国也提出六代机概念。

 

(2)更广阔的作战范围。

在追求更高隐身水平,提高生存能力的同时,第六代战斗机也必然需要更强的打击敌方目标的能力。而更强的打击能力首先就体现在飞机能够更快的到达战区、更灵活的实施攻击,也就是要求飞机在速度和高度上有更为广阔的作战使用空间。因为高速度的战斗机将大大压制敌方预警体系和作战飞机的反应时间,在敌方无法做出反应的情况下即可完成打击任务。

虽然美国在近一段时间先后进行了X-37B航天飞机和X-51超高声速飞行器的飞行试验,标志着其在临近空间飞行器和超高速飞行器技术上的进步。但是,第六代战斗机应该覆盖多高的空域范围和速度范围现在仍然没有定论,如果第六代战斗机主要定位于确保空中优势,而不是在尽可能短的时间内实现全球打击,那么第六代战斗机就没有必要以牺牲续航时间和空中格斗作战的能力而过度地追求飞行高度和速度。波音公司先进系统分部总裁达利尔・戴维斯就预测超高声速技术最初不会应用在第六代战斗机平台上,而可能用于机载武器。

由此分析,第六代战斗机虽然会在速度和高度上较F-22有较大的提高,但应当不会涉及临近空间高度和超高音速。既便如此,速度升限的提高也将需要很多的新技术来支持,目前来看,自适应变循环发动机技术、变形体技术等新技术都可能应用在未来的新一代战斗机上。

 

 

 

GE公司的AETD新一代发动机可用于海军的F/A-XX 和空军的 F-X六代机计划,也能满足F-35换发要求。 

 

(3)更强大的态势感知能力

随着未来战斗机担负的作战任务不断增加,双方战斗机作战性能不断提高,体系对抗愈加激烈,战斗机面临作战环境越发苛刻,飞行员(操作员)要在复杂态势下迅速做出正确的决定。这就要求飞机能够拥有极强的综合态势感知能力,并且能够准确快速地分析庞杂的态势信息,为飞行员(操作员)决策提供依据。因此可以预见,第六代战斗机的综合态势感知能力必将进一步提高,

诺斯罗普·格鲁门公司的副总裁兼先进项目和技术分布总经理保罗・K.迈耶就指出:“我认为下一轮(战斗机的发展)很可能将被不断增长的指挥控制信息支配。”他预测六代机的飞行员(操作员)将获得海量的信息,“看到”飞机周围广阔范围内的直观视景。六代机会将机内、机外的信息无缝融合,信息的精细度和置信度都将更高,并可能具有自动目标识别能力。

 

 

空战的真谛在于以强大的态势感知能力获得优势位置,摧毁敌人然后撤离。

 

而支持这一技术特点的是传感器技术和航电系统的不断发展。随着嵌入式传感器和微电子技术的进步,将使传感器天线与机体外形共形成为可能,如果这一技术得以应用,那么飞机不但节省了专门用来安装传感器的重量和空间,更为重要的是飞机本身将成为一个集成高效的传感器,为飞机态势感知提供基础。同时,达利尔・戴维斯指出光子技术将可能取代传统的电子技术,那么飞机的航电系统将具有更高的运算处理速度和安全性。

(4)革命性的机载武器

在平台性能取得巨大进步的同时,新一代战斗机的机载武器有可能发生革命性的变化,即采用包括高能微波脉冲武器或激光武器在内的定向能武器。相对于传统的空空、空面武器,定向能武器的优势十分明显。定向能武器具有“即时发现、即时攻击”的特点,其发射不受平台姿态的影响,在发现锁定目标后即可实施攻击,而且攻击能量将以光速传播,目标将很难进行机动规避。同时,定向能武器具有攻防兼备的特征,不但可以攻击敌机,也可以拦截来袭导弹,还可以通过调节发射能量的方式选择对目标的毁伤程度。另外,定向能武器还具有优异的重复使用能力,在飞机具备足够的能源支持的情况下(例如安装一台辅助发动机),定向能武器就可以“无限发射”,这就大大提高了飞机平台的持续作战能力。

 

 

 

诺斯罗普·格鲁门公司提出的六代机概念已经出现了激光武器。

 

目前,美国已经对定向能武器做了大量研究和试验,以高能化学激光为代表的第一代激光武器已经逐步迈向成熟,激光武器正在向小型化发展。而对于电磁脉冲武器,迈耶说:“在未来20年里,这种技术将成为现实。”可以想象,未来的空战必将成为定向能武器之间对抗。

无人战斗机?

 

美军前参联会主席麦克・马伦曾经说过:“F-35可能是美军最后一种有人驾驶飞机。”而波音公司最新展示的新一代战斗机概念模型也体现出无人作战的概念,新一代战斗机是否会是真正意义上的“无人战斗机”呢?天天(微信ID:kankongtian)认为这是值得商榷的。作为争夺制空权为主要作战任务的战斗机,与敌方战斗机进行空战将是其主要作战样式之一,而空战的对抗性之高对战斗机态势判断和战术决断能力提出了非常高的要求。如果美国第六代战斗机在2015年前后开始研制,2030年前后装备部队,那么届时机载计算机的信息处理速度、人工智能技术可能仍然难以完全满足“无人空战”的需要。因此,下一代战斗机可能仍然采用有人驾驶或者有限无人驾驶的形式,即对于对抗强度高的空战等任务仍然由飞行员(操作员)控制飞机,而对于烈度低的任务则采用无人驾驶的方式。

 

 

 

波音的方案有无人机和有人机两个版本。

六代机带来的挑战

 

可以想见,具备超高的隐身性能、更宽的高度速度范围、更强的态势综合感知能力、革命性的武器系统的新一代战斗机将可能给未来空战带来革命性的变化。

一方面新一代战斗机可能会对传统防空作战样式提出更大挑战。新一代战斗机更高的隐身性能将会进一步压缩防空预警雷达的探测距离和高度,对防守方的预警防空体系提出更为苛刻的要求。同时,其更快的突防速度和更高的突防高度会进一步压缩地面防空部队和空中拦截的反应时间。这都对防空作战提出了更高的甚至革命性的要求。

 

 

 

波音早期的六代机方案,采用了飞翼布局。

另一方面新一代作战飞机超强的综合态势感知能力和革命性的武器系统将可能颠覆传统的战斗机作战样式。如果在新一代战斗机上采用了具有“实时精确攻击”能力的激光武器或者高能微波武器,那么即使敌方战斗机具有再强的机动性能,也没有时间通过机动动作规避定向能武器的攻击。同时,定向能武器“无限弹药”的特征将会大大增强战斗机连续作战的能力。这些特征就导致“发现敌机”成为空战中最为重要的环节,而空战对态势感知和信息网络支持的要求和依赖型也将更强。

 

 

 

几乎所有的六代机方案都采用了无垂尾的布局方式。

考虑到现实的技术差距,到2030年左右的时间,俄罗斯等国可能仍将处在以改进五代机为主的阶段;而欧洲等国家由于战略上依赖美国,并且受到技术经费的限制,也难以短时间内完成六代机相关技术的积累。如果届时美军开始装备第六代战斗机,那么美军将形成六代机搭配五代机改型的强大机群,其装备优势将更加明显。如何应对六代机带来的挑战,必将成为人们应当认真思考的问题。

 

 

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