美國f-22f-35型導(dǎo)彈的發(fā)展趨勢(shì)

美國f-22f-35型導(dǎo)彈的發(fā)展趨勢(shì)

1代創(chuàng)資金來源與代產(chǎn)威脅第二代美國海軍認(rèn)為，美國及其盟友處于復(fù)雜而不確定的安全環(huán)境中。因此，21世紀(jì)初，他提出“全球防御、全球抵達(dá)和全球力量”作為其21世紀(jì)的新戰(zhàn)略概念，提出“六項(xiàng)關(guān)鍵能力”，以應(yīng)對(duì)“新、不斷、艱難的”挑戰(zhàn)。而“空天優(yōu)勢(shì)”被列為美空軍六大核心能力之首,是空軍在各種作戰(zhàn)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)全方位軍事優(yōu)勢(shì)的至關(guān)重要的第一步,是打贏未來信息化戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。美國政府認(rèn)為:“在美國各種軍事力量中,只有空軍具有作戰(zhàn)靈活性、遠(yuǎn)程性、快速性,同時(shí)還具有強(qiáng)大的對(duì)地打擊能力,是美國各個(gè)軍兵種中唯一對(duì)其他國家具有絕對(duì)的非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)的軍事力量?！币虼?保持絕對(duì)空天優(yōu)勢(shì),是美國空軍研發(fā)新式裝備的一貫追求。同時(shí),美國空軍在21世紀(jì)發(fā)展展望中明確提出:未來空中作戰(zhàn)亦或空天作戰(zhàn),依然要依托飛機(jī)這個(gè)作戰(zhàn)平臺(tái)來實(shí)施,為此,美國空軍始終將戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展放在裝備發(fā)展的首位。美空軍空天優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)略考慮見圖1。美軍擁有目前世界上最先進(jìn)的先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)F-22,并且已經(jīng)形成戰(zhàn)斗力,而聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)F-35也即將裝備部隊(duì)。無論從平臺(tái)性能、航電系統(tǒng),還是武器效能,美軍的戰(zhàn)斗機(jī)水平在各航空大國中都處于絕對(duì)領(lǐng)先地位,并且與俄羅斯也具備15年左右的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。同時(shí),無論從單機(jī)裝備,還是空中體系作戰(zhàn)力量,其他國家目前還只能望其項(xiàng)背。即便如此,美軍并沒有安于現(xiàn)狀,而是已經(jīng)領(lǐng)先其他國家進(jìn)入第六代戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)工作。而日本、俄羅斯等航空大國緊隨其后,也已開始積極探索第六代戰(zhàn)斗機(jī)相關(guān)技術(shù),甚至有國家、地區(qū)要越過第五代戰(zhàn)斗機(jī),直接研發(fā)第六代戰(zhàn)斗機(jī)。因此,在美軍第五代戰(zhàn)斗機(jī)一枝獨(dú)秀的今天,各航空大國之間第六代戰(zhàn)斗機(jī)的競爭已經(jīng)暗濤洶涌。本文從美軍戰(zhàn)略構(gòu)想出發(fā),研究美軍發(fā)展第六代戰(zhàn)斗機(jī)(簡稱六代機(jī))的動(dòng)因,梳理美空軍六代機(jī)的發(fā)展脈絡(luò),力求系統(tǒng)描述目前美空軍對(duì)六代機(jī)的能力需求和相關(guān)技術(shù)支撐,為我空軍新一代戰(zhàn)斗機(jī)的需求論證提供一點(diǎn)借鑒。2美國六代機(jī)的發(fā)展美軍大力發(fā)展六代機(jī),究其原因,主要有空中優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和更新?lián)Q代等3方面。2.1加快研制六代機(jī)美軍研制六代機(jī)的首要?jiǎng)訖C(jī)來源于俄羅斯和中國的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展計(jì)劃。美國國防部長羅伯特·蓋茨預(yù)測(cè),俄羅斯和中國的第五代戰(zhàn)斗機(jī)將在2016年和2020年服役,美軍方認(rèn)為這將對(duì)F-22構(gòu)成挑戰(zhàn)。也就是說,2020年之后,面對(duì)俄羅斯和中國這兩大戰(zhàn)略競爭對(duì)手,F-22所取得的跨代優(yōu)勢(shì)將不再繼續(xù)。