五代,最后的有人战斗机?

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  在2010年4月13日的《华盛顿邮报》上,美国空军部长迈克尔·唐利和美国空军参谋长诺顿·施瓦茨共同撰文指出:“未来几年内,我们将开始研究在未来维持美国空中优势的第六代(战斗机)作战能力。”在研发新一代战斗机方面,美国空军可能加快了脚步。虽然F-22和F-35型战斗机的预计服役数量已经确定,但它们在未来20年内仍然无法弥补美国战斗机力量的需求缺口,这主要是因为老式战斗机的退役速度比第五代战斗机的替代速度更快。
  美国空军必须回军种对战斗机数量的最低需求为2250架,而届时实际缺口将达到971架。这种推测的前提是所有计划制造的F-35全部完工并及时交付,其交付速度为每年至少48架。之所以会出现上述缺口,主要是因为F-15和F-16型战斗机届时将超过其服役寿命并出现飞行安全隐患,因此被强制退役。
  美国国防部长罗伯特·盖茨为与美军战术空中力量相关的争论确定了基调。他之所以反对部署F-22,是因为他将这种战斗机视作一种应对空中作战需求的代价高昂的“极端”解决方案,同时他将发展重点置于部署造价较低的F-35“雷电”Ⅱ型战斗机。盖茨认为,F-35作为多功能作战平台能够担负多种任务,因此美军未来应重点采购该型战斗机。他本人以及国防部分管军事技术的负责人将这种做法称为“75%解决方案”。
  根据盖茨的预测,俄罗斯研制的第五代战斗机将在2016年具备作战能力——而俄罗斯已在2010年进行了该型战斗机的首次试飞;中国的第一种五代战斗机具备作战能力的时间将比前者晚四年。由于所谓的“四代半”战斗机的性能已经与美国老旧战斗机处于相同水平或超过后者,如果俄罗斯和中国大量制造第五代战斗机,那么美国将会在2025年左右显然处于空中力量的劣势。由于中俄两国此前都已声称它们将研发具有世界水平的战斗机,因此这种可能性显然存在。如果这种情况变为现实,那么美国的所谓“75%解决方案”将以失败告终。
  
  仅仅是科幻小说的素材?
  
  美国空军仍然拒绝对外公布其第六代战斗机研发项目的发展状况。该军种高级领导人私下表示,他们一直要等到F-22和F-35存在的问题全部解决之后,才会考虑实施新一代战斗机的研发项目。虽然美国空军拥有一项规模较大的保密预算,但看来该军种尚未实施与第六代战斗机研发相关的“黑色”项目。美国国防工业的一位高层人士此前曾长期深入接触此类保密项目,他声称F-22将不会按计划制造187架,因为一种性能更好的秘密战斗机已接近部署。他对笔者表示:“所见即所得。”
  波音、洛克希德一马丁和诺斯罗普一格鲁曼是美国航空工业规模最大且实力最强的三家骨干企业,当笔者采访这三家企业的高级技术人员时,上述观点也得到了他们的证实。他们声称并未意识到美国空军正在实施第六代战斗机研发项目,而且急于想了解该军种对这种新型战斗机的性能需求。
  美国第六代战斗机研发项目的存在可能性几乎像是科幻小说的素材。这种新式战斗机的隐身性能可能远远优于第五代战斗机。前者有可能在飞行中改变自身外形,即根据飞行速度或持续飞行时间的最优需要“变形”,发动机也会根据有效进行超音速巡航或亚音速盘旋的需求进行相应调整。第六代战斗机将装备定向能武器——使用高能微波和激光武器防御敌方来袭导弹的攻击,或是作为进攻性武器使用。此类弹药可能具备所谓的“拨号盘效应”,能够对空中或地面目标实施从破坏到摧毁的各类打击。这种新式战斗机将综合运用新材料和微电子技术,从而使它本身成为一个大型集成式传感器,并且有可能使战斗机在机翼部位安装的机载雷达不再是必要设备。
  虽然第六代战斗机的机载设备将能够同时实施网络和动能攻击,但仍然必须进行效费比测试,从而使其能够有效制造、使用和调整。此外,随着无人机技术的迅速发展,可能会在今后20年内使得自主实施作战行动的机器人战斗机成为现实。然而,与某种无人但采用遥控方式(可能由多名操纵者实施)的战机相比,前者的部署可能性仍然远远小于后者。
  
