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兵工科技
去年7月,由“戰(zhàn)爭無趣”網(wǎng)站掀起的“F-35在模擬空戰(zhàn)測試中大敗于F-16”的新聞,一時間引發(fā)軒然大波。隨后,F(xiàn)-35的批評者對該機進行了各種視角的口誅筆伐,仿佛這個研發(fā)和采購近4000億美元的美國國防項目瞬間成為垃圾。但也就在同月,美國海軍陸戰(zhàn)隊正式宣布F-35B戰(zhàn)斗機形成初始作戰(zhàn)能力。
對于F-35的優(yōu)劣,國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)過很多以機型技術(shù)指標為依據(jù)的定量分析,但考慮到各方公開數(shù)據(jù)的準確性,其中水分多少,無從考證。而且以一次模擬空戰(zhàn)測試的結(jié)果和一些數(shù)據(jù)來給F-35的空戰(zhàn)能力蓋棺定論實在有失公平。因此,筆者以未來空戰(zhàn)中戰(zhàn)機所需具備的要素,對F-35在空戰(zhàn)中的優(yōu)劣進行定性分析。
先敵發(fā)現(xiàn)
在視距外,要做到先敵發(fā)現(xiàn),機載傳感器、數(shù)據(jù)鏈提供的態(tài)勢感知能力和低可探測性(隱身)都是決定性要素,而到視距內(nèi),飛機座艙的全景視野是要素之一。
早在二戰(zhàn)中,人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn),決定大部分空戰(zhàn)結(jié)果的是對空情的把握和利用,先敵發(fā)現(xiàn)、先敵占位的往往就能克敵制勝。越戰(zhàn)時據(jù)美軍統(tǒng)計,一大半飛行員被擊落時不知道自己正被攻擊。對空情的掌握,是決定空戰(zhàn)勝負的第一要素。只有掌握了敵機的數(shù)量、高度、速度、方向,乃至機型等數(shù)據(jù),己方才能采用正確戰(zhàn)術(shù)、掩藏自身弱點、搶占有利態(tài)勢。進入20世紀70-80年代,超視距空戰(zhàn)一步步占據(jù)主導(dǎo)地位,態(tài)勢感知能力所具有的決定性意義絲毫沒有減弱。在貝卡谷地之戰(zhàn)中,以色列取得壓倒性勝利的根本原因不是F-15、F-16對米格-23的性能優(yōu)勢(雖然這優(yōu)勢也不可忽視),而是敘利亞在前沿雷達和指揮系統(tǒng)被破壞、干擾的情況下,必須面對以E-2預(yù)警機為核心的以色列空戰(zhàn)體系。
說到F-35的態(tài)勢感知能力,除了機載ISR傳感器,從外部獲取信息的數(shù)據(jù)鏈更加重要。F-35在設(shè)計之初,就是網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念的產(chǎn)物,美軍中包括海軍CEC(協(xié)同交戰(zhàn)能力)系統(tǒng)和已經(jīng)下馬的陸軍FCS(未來戰(zhàn)斗系統(tǒng))皆是這一概念的產(chǎn)物。網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)運用在空戰(zhàn)中的重大優(yōu)勢就是擴展戰(zhàn)機的態(tài)勢感知。比如,F(xiàn)-35和E-3預(yù)警機組成空戰(zhàn)機群,在超視距接敵中,F(xiàn)-35保持無線電靜默狀態(tài),而接收來自E-3發(fā)送來的目標數(shù)據(jù),由于預(yù)警機雷達的直徑和功率很大,所以探測距離也遠高于戰(zhàn)術(shù)飛機。這樣,F(xiàn)-35在不主動暴露雷達信號的前提下,就獲得了超遠的探測數(shù)據(jù)。另外,網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)還能形成A機+B彈的配合,即一架戰(zhàn)機為其它平臺發(fā)射的導(dǎo)彈提供制導(dǎo)信號。比如,載彈量較小的F-35可為海軍“標準-6”遠程艦空導(dǎo)彈提供目標數(shù)據(jù),從而獲得遠距交戰(zhàn)火力。