況且F-22已經(jīng)停產(chǎn),數(shù)量只有187架,不能壓制俄羅斯和中國的五代機(jī),保證不了美國空軍的絕對(duì)優(yōu)勢(shì),如果俄羅斯和中國的五代機(jī)大量裝備,美國空軍的空中力量甚至可能逐漸處于劣勢(shì)。針對(duì)這一考慮,美軍方?jīng)Q定加快研制六代機(jī)。DARPA局長Prabhaker表示,六代機(jī)的關(guān)鍵問題是如何進(jìn)行能力設(shè)計(jì)以便真正擴(kuò)展未來的空中優(yōu)勢(shì)。由此可見,美軍六代機(jī)的使命定位從一開始就是繼續(xù)確保未來的空中優(yōu)勢(shì)。2.2保持技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)的健康度美空軍認(rèn)為,雖然目前美軍擁有世界上最先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī),掌握著諸多領(lǐng)先的核心技術(shù),但二三十年以后,美國的所有這些技術(shù)將被對(duì)手掌握。若無特定項(xiàng)目牽引,美軍戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)的整體優(yōu)勢(shì)就有可能逐漸喪失。美國負(fù)責(zé)采辦的國防部副部長弗蘭克·肯德爾在2012年10月10日備忘錄中表示,“如果國防部不迅速采取有效舉措,那么美國在該領(lǐng)域未來競爭的潛力或?qū)⑽s甚至被抹殺”,“如果我們不為開展領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的設(shè)計(jì)、制造和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的相關(guān)工作提供有意義的機(jī)會(huì),那么我們的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將面臨解散的情境”。因此,為保持美國技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)的健康度,確保未來技術(shù)優(yōu)勢(shì),美國防部將“優(yōu)先進(jìn)行那些對(duì)于維持技術(shù)優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要的項(xiàng)目”。毫無疑問,六代機(jī)就是這樣的項(xiàng)目。技術(shù)人員承擔(dān)正常情況下不會(huì)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn),革新研制思想和技術(shù),這有利于在打贏今天戰(zhàn)爭的同時(shí),也為應(yīng)對(duì)明天的挑戰(zhàn)做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備。2.3第二代tf-32架構(gòu)根據(jù)美軍分析,為在2030年前后保持絕對(duì)的空中優(yōu)勢(shì),空軍至少需要2250架左右的戰(zhàn)斗機(jī)。但由于F-15、F-16正在逐年到壽,F-22已經(jīng)停產(chǎn),并且在2021年也開始安排退役,戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量逐年減少。綜合考慮目前F-35每年48架的生產(chǎn)采購速度,屆時(shí),美空軍戰(zhàn)斗機(jī)可能還會(huì)缺口971架。同時(shí),F-22服役時(shí)間也將超過20年,無法繼續(xù)保持空中優(yōu)勢(shì)。因此,美空軍有必要研制未來空中優(yōu)勢(shì)所需的第六代戰(zhàn)斗機(jī),作為F-22和F-35的后繼機(jī)。而按照F-22從20世紀(jì)80年代開始研制到2005年形成初始作戰(zhàn)能力20年的時(shí)間計(jì)算,要填補(bǔ)2030年左右的戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量缺口,繼續(xù)保持絕對(duì)空中優(yōu)勢(shì),美軍方認(rèn)為,必須加快六代機(jī)的研制步伐。3代第4期2010年2007年10月,美空軍開始對(duì)六代機(jī)具體需求展開研究,美海軍也在“下一代空中優(yōu)勢(shì)”計(jì)劃框架下對(duì)海軍型第六代戰(zhàn)機(jī)的能力需求進(jìn)行了評(píng)估。2008年9月,美國《空軍》雜志給出六代機(jī)的特點(diǎn):高超聲速、雙模發(fā)動(dòng)機(jī)和適應(yīng)外形。