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观察者网一周军评:美国海军航空兵的“下一代”

2020-08-23 09:34:39

【文/ 观察者网专栏作者 施洋】

本周,美国海军有两件“下一代”的重要武器的研制取得了重大进展:一是美国海军的下一代舰载战斗机的研制工作被曝已经在着手进行,二是美军下一代电子战吊舱的中波段吊舱进行了飞行试验。尽管二者在内容和进度上差异巨大,但它们有一个共同点,那就是都反映了美国海军未来作战理念的主要方向。

对于美国海军来讲,下一代舰载机最好能重复当年F-14的辉煌 图源:美海军

“找路”的美国下一代舰载机

美国海军学院新闻网本周报道,美国海军已经悄然组建了一个新的项目办公室,开始被称为“下一代空中优势”(NGAD)计划的未来舰载战斗机研制的初期研讨工作。作为美军的下一代战机,该机旨在于2030年代开始替换美军现役的F/A-18E/F“超级大黄蜂”和EA-18G“咆哮者”电子战飞机,并于目前刚开始在海军服役的F-35C战机协同作战。简单地说,美国海军和媒体之前长期炒作的所谓美国海军“六代机”与这个NGAD方案,说的基本是一码事。

可可爱爱,没有垂尾

如果将NGAD项目初期启动的时间与F-35C在美国海军中的服役和部署时间相比较,不难发现美军这回战机研制的节奏已经回到了“冷战时代”——美国海军的F-4B战机在1962年开始服役,而几乎就是在差不多的时间里,作为美国海军下一代战斗机项目研制的F-111B“海猪”项目就正式启动,尽管因为时任国防部长麦克纳马拉强行要空海军开发一个基本型号的蛮干,加上F-111B遇到无法解决的超重问题导致其最后下马,但作为该机精神续作的VFX战机从1967年开始竞标,并最终演化出了1972年开始列装的F-14“熊猫”战斗机。

相比之下,冷战后美国海军的舰载机研制节奏则要“和缓”得多,作为F-14的后继型号,冷战中美国海军研制的NATF战机和后续A/F-X计划在冷战后被取消,之后,美军先是在1992年决定研制与F-14没有代差的F/A-18E/F“超级大黄蜂”,随后在1993年才启动了现在F-35C项目的前身JAST。从冷战中“上一代服役下一代就研制”,到美国海军的四五代舰载机之间必须要靠四代半的“超级大黄蜂”过渡的现状,如今NGAD项目启动的时间之早,美国海军对下一代战机研制的急迫之情可见一斑。

NATF存在的少量证据,虽然经常被念叨,但是洛马的NATF没活过论证阶段就寿终正寝了 图源:洛马

这样的急迫从某种程度上也体现出美国海军对F-35C战机整体性能不甚满意的态度。F-35作为作为一款美国空军、海军和陆战队共同设计和装备使用,有三个不同型号的战机,设计上的通用考虑使得三款战机相互影响,加上海军型结构重量和翼面积较大等因素,该机与海军所期待的舰队防空作战能力还有不小的差异,面对潜在对手的新一代战机带来的挑战也缺乏优势。而要巩固美国海军目前在舰载机领域的技术优势,自然唯有研制新一代的舰载战斗机。

不过由于当代航空技术的发展与新一代战机的复杂程度,现在研制第六代战斗机最大的挑战仍然在于对下一代战机内涵的具体确定上,也就是明确“下一代战机是什么样”。目前NGAD项目组取得的几个共识,包括新飞机一定要是新平台而不能是已有平台的改装或者融合;新飞机航程要远,至少要达到1800公里作战半径;以及要求高度信息化和人工智能化,有更多的自主操作、并能操纵无人机,与前出节点传感器高度融合等一系列要求,依然不足以刻画出一款战机的全貌。

对于引领世界武器装备发展潮流,抢先开始六代机研制的美国而言,探索下一代装备既可能让美军继续获得对于其他国家的技术代差优势,却也可能因为走错方向误入歧途,导致本国装备体系建设的混乱,进而失去在武器装备技术竞赛中的领先优势。相比美国空军或者陆军,美国海军在这一点上的体会尤为深刻。本世纪初美国海军基于研制的“朱姆沃尔特”级驱逐舰和濒海战斗舰两类装备因为没有考虑到美国海军战略的重大调整以及作战需求的变化,导致在耗费了大量资金和宝贵的时间后,美国海军不仅没有得到符合自己需求的作战装备,反而在新一代水面舰艇的发展上出现了落后于潜在对手的危险倾向,即使新一代“伯克”级导弹驱逐舰和FFG-X导弹护卫舰的建造也没有扭转这一趋势。也正因此,同属海军的新一代舰载机研制上自然要吸取相关的经验和教训。

