混亂多元—2015年空軍武器裝備發(fā)展

張 明

混亂多元—2015年空軍武器裝備發(fā)展

張 明

2015年，各國空軍的裝備發(fā)展呈現(xiàn)多條軸線齊頭并進的態(tài)勢，既有前沿的高超音速飛行器，又有原始的螺旋槳飛機參加作戰(zhàn)行動，可以說是多代同堂。

如此雜亂的局面并非好事，表明當今世界處于動蕩之中，各種矛盾交織在一起，所以各國空軍才需要發(fā)展不同的武器裝備來應(yīng)付不同的威脅。

美國高超音速飛行器X-51A飛行概念圖

21世紀：高超音速時代

2015年，美國空軍研究實驗室的遠程高速渦輪發(fā)動機項目取得最新進展。在該項目的資助下，羅·羅公司和美國威廉姆斯國際公司分別發(fā)展了彈用/無人機用高速渦輪發(fā)動機，并且已經(jīng)在地面試驗中實現(xiàn)了在馬赫數(shù)2～2.5條件下超過2小時的運轉(zhuǎn)，未來幾個月里將進行馬赫數(shù)高達3.2、持續(xù)時間長達1小時以上的地面運轉(zhuǎn)試驗。這意味美國在高超音速飛行器的動力方面取得了突破性進展。

21世紀被稱為高超音速的世紀，高超音速飛行器更是被視為繼螺旋槳、噴氣式飛機之后的航空界第三次革命，其特點就是超高空（最高可達40千米以上，抵達大氣層的邊緣）、超高速（馬赫數(shù)高達4或以上）、覆蓋范圍大。高超音速飛行器可對數(shù)千千米外的目標進行快速打擊，打擊時間可能由現(xiàn)在的數(shù)個小時縮短至未來的數(shù)十分鐘，可以實現(xiàn)快速反應(yīng)，甚至形成全球快速打擊能力，尤其是打擊航母編隊、彈道導(dǎo)彈發(fā)射車等時間敏感性目標的能力更強大。由于高超音速飛行器的的超高空和超高速超過目前大多數(shù)防空導(dǎo)彈的作用范圍，因此具備較強的突防能力，戰(zhàn)場生存能力大為提高；同時，這一特性還賦予導(dǎo)彈更高的威力，可以用較小的裝藥打擊地下或者堅固防護的目標。

由于高超音速飛行器的飛行包線寬廣，且包含許多人類涉足不深的領(lǐng)域，對高超音速飛行器的總體設(shè)計、氣動布局、材料結(jié)構(gòu)等都提出了巨大挑戰(zhàn)，因此各國紛紛采取兩步走的方針，首先發(fā)展馬赫數(shù)4以上的飛行器，先邁入高超音速飛行器的門檻，然后再邁向更高的速度。

“空軍之翼”——ACE發(fā)動機

發(fā)動機是關(guān)鍵

對于高超音速飛行器來講，最關(guān)鍵的就是發(fā)動機，從目前各國研究的經(jīng)驗看，尚無法找到一種能滿足超音速、長航程、重復(fù)使用等一系列需求的發(fā)動機，所以發(fā)展組合發(fā)動機是目前的最佳選擇。在組合發(fā)動機中，火箭基組合循環(huán)發(fā)動機和渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機是目前最有希望的高超音速組合動力，渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機因為馬赫數(shù)在0～3范圍內(nèi)，具有高比沖的獨特優(yōu)勢，受到了廣泛重視。

此前，美國和日本希望通過先進渦輪研究計劃，將渦輪發(fā)動機的速度馬赫數(shù)由現(xiàn)在的2提高到4，然后與沖壓發(fā)動機相結(jié)合形成渦輪沖壓發(fā)動機，進一步提高飛行器的飛行速度。

目前，各國渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機使用的仍是航空煤油，這種燃料雖然易于獲得，有利于戰(zhàn)備，但是當它的比沖達到馬赫數(shù)4以上時，熱值會迅速下降；由于其熱值較低，當比沖馬赫數(shù)在8以下時，航空煤油就不能作為渦輪基組合循環(huán)發(fā)動機的燃料了，此時需要采用液氫作為燃料。液氫的熱值大、效率高，可以獲得較高的比沖，同時還可作為發(fā)動機的冷卻介質(zhì)，是速度馬赫數(shù)8以上的飛行器的理想燃料。