  下一代网络战能力
  
  目前尚不清楚,未来的空战任务到底是应该由单一的多任务平台独立完成,还是由一系列特制的小型飞机协同实施。诺-格公司所属高性能项目和技术分部副总裁兼总经理保罗-迈耶指出:“我认为新一轮(战斗机研发)将以不断增加的指挥和控制信息为主导。”据迈耶预测,新式战斗机将向飞行员提供大量数据,后者既有可能处于机舱内,也可能远离飞机。飞行员能够运用直觉对飞机周围相距较远的“延伸环境”进行观察。飞机将收集自身信息并将此类信息与机载传感器(包括其他战机的传感器)实现无缝融合。第六代战斗机在这方面与第五代战斗机的区别在于信息的详细程度和确定程度——各国空军长期以来一直希望实现的自动化目标识别。
  迈耶指出,在采用嵌入式传感器以及微电子技术的前提下,还能够将传感器安装到那些“此前无法想象的位置——原因是机体表面的温度较高或弯曲程度较大”,从而能够利用更大的功率对战场进行全面观察。他认为,虽然这种战机可能不具备自主作战能力,但它具备“学习”能力而且能够向飞行员提供行动建议——尤其是建议使哪些目标暂时失去作战能力,或是应该对哪些目标进行破坏或摧毁性攻击。
  波音公司高性能系统分部总裁达里尔·戴维斯认为,传统的电子技术将被光子技术取代。戴维斯指出:“新式战斗机的线缆数量较少。飞行员将处于一个由多维光纤连接所有机载系统的座舱内……由于飞行员能够运用不同波长的光完成各种任务,因此他能够以比以前快得多的速度传输大量数据信息,而所需线缆的重量将比以前轻得多。”光纤不仅有助于防范敌方实施的干扰或诱骗,还能够更为有效地防护网络攻击。
  据迈耶预测,一种“数字化僚机”将伴随主力战斗机飞行,后者作为附加的传感器一射击器,其智能化程度将达到下达口头指令的水平。
  不过洛一马公司被称为“臭鼬工厂”的高性能项目分部副总裁尼尔卡塞纳指出,无论第六代战斗机最终呈现何种状态,它最终仍将是一种机械设备,因此仍需实施保障、维修和改装。他对将主要机载系统(如雷达)以嵌入方式安装于机身蒙皮之内并没有很强的信心。
  卡塞纳认为:“如果雷达发生故障,维修人员必须将机翼拆下……而这并不是第六代战斗机希望采用的技术。”在设计新一代战斗机的过程中,全寿命成本将是至关重要的因素,因此将会采纳那些具有实用性的建议。他指出,为了实现上述目标,洛一马公司正在研究一种新的合成制造技术,这种技术采用的紧固件比以前大幅度减少,加工成本也随之下降,因此降低了项目启动和维持成本。
  
  超高速打击
  
  迈耶认为,定向能武器将在很大程度上决定第六代战斗机的灵敏程度。他 指出,“光速”将对“目前最流行的先进战斗机所具备的优异机动性能”形成“制约”。当这些战斗机面临定向能武器的攻击时,将没有时间采用机动方式进行规避。脉冲武器也能够对敌机机载系统或地面目标造成严重破坏。据迈耶透露:“从我们在诺格公司观察到的情况以及所实施的研发项目的情况看,在未来20年内……这种技术将趋于成熟。”迈耶指出,在加装适当型号的发动机,可能是1台辅助型发动机,并提供用于定向能武器所需功率的情况下,将意味着能够为定向能武器提供“无限弹药”。
  高超音速性能——飞行器能够以相当于音速5倍(甚至更高)的速度飞行——长期以来—直被视为第六代战斗机的性能之一,但美国国防工业界高层人士对该型战斗机能否在一定时间内具备这种能力感到怀疑。虽然高超音速推进试验项目取得了部分成功,但真正的高超音速飞行时间合计不足15分钟,要想在今后20年内研制出一种具备部署能力的高超音速战斗机,无疑是一种很难实现的性能飞跃。
  迈耶认为:“该项目涉及一系列新材料的研发,这主要是受到……传感器、保险丝和孔径等因素的影响。它们都必须在5马赫以上的超高温环境中运行。”即便如此,“这实际上是一个我们将会考虑的方案”,因为目标此时正在逃离,要求在远距离之外对其迅速实施外科手术式的精确打击。然而,这种方法可能存在与飞机盘旋性能不相兼容的问题。
  戴维斯认为,高超音速性能“将在第六代战斗机上开始得到体现,”但最初不一定是平台的动力设备,而是飞机装载的动能弹药。戴维斯指出:“我想这种性能将首先运用于武器”。它们可能不仅仅限于武器,而且还可用于前往目标执行短时间任务的高速侦察平台。由于高超音速平台的速度极高,尤其是定向能武器,戴维斯认为对“目标进行持续监视”显得至关重要,因为“一旦扣动扳机”,以光速飞行的武器将无法召回,即便武器以高超音速飞行,目标也会在武器飞抵之前出现位移。这意味着必须将若干具备隐身性能的无人机或传感器部署于战场周围。戴维斯认为,高超音速研发项目不仅需要多年时间才能完成,而且还必须与其他可变循环发动机结合在一起。后者将使第六代战斗机在从海平面起飞后爬升至高空,随后再启动高超音速发动机。这些必不可少的推进系统距研制成功还有相当长的时间。
  