越是高技术集成的兵器平台,越需要“慎之又慎”

尽管所谓第五代战斗机正式进入各国军队现役的时间尚不足20年的时间,但从上世纪70年代美国开始研制ATF至今,有关五代机的探索和发展已经有了40多年的历史,在这40年中,同在“五代机”概念之下,不同时期提出的战机设计方案本身就带有很大的差异。上世纪70年代末的五代机强调超机动性,到80年代又加入了隐身性,加上以机载相控阵雷达为代表的新一代航电系统,就成为F-22这款典型五代机的技术特征。

由于当时的五代机没有预见到诸如新一代数据链等战场网络硬件的出现会对战场产生颠覆性的变化,因此F-22对于隐身的过于追求反而影响了该机数据链的运用,因此在美国研制第二款五代机F-35的过程中,又将上世纪90年代末美军提出的“网络中心战”理论的相关理念加以运用,加上F-35对于经济性的追求和对于包括对地攻击能力等的兼顾,最终导致了F-35虽然好用且先进,但在战斗机最根本的制空作战领域,这款比F-22晚了10多年才服役的战机却并没有体现出相比后者更优秀的空战能力。而差不多同一时期开始研制,并在稍晚于F-35投入使用的歼-20和苏-57,则更接近于F-22和F-35的综合,即在综合运用当代各类技术的同时,优先强调满足制空作战的相关要求。

歼-20和F-35虽然数量差距巨大,但是显然是同期战机 图源:空军发布

也正是这种同一代战斗机在不同时代运用的技术差异,导致美国海军下一代战机的NGAD目前提出的相关性能指标显得有些尴尬:大航程之类的性能指标确实很难通过对现有战机的升级改进实现,但确实也算不上某一代战机区别于前一代战机的性能特征;而包括更高的信息化和人工智能化等要求,虽然的确是2010年代的技术发展所产生的新作战形式之下的新需求,但其实现途径更多是依靠机载软件的升级和各种其他平台的有机配合,同样也不是只有新一代战机才能做到的。

如果只看NGAD现在的这些要求,甚至很可能得出一个颇为谬误的结论:美国海军需要的,只是一款摆脱美国空军型号设计,属于美国海军自己的,航程放大的航电升级版五代机而已。

这在某种程度上也算是各国在定义六代机过程中遇到的困难之一,随着空战交战距离的不断扩大,超视距空战、防区外打击以及依靠数据链展开网络中心战在战机作战能力评价中所占的比例越来越大,传统上决定战机平台性能的设计里除了隐身设计还占据核心的意义之外,传统战机的飞行性能该往何处发展,又需要什么技术予以突破,目前很难在五代机和六代机之间划出明确的分野,而如果五六代机之间的区别仅仅在于其机内的电子设备,则这种对战机的划代的意义又要受到极大的怀疑。

对于第一个公开自己六代机研制计划的国家来说,美国对一系列困难的解决方式,对于中国这样仍在航空工业里跟踪追赶世界顶尖水平的国家来说,也会有不小的借鉴价值。

F-35项目研发时的高透明度,帮助中国航空工业避免了不少弯路,第六代机也是如此

“补课”的下一代电子战吊舱

同样在本周,相关报道证实美国研制的“下一代电子战吊舱-中频”(NGJ-MB)已经在8月初开始了飞行测试。而按照此前的计划,这一吊舱在完成测试后,在2020年秋季就将进入量产。由于美军目前全军只有EA-18G“咆哮者”一种用于执行伴随电子干扰的电战机,这款吊舱即将投入量产的消息,无疑是美军电子战作战力量的一次重要提升。

“下一代电子战吊舱”计划开始于2008年,其设计是为了替换已经在美军中服役了将近50年的 AN/ALQ-99电战吊舱。原本在2003年前后EA-6B逐渐老化,美军考虑下一代电子战飞机的时候,曾经计划在研制新一代电战机的时候同步研制新一代的电战吊舱,以替代同样老化的AN/ALQ-99系统,但考虑性能以外的其他因素,美军最终选定的新一代电战机EA-18G依旧搭载现有的AN/ALQ-99吊舱,从而能够控制新一代电战机的成本,并且让其研制进度不会受到除了电战机平台本身之外设备的干扰。而“下一代电子战吊舱”则单独研制,并在成熟之后再装备美军。