美國艦載激光武器

機載武器的升級

按照各國研究經(jīng)驗來看，如果沒有特殊的熱管理措施，飛行器的速度很難超過馬赫數(shù)4，所以現(xiàn)在各國都不傾向發(fā)展有人高超音速飛行器，而是從難度更低的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈或無人飛行器著手，以求在總體設(shè)計、氣動布局、材料結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域取得突破，并為以后發(fā)展更大的飛行器打下堅實的基礎(chǔ)。如STELR將首先確保美國空軍未來超音速空射巡航導(dǎo)彈（用來取代現(xiàn)役的AGM-86B/C/D空射巡航導(dǎo)彈），能夠以馬赫數(shù)3+的速度飛行3200千米。盡管主要設(shè)計目標是用于一次性武器，但同時提出發(fā)動機要有足夠的壽命，配裝于偵察監(jiān)視平臺時能夠連續(xù)執(zhí)行50次任務(wù)，因此可滿足短壽命的高速偵察機或高超音速偵察機（與其他動力組合成推進系統(tǒng)）的需要。

高超音速飛行器也需要配套武器。目前，戰(zhàn)斗機的主要武器是主動雷達制導(dǎo)空空導(dǎo)彈，如AIM-120先進中程空空導(dǎo)彈，速度馬赫數(shù)只有4，只能達到高超音速飛行器的入門速度，因此用來攻擊高超音速飛行器非常困難。高超音速飛行器需要新的空戰(zhàn)武器，所以我們看到2015年美國空軍重啟了“機載激光武器”計劃，這可能就是高超音速飛行器未來的配套武器。

與傳統(tǒng)導(dǎo)彈相比，激光武器的速度更快。光速在目前的物理法則里是最快的速度，所以激光武器幾乎不需要計算提前量，可以同時對付多批目標；激光武器打擊精度高，具備精確摧毀某個武器裝備關(guān)鍵部位的能量，如導(dǎo)彈燃料、戰(zhàn)斗部等，一旦被擊中就可摧毀目標。不過，激光武器需要大量能量，因此能量存儲成為一個難題。此前的激光武器由于需要大量的儲能設(shè)備，因此只能安裝在波音747等大型飛機上。美國空軍希望通過一系列研究計劃突破相關(guān)難題，從而不斷縮小機載激光武器的體積和重量，從而具備更好的適裝性。美國空軍的近期目標是把激光武器安裝在C-130中型運輸機上，最終目標是安裝在F-35戰(zhàn)斗機上。

可以預(yù)見，未來的高超音速飛行器也將安裝激光武器，因為高超音速飛行器主要飛行在空氣稀薄的超高空，這種環(huán)境有利于激光的傳播，更加適合機載激光武器的使用。

隱身飛機繼續(xù)向前發(fā)展

2015年年初，美國空軍裝備司令部發(fā)布了一份信息征詢通告，要求工業(yè)界提供下一代戰(zhàn)術(shù)飛機系統(tǒng)的形態(tài)構(gòu)想及能力/技術(shù)需求信息。按照預(yù)想，美國空軍第六代戰(zhàn)機將于2030年左右形成初始戰(zhàn)斗力。

從波音公司公布的設(shè)想圖和模型F/A-XX來看，它采用無垂尾布局、變循環(huán)發(fā)動機、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，具備更強的隱身能力，超機動性能更好。波音公司宣稱，F(xiàn)/A-XX能夠?qū)嵤└鞣N超常規(guī)機動，飛行包線全面優(yōu)于F-22，配有先進的信息獲取及處理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)更高等級的空中聯(lián)合作戰(zhàn)，并可進行信息攻防作戰(zhàn)。

F/A-XX的空戰(zhàn)武器較現(xiàn)役的AIM-120先進中程空空導(dǎo)彈有所改進，如洛克希德·馬丁公司此前展出的CUDA空空導(dǎo)彈，其重量、尺寸相當于現(xiàn)在的AIM-9X先進近距空空導(dǎo)彈，但射程卻與AIM-120相近，可以兼顧格斗/超視距兩種任務(wù)，即使是空間有限的隱身飛機彈艙也可以配備多枚導(dǎo)彈。