圖注:F-35戰(zhàn)斗機可利用其較高的態(tài)勢感知和信息融合能力,通過網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)形成A機+B彈的配合,提高與其它機種的協(xié)調(diào)作戰(zhàn)能力
如果說現(xiàn)代航電系統(tǒng)是在增強態(tài)勢感知能力的話,那隱身技術(shù)實質(zhì)上是抵消了對方的態(tài)勢感知能力,是影響空戰(zhàn)勝負的又一要素。戰(zhàn)機有了低可探測性,進行電子對抗的效果就將大大提高。在低可探測性低幾個數(shù)量級的基礎(chǔ)上,就算探測手段提高了,隱身目標也比較容易通過電子對抗系統(tǒng)上的進步繼續(xù)保持不被發(fā)現(xiàn)、不被跟蹤、不被鎖定的能力,其對非隱身目標的作戰(zhàn)優(yōu)勢仍將是巨大的。總之,F(xiàn)-35具有巨大的隱身優(yōu)勢,完全可以再配合適當?shù)膽?zhàn)術(shù)來實現(xiàn)先敵發(fā)現(xiàn)、先敵開火。
F-35獨特的AAQ-37光電分布式孔徑系統(tǒng)為飛行員提供一個圍繞飛機機身的全景視野,因此F-35的座艙在沒有過分突出的情況下(目前F-35座艙后向視野較窄),也能獲得比其他戰(zhàn)機更好的飛行員視界,從而為F-35戰(zhàn)斗機提供了強大的態(tài)勢感知能力,再配合可大離軸角發(fā)射的近距格斗導(dǎo)彈,這也是F-35在近距空戰(zhàn)中的獨特優(yōu)勢。
先敵開火
第一步完成后,接下來就是先敵開火。這一步主要靠飛行員和飛機提供的態(tài)勢感知能力,以及飛行員操的作決定。
視距外空戰(zhàn)基本上就是比態(tài)勢感知能力;而對于近距格斗,人們通常關(guān)注飛機的機動性,而忽略態(tài)勢感知。其實對于近距格斗,態(tài)勢感知同樣是非常重要的。如果你能始終清楚敵我各機的位置,或者說你比敵人更清楚敵我各機的位置,你就能先行采取有利的機動,占取主動。換句話說,若你的機動性差一些,完成某個機動比敵機可能慢個一兩秒,但你比對方更清楚雙方的位置和姿態(tài)的話,那提前的可不止一兩秒。
在空戰(zhàn)史上所謂的“王牌”不一定是飛行技術(shù)拔尖的,但一定是態(tài)勢感知能力拔尖的。越戰(zhàn)中有個美軍王牌在一次格斗中擊落一架敵機后同時給一個友機發(fā)出賀電,因為那個友機同時也擊落了一架飛機。那個友機飛行員對這個王牌欽佩不已,因為這種在繁忙、緊張的格斗中還能注意到友機狀況的態(tài)勢感知能力實在是出類拔萃。
很多在執(zhí)行激烈空戰(zhàn)任務(wù)后生還的飛行員都強調(diào)他們的失敗均因操作失誤所致,可能的原因就在于錯誤的判斷和忽視了顯示的數(shù)據(jù)。即使現(xiàn)代戰(zhàn)機座艙普遍裝了下視顯示器(HDD)和平視顯示器(HUD),飛行員所要承受的負擔也仍然很重。
進入空戰(zhàn)后,飛行員必須要確保戰(zhàn)機從巡航和導(dǎo)航狀態(tài)轉(zhuǎn)入戰(zhàn)斗狀態(tài),爾后啟動電子戰(zhàn)設(shè)備,雷達要從導(dǎo)航進入戰(zhàn)斗系統(tǒng)狀態(tài),武器要待發(fā),紅外制冷要接通,這些工作需要一人去完成。但是,必須還要注意,需要搜索敵機,飛行員必須保持仰視狀態(tài),還要觀察威脅是否靠近,這樣神經(jīng)緊繃的工作由一人承擔,難免會出現(xiàn)失誤。