2009年10月,美國《空軍》雜志文章《第六代戰(zhàn)斗機(jī)》中,進(jìn)一步明確了六代機(jī)超高隱身能力、(從亞音速到多馬赫)在整個(gè)飛行狀態(tài)都高效、可能具有“變形”能力、靈巧蒙皮、高度聯(lián)網(wǎng)、超高靈敏傳感器、可選人駕駛、定向能武器等特點(diǎn)。2010年4月,美空軍成立了“第六代戰(zhàn)斗機(jī)辦公室”,開始著手研究六代機(jī)特征。他們認(rèn)為六代機(jī)應(yīng)具備強(qiáng)大的突防能力、生存能力和ISR(情報(bào)、監(jiān)視、偵察)能力。同年11月,美空軍向工業(yè)界發(fā)布“下一代戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)系統(tǒng)”信息征詢通告,要求工業(yè)界提供六代機(jī)的形態(tài)構(gòu)想及能力/技術(shù)需求信息。并且明確指出,六代機(jī)應(yīng)于2030年左右形成初始作戰(zhàn)能力,主要使命任務(wù)是遂行進(jìn)攻性和防御性的對(duì)空作戰(zhàn),必須能夠與具有空中電子攻擊能力、先進(jìn)綜合防空系統(tǒng)、無源探測(cè)設(shè)備、綜合自防御設(shè)備、定向能武器和網(wǎng)絡(luò)電磁攻擊能力的敵軍作戰(zhàn),必須能夠在2030~2050年間的“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境中作戰(zhàn)。2012年初,美國海軍也發(fā)布了FA-XX戰(zhàn)斗機(jī)信息征詢書,希望于2030年取代F/A-18E/F“超級(jí)大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)和EA-18G“咆哮者”電子戰(zhàn)飛機(jī)。美?？哲姺謩e發(fā)布六代機(jī)“能力需求信息征詢書”標(biāo)志美軍六代機(jī)概念設(shè)計(jì)工作正式啟動(dòng)。2012年10月,美國負(fù)責(zé)采辦的國防部副部長弗蘭克·肯德爾簽署了一份致海軍和空軍部長的備忘錄,主題為《下一代空中主宰》。該備忘錄要求國防高級(jí)研究計(jì)劃局DARPA同?？哲姽餐_展為期18個(gè)月的六代機(jī)概念研究工作,以及為期5年的概念驗(yàn)證與關(guān)鍵技術(shù)演示,隨即啟動(dòng)相應(yīng)的采辦程序。2013年,DARPA為六代機(jī)研究項(xiàng)目“下一代空中主宰”共安排500萬美元預(yù)算,而據(jù)美國《航宇日?qǐng)?bào)》和英國《飛行國際》報(bào)道,2014財(cái)年,這一數(shù)字增長為1000萬美元。該項(xiàng)目“將定義2020~2050時(shí)間框架下的威脅域和能力鴻溝”,其初步結(jié)果可能將影響到2015財(cái)年預(yù)算周期中的進(jìn)一步開發(fā)。目前,美軍已經(jīng)制定出具體的研發(fā)規(guī)劃和比較清晰的路線圖,現(xiàn)正在從概念研究轉(zhuǎn)入裝備需求論證。4近距離加害能力美軍對(duì)六代機(jī)的主要使命任務(wù)定位是遂行進(jìn)攻性和防御性的對(duì)空作戰(zhàn)———即摧毀或削弱敵方制空權(quán)作戰(zhàn)的能力。美空軍16項(xiàng)職能中對(duì)制空權(quán)作戰(zhàn)的定義為:在某一空域獲得并保持所期望的優(yōu)勢(shì),同時(shí)阻止敵方使用該空域而實(shí)施的作戰(zhàn)行為,作戰(zhàn)樣式包括空中遮斷、近距離空中支援、壓制敵防空系統(tǒng)等。因此,美空軍希望六代機(jī)具有完成空中遮斷、近距空中支援和導(dǎo)彈防御等任務(wù)的能力。具體來講,應(yīng)當(dāng)具有更快的速度、更遠(yuǎn)的航程、更好的機(jī)動(dòng)、更強(qiáng)的隱身、更全面的態(tài)勢(shì)感知、更突出的武器打擊和防御能力,同時(shí)還要求無縫實(shí)時(shí)接入基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的聯(lián)合作戰(zhàn)體系中,以擁有更深度的網(wǎng)絡(luò)控制能力。因此,本文將六代機(jī)的能力特征歸納為5S,即超飛行能力(SuperFlightAbility)、超隱身能力(SuperStealthCapability)、超感知能力(SuperAwarenessCapability)、超打擊能力(SuperStrikeCapability)、超協(xié)同能力(SuperCooperateCapability),如圖2所示。4.1代機(jī)：進(jìn)入鄰近空間六代機(jī)超飛行能力主要體現(xiàn)在速度、機(jī)動(dòng)、航程3個(gè)方面。1)高超聲速飛行。