  任务需求牵引技术选择
  
  基于对俄罗斯和中国第五代战斗机性能的预测,美军何时才能部署第六代战斗机?
  戴维斯认为,应该由美国空军和海军(而不是国防工业部门)确定到底应该以多快的速度部署新一代战斗机。然而,当国外的第五代战斗机大量扩散,以至于“美国空军和海军认为在2020年就有必要装备第六代战斗机”的情况下,那么“我们将在第五代平台的基础上实施某些改进项目”,如加装定向能武器等。
  卡塞纳同意上述观点,据他透露,洛一马公司已经“与美国空军和海军进行了接触,并且向它们提供了相关数据以及我们对新一轮战斗机研发项目的构想”。如果有必要实现真正意义上的质的飞跃,那么第六代战斗机将是最终发展途径,然而,“如果提高性能的动力源于军队规模的压缩以及武器装备在此期间趋于老旧的发展态势,那么我们将更倾向于在第五代战斗机的基础上,对性能实施持续改进。”洛一马公司是F-22和F-35型战斗机的生产商。他认为,该公司的目标是在曲线上发现某个接合点,并在该点“取得完全成功,而不仅仅是提出某种80%-90%的解决方案。成本属于非线性增长因素。”
  美国空军负责情报一监视一侦察的副参谋长戴维·德普图拉中将此前曾是一名战斗机飞行员,他认为新一代战斗机的性能可能与现役任何型号的战斗机都存在本质性区别,并敦促国防部门的决策者保持开放心态,而且不要忽略惨痛的历史教训。德普图拉指出,虽然美国在无人机研发方面取得了巨大进步,但“我们在360度全向环境感知、快速信息集成以及将这些信息转化为行动(与传感器相连的人脑可完成这些行动)等方面还有很长的路要走。”
  德普图拉认为,虽然计算机处理性能迅速提高,但它也很难应对“在几分之一秒内可能出现的数量无限的情况”。他强调,在这种能力得到验证之前,“我们仍然需要部署载人飞机。”他强调,美国的潜在对手有可能接触到美军目前拥有的所有技术。因此在未来20至30年内,美国有必要投入适当资源,保持美军赖以取得作战胜利的优势(如制空权)。
  然而,德普图拉也警告不应当过于强调发展技术:“与精确制导空中武器的情况相似,网络空间正在重新界定我们对当今大规模作战行动的构想,我们必须对以下问题引起警惕,即在大规模精确打击以及大规模网络战能力的时代,‘大规模’的传统定义能够以多快的速度回归其传统意义?”换言之,数量因素也具有重要性,如果战斗机的数量过少,即便它们的性能非常先进,也会在数量方面无法满足需求。
  
  航空业30年后迎来新挑战
  
  在所有与第六代战斗机相关的争论中,存在着一种严酷的现实:虽然相关研发项目必须处于积极实施的态势,但实际上目前连项目本身的性质也未能得到明确界定。如果美国国防部希望让美军拥有第六代战斗机的作战能力,那么它就必须尽快显示出这种意图。美国国防工业部门如果要将其自有资金投入第六代战斗机所需的相关技术,就需要得到这种明确的信号。
  此外,如果要使美国航空航天工业在全球范围内保持领先优势,也有必要实施第六代战斗机的研发项目。除非该行业面临挑战,而且未来如果有必要实施“90%”解决方案,否则该行业无法对这种值得警惕的形势作出有效回应。
  在盖茨的领导下,美国国防部负责技术的领导人表示,为了避免因研发项目迟滞而导致的成本和流程问题,有必要使相关技术变得更加成熟。不幸的是,这种安全和稳定的方式不会对具有质变特征的技术产生推动作用。
  迈耶指出:“我们必须使创新思想、工程技术人才和技术集成研发等领域面对挑战,这种发展态势将使国防工业的表现超出预期。”他强调,目前研制的F-35型战斗机在很大程度上是采用了得到验证的技术,并且具备“可承受性”。然而,只有B-2和F-22研发项目才真正为那些奠定现代空战基础的系统打开了发展通道。迈耶认为,B-2型隐身轰炸机“是一项具有重大意义的发现”,这主要是因为它涉及大量应对性能需求的发明创造。B-2研发项目要求“在早期研发阶段实施基础研究”,从而创造了非平面隐身技术,并且增大了航程和载弹量、加固了核弹以及采用了新型天线、雷达和飞行控制系统。
  据迈耶透露,目前绝大多数研发项目只有在达到六级或更高准备状态的情况下才能进入全面研发项目。他指出:“我们当初实施B-2研发项目时,一些技术仅达到四级准备状态,而许多技术为五级准备状态。”他认为,诸如第六代战斗机这样的研发项目“是我们最关注的因素,因为它们促使我们思考,并使我们勇于承担那些在通常情况下不愿涉及的风险,在应对这种风险的过程中,我们已经发现了那些使美国国防工业成为伟大行业的新技术。”
  戴维斯指出,其他国家正在全力以赴学习美国战斗机行业的经验:“我们仍然认为,必须研制出某种战斗机,并对它们进行试飞和其他测试,由此判断哪些技术已经能够成功运用。在某种程度上,如果没有进行上述实践,而只是进行理论研究,将无法实现研发目标。如果我们不能奋勇向前,对手将赶上并超过我们。”
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