為解決在座艙集成更多顯示和控制設(shè)備,但又要縮小座艙的實際尺寸,這就需要頭盔顯示器(HMD)。事實上,隨著大離軸發(fā)射角空空導(dǎo)彈的出現(xiàn),頭盔顯示系統(tǒng)已成為現(xiàn)代空戰(zhàn)克敵制勝的利器??扑魑謶?zhàn)爭后,美軍與以軍進行了一系列空中格斗對抗,結(jié)果以軍的勝率超過90%,主要原因是以軍裝備了新型頭盔瞄準器,可實施全向攻擊。另外,美軍曾依托F-15圓頂模擬器進行了空中格斗模擬。結(jié)果顯示,配備頭盔顯示系統(tǒng)的戰(zhàn)機具備四大優(yōu)勢:一是對付同一威脅,殺傷/損失率從1.8∶1提高到3.8∶1;二是同等時間內(nèi)發(fā)射導(dǎo)彈數(shù)量增加1倍;三是飛行員往往能先敵開火;四是支持飛行員并行完成多種任務(wù)。
經(jīng)過多年發(fā)展,當前的頭盔顯示系統(tǒng)支持通信聯(lián)絡(luò)、態(tài)勢感知、武器瞄準等多種作戰(zhàn)需求,已成為現(xiàn)代戰(zhàn)機的“力量倍增器”。有專家認為,一架米格-21戰(zhàn)機在裝備了先進的頭盔顯示系統(tǒng)和超視距導(dǎo)彈后,在1對1交戰(zhàn)中,其格斗能力與F-22戰(zhàn)機基本相當。由于美軍裝備的F-22數(shù)量很少,且近距離空戰(zhàn)是F-22的短板,作為F-16空戰(zhàn)任務(wù)的繼承者,F(xiàn)-35未來擔負的空中格斗任務(wù)勢必相當繁重。在此背景下投巨資打造頭盔顯示系統(tǒng),其用意就是為了進一步強化態(tài)勢感知能力并減少飛行員的操作失誤。
圖注:F-35戰(zhàn)斗機整合了先進的頭盔顯示系統(tǒng),進一步提高了該機的先敵開火能力
先敵摧毀
先敵開火并不等同于摧毀敵機,這要考慮中距導(dǎo)彈的有效射程、不可逃逸區(qū)、抗干擾能力和載彈量,甚至在敵機的機動性和態(tài)勢感知能力都是未知數(shù)的情況下,先敵開火后能否摧毀敵機存在很大變數(shù)。
不論近距格斗導(dǎo)彈還是中距攔截導(dǎo)彈都有其有效射程和所謂的不可逃逸區(qū),這二者不可混為一談。不可逃逸區(qū)通常也不過30~40千米,而超過了不可逃逸區(qū)發(fā)射空空導(dǎo)彈,如果對方是高機動性戰(zhàn)斗機,如蘇-35這樣配備矢量發(fā)動機的三代半戰(zhàn)機,其規(guī)避過導(dǎo)彈的概率可能超過60%以上。以F-35和蘇-35之間的空戰(zhàn)為例,若前者在不可逃逸區(qū)外首先發(fā)射導(dǎo)彈,一旦不能命中目標,無法快速脫離戰(zhàn)場的F-35很容易就與蘇-35陷入近戰(zhàn),而此時隱身性能已經(jīng)無法發(fā)揮太大作用,機動性和態(tài)勢感知能力將起到?jīng)Q定作用。雖然F-35迫使對方作出規(guī)避動作會占據(jù)先手,但在近戰(zhàn)中,一切都無從預(yù)料,蘇-35會對機動性較差的F-35構(gòu)成巨大威脅。
圖注:正在發(fā)射中距空空導(dǎo)彈的F-35戰(zhàn)斗機
空空導(dǎo)彈的可靠性和抗干擾能力是另一個關(guān)鍵。歷史上,美軍在戰(zhàn)機和導(dǎo)彈中更重視前者的發(fā)展,后者的發(fā)展相對滯后。相比俄羅斯種類繁多的遠、中、近空空導(dǎo)彈家族,美國現(xiàn)役空空導(dǎo)彈則只有AIM-120和AIM-9兩個系列。雖然這兩款導(dǎo)彈在不斷升級,其中前者被認為很容易被蘇-35干擾,在射程上更是遠遠落后于蘇-35配備的K100遠程導(dǎo)彈。近距格斗導(dǎo)彈方面,AIM-9X服役后,才讓美軍戰(zhàn)機擁有了與俄制R-73相匹敵的近距格斗武器。因此,美軍在態(tài)勢感知和隱身方面的優(yōu)勢很可能讓其做到先敵開火,但不一定保障先敵摧毀,這就需要考慮開第二槍。