高超聲速(5倍聲速以上)飛行能力能夠使飛機(jī)快速到達(dá)戰(zhàn)區(qū),有效提高攻擊力和生存力,是實(shí)現(xiàn)“即時(shí)全球打擊”的重要基礎(chǔ),被認(rèn)為是六代機(jī)的重要指標(biāo)之一。從X-15、X-20開始,到后來的X-30、X-37B、X-43、“獵鷹”、“黑雨燕”,再到現(xiàn)在的X-51A,美國從20世紀(jì)60年代就開始高超聲速技術(shù)的研究,從未間斷,且多次刷新速度和升限的世界紀(jì)錄,拓展了航空裝備和空天飛機(jī)的概念,預(yù)示著六代機(jī)作戰(zhàn)空間有可能進(jìn)入臨近空間,甚至具備航天功能,這符合美國一貫追求“制空天權(quán)”的戰(zhàn)略思想。美國空軍前首席科學(xué)家馬克·劉易斯認(rèn)為,繼隱身技術(shù)之后,高超聲速技術(shù)會(huì)開啟新紀(jì)元。但是,要在20年內(nèi)研制出一款能夠用于戰(zhàn)斗的高超聲速飛機(jī),在包括組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、耐熱和隔熱材料等在內(nèi)的諸多關(guān)鍵技術(shù)上還存在很大挑戰(zhàn),工業(yè)界對(duì)此表示懷疑。而美波音公司高級(jí)系統(tǒng)部總裁戴維斯認(rèn)為,“無論如何,高超聲速都將在第六代戰(zhàn)斗機(jī)上表現(xiàn)出來,”也許“最初表現(xiàn)出來的不是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),而是飛機(jī)的動(dòng)能彈藥”。2)超常規(guī)機(jī)動(dòng)。通過采用推力矢量、超常規(guī)氣動(dòng)布局和智能化飛行控制系統(tǒng)等技術(shù),六代機(jī)將可能同時(shí)具備超聲速高機(jī)動(dòng)和亞聲速超常機(jī)動(dòng)能力,有效提升戰(zhàn)斗機(jī)的潛能。波音公司宣稱,FA/XX能夠?qū)嵤└鞣N超常規(guī)機(jī)動(dòng),爬升、盤旋、滾轉(zhuǎn)和直線加速等特性,也將全面優(yōu)于F-22,具備完成導(dǎo)彈防御、空中遮斷和近距支援等作戰(zhàn)任務(wù)中所需的空中機(jī)動(dòng)能力。3)超遠(yuǎn)距航程。為有效應(yīng)對(duì)對(duì)手較強(qiáng)的突擊和拒止能力,美軍要求六代機(jī)應(yīng)具有更強(qiáng)的到達(dá)能力,減少對(duì)空中加油機(jī)的依賴性。在綜合平臺(tái)航程和武器射程方面,六代機(jī)平臺(tái)不加油作戰(zhàn)半徑應(yīng)能夠達(dá)到2000km左右。4.2全頻譜技術(shù)的特點(diǎn)無論是超視距空戰(zhàn),還是面對(duì)先進(jìn)地面防空系統(tǒng)的突擊突防,要求戰(zhàn)斗機(jī)必須具備較強(qiáng)的隱身能力。美國已經(jīng)發(fā)展了5代隱身飛機(jī),依次為SR-71“黑鳥”、海弗蘭、F-117“夜鷹”、B-2“幽靈”和第五代隱身飛機(jī)F-22“猛禽”。隱身能力改變了現(xiàn)代空戰(zhàn)的作戰(zhàn)樣式,相對(duì)于非隱身飛機(jī)形成了單向透明的對(duì)抗態(tài)勢(shì),使得F-22成為世界上最具威脅的空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)?？梢灶A(yù)見,隱身能力依然是六代機(jī)的一個(gè)重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。F-22隱身能力主要以雷達(dá)隱身、射頻隱身和紅外隱身為主,在傳統(tǒng)的防空預(yù)警雷達(dá)和機(jī)載雷達(dá)波段內(nèi)有很強(qiáng)的隱身能力,但是在可見光、聲波等波段范圍內(nèi)并沒有做到“完全隱身”,這也為探測(cè)和攻擊F-22提供了可能。隨著未來雷達(dá)探測(cè)體制的變革和雷達(dá)性能的提高,F-22目前在“矛與盾”對(duì)抗中的優(yōu)勢(shì)地位可能會(huì)被削弱。因此,“全頻段隱身”也是被廣泛認(rèn)同的六代機(jī)的主要特征之一。美軍六代機(jī)力求從材料上突破,在不犧牲其他性能的同時(shí),達(dá)到全頻譜隱身,使飛機(jī)既具有較寬頻段的雷達(dá)隱身,又具有較寬頻段的紅外和目視隱身,使任何探測(cè)設(shè)備都無法探測(cè)到。另外,等離子體隱身技術(shù)、信號(hào)對(duì)消技術(shù)、微波傳播指示技術(shù)、負(fù)折射材料、納米隱身技術(shù)、LED蒙皮技術(shù)等新體制隱身手段,也將使得六代機(jī)的隱身水平比F-22和F-35有質(zhì)的飛躍。