说到底是ALQ-99诞生时太过于先进

从这个角度看,“下一代电子战吊舱”可以被看做是EA-18G作为美军新一代电子战飞机的“补课”项目,而其研制进度和EA-18G服役的时间相差了超过10年,也在某种程度上验证了美军将两个项目进行分离的明智之处——先用上装备,再最终解决性能问题。

在“下一代电子战吊舱”的体系下,需要有三款不同的电子吊舱,即低频、中频和高频吊舱,用于覆盖从100MHz到18GHz不同波段,执行各种类型的电子干扰作战。其中低频电子战吊舱(NGJ-LB)负责100 MHz到2GHz,中频电子战吊舱(NGJ-MB)负责2GHz到6GHz,高频电子战吊舱(NGJ-HB)则负责6GHz到18GHz的部分。

与之前的AN/ALQ-99的干扰频段相比,“下一代电子战吊舱”系统覆盖频段整体上差不多,但在低频领域范围进一步扩大,同时,“下一代电子战吊舱”采用有源电子相控阵雷达和氮化镓元件,干扰信号强度数倍于AN/ALQ-99,而且最大限度地减少了附带干扰;而且其数字化开放架构也能够通过更新“目标威胁库”实现升级,迅速判别敌方电子设备的型号,作战效果也更加优秀。

除了上述优点以外,下一代电子战吊舱还可以伪装成油箱

除此之外,“下一代电子战吊舱”还有一个优点,即全系统从AN/ALQ-99的5个吊舱减少到了3个吊舱,这对于美军的电战机而言算是价值不小的进步。当年的EA-6B因为一共只有5个挂架,在挂载全套AN/ALQ-99吊舱后,既无法携带副油箱延长飞行时间,也没办法挂载“哈姆”反辐射导弹进行硬杀伤作战;EA-18G虽然可用挂点增加至7个,但由于该机更加需要副油箱来延长航程,因此同样无法在挂载全套AN/ALQ-99和“哈姆”反辐射导弹之后有效进行作战。因此直到现在,美军的伴随电子战干扰作战通常都需要通过电子侦察确认对手的电子设备频段,并有针对性选择威胁最大的几个波段,携带相应的吊舱进行作战。“下一代电子战吊舱”服役之后,EA-18G可以同时挂载覆盖全波段的3个吊舱,2枚“哈姆”反辐射导弹以及2个副油箱,从而具备单机对全频段电子设备的侦察和干扰能力。

EA-18G携带ALQ-99

不过中频电子战吊舱的研制成功对于“下一代电子战吊舱”而言还只能算作是“阶段性”成果,尽管按照之前的预期,3种电子战吊舱要在2022年前都交付美军并且形成初始作战能力,但除了中频电子战吊舱之外,剩下两款吊舱的研制进度都没有那么快:低频电子战吊舱在今年5月开始进行为期20个月的最终技术演示,也就是说至少要到2022年1月才能完成,后续的其他测试项目和量产交付则需要更长的时间。至于高频电子战吊舱,美国海军航空兵的官方网站上关于“下一代电子战吊舱”的介绍中对其只字未提,其研制进度应该更加靠后。从这个角度看,要让这套设备全部服役并且形成战斗力,可能还得要到2025年前后了。

作为美军电子战机的一种“补课”,“下一代电子战吊舱”的性能确实在当代机载电子战系统中属于相当先进的水平,特别是考虑到全世界没有其他国家有类似EA-18G伴随电子战机的现役型号,美军在这一领域唯一需要关注的,就是目前正在同时推进空海军两款重型伴随电子战飞机的中国了。

当代电子战愈发复杂,对平台的要求也越来越高

目前正在研制的歼-16电子战型和歼-15电子战型拥有相比EA-18G更佳的载机平台条件,无论是作战半径还是携带反辐射武器的能力都相当优秀,只不过解放军目前已经列装了多款作为战机自卫使用的电子对抗吊舱,但真正类似AN/ALQ-99或者“下一代电子战吊舱”这样专用于压制的电子战吊舱至今还没有露面。

这一关键性设备信息的缺失,给外界准确评估这两型电子战机的性能带来一定的难度,加上中国航空工业也是头一次研制这类伴随式反辐射电子战机,缺乏相应的经验,也会让这一系列战机的评估测试消耗更多的时间。不过随着有关这两款战机的研制工作逐渐完成,围绕中美电子战飞机在实际使用的优劣对比,无疑又会成为军事观察家们热衷探讨的一个新话题。

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施洋

施洋

外交与军事观察者,独立评论员

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