圖注:號稱第3++代或準4代戰(zhàn)斗機的蘇-35戰(zhàn)斗機,由于具有較高的機動能力,規(guī)避導(dǎo)彈的概率比較高
很多美軍飛行員也承認需要用2枚甚至3枚導(dǎo)彈才能確保摧毀一架敵機。那么,開第二槍第三槍就需要考慮戰(zhàn)機的載彈量限制。F-22的內(nèi)置彈倉可載6枚AIM-120和2枚AIM-9;F-35的內(nèi)置彈倉可載4~6枚AIM-120;F-15可外掛最多8枚AIM-120;F-16可外掛6枚導(dǎo)彈。這樣的載彈量意味著,如果出現(xiàn)3枚導(dǎo)彈才摧毀1架敵機的最壞狀況,美軍主力戰(zhàn)機將面臨尷尬的局面——發(fā)射完就撤離戰(zhàn)斗,或耗盡彈藥后被敵機擊落。
因此,美軍已經(jīng)在研究未來中距空空導(dǎo)彈的發(fā)展方向,一是更換導(dǎo)彈制導(dǎo)的雷達頻率,即將現(xiàn)有的X波段發(fā)展為多樣化的頻率;二是采用紅外+雷達雙模導(dǎo)引頭,這種導(dǎo)彈兼具近距格斗和中距攔截的能力;三是采用小尺寸導(dǎo)彈,從而大幅增加載彈量。洛克希德·馬丁公司正在研發(fā)一種名為“Cuda”的小型中距導(dǎo)彈,這種導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部無裝藥,而靠動能撞擊摧毀目標,更輕的重量也使射程大增。換裝這款導(dǎo)彈后,F(xiàn)-22和F-35的載彈量能增加2~3倍,能有效提高其持續(xù)作戰(zhàn)能力。
圖注:波音公司新近推出的F-15 2040C型最多可掛載16枚中距空空導(dǎo)彈,掛載能力大大超過F-35
“云”作戰(zhàn)
美國戰(zhàn)略預(yù)算與評估中心在2015年4月發(fā)布的《空戰(zhàn)發(fā)展趨勢及其對未來制空權(quán)的影響》報告中,稱態(tài)勢感知、信息獲取和網(wǎng)絡(luò)/電磁抗干擾能力似乎越來越多地依賴于傳感器、信號特征控制和網(wǎng)絡(luò)化。展望未來,這些變化將極大地增加超視距空戰(zhàn)的比例,并且可能會限制空中平臺航速和機動性等傳統(tǒng)戰(zhàn)機屬性在空戰(zhàn)中的效用,其他屬性的重要性則可能會增加,單機比武將徹底讓位于體系對抗。那么,戰(zhàn)機的機動性是否有用?當然有用,因為在超視距空戰(zhàn)中,計算導(dǎo)彈命中率是要把飛機的機動性一并考慮的。
F-35項目辦公室和其制造商認為,揪住F-35機動性個別指標稍稍落后的批評人士沒有理解該機對于美國未來空中力量的基礎(chǔ)性作用。美國空軍作戰(zhàn)司令部司令邁克爾·霍斯蒂奇稱,F(xiàn)-35正遠離過于注重單個空中平臺,而朝著被稱為“作戰(zhàn)云”的一體化能力發(fā)展。
這種“作戰(zhàn)云”不只會提高指揮與控制效率,它還會使用安全網(wǎng)絡(luò)整合可以利用的所有平臺——包括有人和無人平臺。換句話說,F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機的價值正是來自將其整體價值放在美國未來總體空中力量的背景下,應(yīng)理解為一個網(wǎng)絡(luò)化分布式作戰(zhàn)體系。美國國防部認為,這是一個巨大優(yōu)勢。加上一流的飛行員訓練、戰(zhàn)術(shù)運用和預(yù)警機,F(xiàn)-35或許足以對付中、俄最好的戰(zhàn)機。俄羅斯和中國的飛機幾乎具備非常好的機動性,但在隱身、傳感器和網(wǎng)絡(luò)化方面還比較欠缺。