4.3第三,基于形成趨勢(shì)能力的能力在未來陸、海、空、天、電一體化作戰(zhàn)中,作戰(zhàn)環(huán)境和戰(zhàn)場態(tài)勢(shì)日益苛刻和復(fù)雜,戰(zhàn)斗機(jī)作為一個(gè)重要的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn),將擔(dān)負(fù)越來越多的作戰(zhàn)任務(wù),飛行員要在復(fù)雜態(tài)勢(shì)下迅速做出正確的決定,這就要求飛機(jī)能夠擁有極強(qiáng)的綜合態(tài)勢(shì)感知能力和數(shù)據(jù)融合處理能力,為飛行員迅速?zèng)Q策提供直接而有效的依據(jù)。因此,美六代機(jī)的戰(zhàn)場態(tài)勢(shì)感知能力將比五代機(jī)大大增強(qiáng)。諾斯羅普·格魯門公司的副總裁兼先進(jìn)項(xiàng)目和技術(shù)分部總經(jīng)理保羅·梅爾就指出:“我認(rèn)為下一輪(戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展)很可能將被不斷增長的指揮控制信息支配?！绷鷻C(jī)將自動(dòng)采集周圍戰(zhàn)場數(shù)據(jù),并通過各類數(shù)據(jù)鏈與陸基、?；?、空基、天基等機(jī)外傳感器,包括其他機(jī)載、彈載傳感器無縫鏈接,全面感知戰(zhàn)場態(tài)勢(shì),高度融合處理數(shù)據(jù),使空中飛行員(有人機(jī))或地面操縱員(無人機(jī))能夠直觀地看到飛機(jī)周圍廣闊范圍內(nèi)的戰(zhàn)場場景,將注意力集中于有效的目標(biāo)打擊決策,而不是徘徊于海量的戰(zhàn)場數(shù)據(jù)中。因此,性能先進(jìn)的傳感器系統(tǒng),快速實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)技術(shù),以及先進(jìn)的多傳感器信息融合技術(shù)是六代機(jī)研發(fā)的關(guān)鍵課題。4.4定向能武器超打擊能力實(shí)際上包括超高速、超遠(yuǎn)程打擊和彈道導(dǎo)彈的攔截防御能力。在六代機(jī)上,這兩項(xiàng)能力將可能通過定向能武器,即高能微波和激光武器實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的空空、空面武器,定向能武器具有“即時(shí)發(fā)現(xiàn)、即時(shí)攻擊”的優(yōu)點(diǎn),攻擊能量以光速傳播,且不受飛機(jī)姿態(tài)的影響,目標(biāo)機(jī)沒有時(shí)間進(jìn)行機(jī)動(dòng)規(guī)避,綜合作戰(zhàn)性能和效能非常高。使用定向能武器不僅能夠?qū)︼w機(jī)進(jìn)行超高速打擊,而且可攔截彈道導(dǎo)彈。另外,定向能武器在飛機(jī)具備足夠的能源支持的情況下可“無限發(fā)射”,將大大提高飛機(jī)持續(xù)作戰(zhàn)能力。據(jù)資料介紹,美軍對(duì)機(jī)載定向能武器的研究已獲得重大技術(shù)突破,包括新概念武器在內(nèi)的超高速武器將用于六代機(jī),相對(duì)于目前的第四代、第五代戰(zhàn)斗機(jī),六代機(jī)將具有超強(qiáng)的打擊能力。4.5代機(jī)及其彈道在網(wǎng)絡(luò)上的互聯(lián)互通超協(xié)同能力是指六代機(jī)在體系聯(lián)合作戰(zhàn)框架下,能夠“隨即入網(wǎng)”、“動(dòng)態(tài)重構(gòu)”,并隨時(shí)與各類作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)單元實(shí)現(xiàn)全程無縫協(xié)同作戰(zhàn)的能力。六代機(jī)的彈藥,無論是機(jī)載狀態(tài)還是發(fā)射后狀態(tài),也將作為一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn),參與協(xié)同。只要是作戰(zhàn)體系中的授權(quán)用戶,都可對(duì)六代機(jī)及其彈藥實(shí)現(xiàn)在線識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理和操作,實(shí)現(xiàn)真正意義上的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)使能彈藥。這種超越維度的“即插即用”式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),達(dá)到了陸、海、空、天、電、網(wǎng)一體化,實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作,被稱為“超維度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”,是六代機(jī)的技術(shù)制高點(diǎn)和鮮明