美國空軍要求新一代隱身轟炸機具有戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)兼?zhèn)涞淖鲬?zhàn)能力。這是美國空軍第一種以常規(guī)精確制導(dǎo)武器為主要作戰(zhàn)手段的戰(zhàn)略轟炸機，使用更加靈活，憑借后發(fā)優(yōu)勢可以配備更多技術(shù)：采用分布式射頻/光學(xué)孔徑系統(tǒng)，將成為戰(zhàn)區(qū)自動化指揮系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點；采用最新的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，可消除隱身作戰(zhàn)飛機存在的“信息孤島”問題。

新型轟炸機研制成功后，可將美國隱身轟炸機的規(guī)模由現(xiàn)在的20架左右提高到120架，可讓美國空軍迅速向戰(zhàn)區(qū)投入更多的打擊力量，增強對敵方防空體系的突防能力，將大大提高美國空軍的戰(zhàn)略、戰(zhàn)役打擊能力。

在2015年即將結(jié)束之際，美國空軍啟動F/A-XX計劃，授權(quán)研制新一代隱身轟炸機的合同，表明美國空軍乃至美軍的作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)對象將發(fā)生重大變化，已由原來的反恐向應(yīng)對“新興力量崛起”（通常這是針對中俄的委婉說法）進行轉(zhuǎn)變。

F/A-XX波音六代機概念

現(xiàn)役飛機繼續(xù)改進

軍事強國之間或明或暗的對抗必然會激起世界范圍內(nèi)的動蕩，新型作戰(zhàn)飛機由此開始在世界擴散：越來越多的國家開始接收F-35戰(zhàn)斗機，印度與俄羅斯簽署引進T-50戰(zhàn)斗機的合同，巴基斯坦飛行員試飛隱身戰(zhàn)斗機，新興國家及第三世界國家正在迎接自己的四代機時代……作為一種過渡措施，對于現(xiàn)有作戰(zhàn)飛機的改進也正在如火如荼地進行著。最主要的改進內(nèi)容是：加裝有源相控陣雷達，以提高作戰(zhàn)飛機的探測能力和超視距攔射能力；加裝新型紅外成像制導(dǎo)格斗空空導(dǎo)彈，配合頭盔顯示/瞄準系統(tǒng)，具備更大角度的攻擊能力；加裝各種對地精確制導(dǎo)武器，讓戰(zhàn)斗機具備全天時、全天候?qū)Φ鼐_打擊能力等。

俄羅斯T-50戰(zhàn)斗機和美國F-22戰(zhàn)斗機對比

低技術(shù)武器也有施展的空間

冷戰(zhàn)的結(jié)束并沒有讓全球和平，反而將原來被美蘇爭霸掩蓋的宗教、民族、領(lǐng)土（海）等矛盾暴露出來，造成許多沖突和熱點問題，恐怖組織乘機崛起，使世界各國在面對傳統(tǒng)威脅外，還要應(yīng)對各種非傳統(tǒng)危機，如反恐戰(zhàn)爭等。在非傳統(tǒng)危機中，傳統(tǒng)的高技術(shù)武器恰恰作用有限，例如派遣一架F-15E戰(zhàn)斗轟炸機打擊極端組織，未必有派遣A-10C攻擊機的效能高。所以，國際武器市場的一些低技術(shù)武器日益受到歡迎，代表性案例就是各種螺旋槳攻擊機。它們的采購成本和使用成本較低，適合中小國家使用，可通過增加光電系統(tǒng)、精確制導(dǎo)炸彈等大幅提升作戰(zhàn)能力。在最近的也門沖突中，也門空軍采用的AT-802攻擊機就是在螺旋槳農(nóng)用飛機基礎(chǔ)上改裝的攻擊機，它低空性能好，容易操縱且穩(wěn)定，對地面目標具備較高的摧毀能力，在反恐斗爭中效能突出。

打擊恐怖極端組織需要對相關(guān)區(qū)域進行長時間的監(jiān)視，以便對目標進行識別，這就需要高空長航時無人偵察攻擊機，以讓操縱手在遠離戰(zhàn)區(qū)的情況下完成對目標的探測、識別、鎖定和打擊。美國已在反恐戰(zhàn)爭之中采用這種武器，伊拉克、沙特也從國外引進了這種戰(zhàn)機。

世界范圍內(nèi)的混亂局勢，實際上是美國全球控制能力下降的表現(xiàn)，一超多強的局面仍會持續(xù)。因此，各國空軍需要面對更多的威脅，相應(yīng)地混亂和多元的武器裝備發(fā)展局面也會持續(xù)。

責(zé)任編輯：葛 妍

AT-802攻擊機