當考慮到F-35戰(zhàn)斗機計劃的國際伙伴國采購時,F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機集合的價值——從戰(zhàn)役上和戰(zhàn)略上說,這樣的網(wǎng)絡(luò)化分布式作戰(zhàn)體系將擴大許多倍。這在亞太地區(qū)尤為真實。至今,已有日本、韓國、澳大利亞、新加坡成為F-35在這一地區(qū)的采購國。數(shù)年后,F(xiàn)-35機群將成為覆蓋在亞太地區(qū)空域獨一無二的云作戰(zhàn)體系。
圖注:F-22和F-35A戰(zhàn)斗機四機編隊,這兩款四代機可利用其較高的態(tài)勢感知能力,實現(xiàn)云作戰(zhàn)
如何破解F-35的云作戰(zhàn)
由以上分析我們得出,多機協(xié)同作戰(zhàn)的F-35通常能夠做到先敵發(fā)現(xiàn)、先敵開火,但礙于機載空空導(dǎo)彈暫時處于弱勢地位,因此先敵摧毀的概率有限。因此,在典型的F-35與蘇-35的四機對抗中,后者可采用內(nèi)、外線結(jié)合的交戰(zhàn)模式:
外線的兩架蘇-35在收到外部ISR系統(tǒng)(地面反隱身雷達或預(yù)警機)傳來的目標數(shù)據(jù)后,首先發(fā)射遠程攔截導(dǎo)彈,甚至可對其中一、兩架F-35發(fā)射多枚導(dǎo)彈進行飽和攻擊。外線攻擊的目的在于削弱F-35的協(xié)調(diào)性,讓其顧此失彼。內(nèi)線的兩架蘇-35則采取“突然出擊,釋放干擾,機動規(guī)避,尾追制敵”的戰(zhàn)術(shù),即:為抵消F-35的隱身性和態(tài)勢感知能力,事先在F-35巡航空域下方的簡易跑道設(shè)伏,在外線蘇-35突然開火的同時,內(nèi)線兩架蘇-35緊急起飛;若F-35首先發(fā)射導(dǎo)彈,則內(nèi)線蘇-35要以大過載機動在不可逃逸區(qū)外規(guī)避首批來襲導(dǎo)彈(為減少飛行阻力,可不掛載副油箱,只掛載4-6枚近距格斗導(dǎo)彈),并立即釋放電子、紅外干擾;爾后,蘇-35雙機要以高機動消耗F-35彈藥,并伺機咬住其機尾發(fā)起攻擊(AIM-9X Block I/II雖然可進行大離軸角發(fā)射甚至180度越肩攻擊,但導(dǎo)彈的射程和不可逃逸區(qū)也就變小,這樣蘇-35規(guī)避導(dǎo)彈的概率也就變大)。
另外,為了廣泛分布的戰(zhàn)機能夠有效實現(xiàn)信息共享和協(xié)同作戰(zhàn),達到提高態(tài)勢感知和作戰(zhàn)效能的目的,未來空戰(zhàn)中美軍將極大地依賴于數(shù)據(jù)鏈等網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備。但若F-35的機載傳感器或數(shù)據(jù)鏈被入侵或干擾,網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系將難以實施。到那時,F(xiàn)-35的空戰(zhàn)能力將大大退化,不適應(yīng)單機近距格斗的F-35很可能不得已與蘇-35捉對廝殺,從而破解F-35機群的云作戰(zhàn)。因此,對美軍網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)系統(tǒng)進行由點及面的網(wǎng)絡(luò)攻擊,從而癱瘓部分包括F-35在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)平臺,倒不失為一種性價比高的軟殺傷手段。Ω
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