英法聯(lián)合打造未來空戰(zhàn)系統(tǒng)

溫杰

2016年3月3日，英國首相戴維·卡梅倫和法國總統(tǒng)弗朗索瓦·奧朗德在法國北部城市亞眠舉行的英法首腦峰會上聯(lián)合宣布，兩國將分別出資7.5億英鎊，共同啟動一項價值15億英鎊的“未來空戰(zhàn)系統(tǒng)”（FCAS）計劃，用于研制和試飛一架全尺寸無人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)（UCAV）的原型機(jī)。此舉表明，英國和法國在分別完成各自的“雷神”和“神經(jīng)元”技術(shù)驗證計劃后，已經(jīng)摒棄前嫌，通過為期兩年的可行性研究，著手全面合作，將FCAS計劃推進(jìn)到原型機(jī)階段，力求在2020年共同打造出一種具有純正歐洲血統(tǒng)的無人駕駛作戰(zhàn)平臺。

作戰(zhàn)概念逐步成形

FCAS計劃的問世得益于近年來英、法兩國在防務(wù)領(lǐng)域逐步加強(qiáng)合作。早在2010年，隨著法國重返北約和英國準(zhǔn)備“脫美返歐”，兩國出于國家利益和戰(zhàn)略考量，決定在安全與防務(wù)領(lǐng)域開展廣泛合作，大力推動歐盟軍事一體化進(jìn)程。在全球金融危機(jī)持續(xù)蔓延的環(huán)境下，英國和法國顯然感受到經(jīng)濟(jì)壓力，開始大幅度削減軍費(fèi)開支。

正是在這樣一種背景下，2010年11月2日，英國首相卡梅倫與時任法國總統(tǒng)薩科齊在倫敦蘭開斯特宮簽署了一項范圍廣泛的防務(wù)合作協(xié)議，其中一項重要議題就是聯(lián)合研制新一代中空長航時無人機(jī)。但是，隨著兩國陸續(xù)引進(jìn)一定數(shù)量的MQ-9“死神”無人機(jī)，雙方關(guān)注的重點已經(jīng)轉(zhuǎn)移到如何充分利用各自實施“雷神”和“神經(jīng)元”計劃獲得的經(jīng)驗教訓(xùn)，發(fā)展一種部分替代或補(bǔ)充“陣風(fēng)”或“臺風(fēng)”的作戰(zhàn)平臺。

FCAS計劃從初步醞釀到正式啟動，前后經(jīng)過了兩年多時間。2012年2月17日，卡梅倫首相與薩科齊總統(tǒng)在英法首腦峰會上發(fā)布了一份安全與防務(wù)聲明，專門提到了將在2013年著手實施一項全新的FCAS計劃，著眼為歐洲發(fā)展未來空戰(zhàn)平臺建立一種戰(zhàn)略合作關(guān)系。同年8月，英、法兩國政府為了推動關(guān)鍵技術(shù)和工業(yè)能力的發(fā)展，分別授予BAE系統(tǒng)公司和達(dá)索飛機(jī)公司一份FCAS驗證計劃準(zhǔn)備階段（DPPP）合同，邁出了研制新一代空戰(zhàn)平臺的第一步。

從軍用飛機(jī)工業(yè)來看，F(xiàn)CAS計劃對于法國和英國長期塑造和保持一個強(qiáng)大的、創(chuàng)新的和獨(dú)立自主的作戰(zhàn)飛機(jī)設(shè)計和研制基礎(chǔ)是一個歷史機(jī)遇。更為重要的是，F(xiàn)CAS計劃還將為英國和法國提高軍事行動的獨(dú)立性奠定基礎(chǔ)。經(jīng)過一年多的分析和論證，英、法兩國國防部就FCAS可能承擔(dān)的任務(wù)達(dá)成一致意見。五項任務(wù)被視為最優(yōu)先級別，包括壓制和摧毀敵方防空系統(tǒng)（SEAD/DEAD）、攻擊機(jī)場、打擊戰(zhàn)略目標(biāo)、空中攔截和執(zhí)行武裝偵察任務(wù)，其他的低優(yōu)先任務(wù)包括反艦打擊、近距空中支援和防御空中進(jìn)攻等。

FCAS概念建立在F-35、“陣風(fēng)”等有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)與無人戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)基礎(chǔ)上。根據(jù)長遠(yuǎn)設(shè)想，飛行員在駕駛“陣風(fēng)”、“臺風(fēng)”或“鷹獅”執(zhí)行任務(wù)時，后座的武器系統(tǒng)操作員可以控制無人戰(zhàn)斗機(jī)以自主模式實現(xiàn)“蜂群”飛行，就是將它們分為幾個作戰(zhàn)分隊，可以像實時的計算機(jī)戰(zhàn)略游戲一樣，按照一種熟悉的樣式控制每個分隊的行動。

2014年1月31日，卡梅倫首相與奧朗德總統(tǒng)在英國諾頓舉辦的首腦峰會上，共同簽署了一份涵蓋陸?？仗斓姆绖?wù)合作聲明，進(jìn)一步推動兩國的防務(wù)合作關(guān)系，其中專門提到了將為FCAS計劃提供研制經(jīng)費(fèi)，用于為期兩年的FCAS可行性研究。當(dāng)年11月5日，這項研究工作正式啟動，BAE系統(tǒng)公司、達(dá)索飛機(jī)公司、羅羅公司、斯奈克瑪公司、塞萊克斯公司和泰利斯公司等6家承包商參與其中，在總體方案論證過程中集思廣益，發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢。

關(guān)鍵技術(shù)取得突破

根據(jù)兩國國防部簽署的協(xié)議，F(xiàn)CAS可行性研究包括成熟關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展作戰(zhàn)概念、增強(qiáng)仿真能力和估算研制成本，最后提出一個滿足英國和法國作戰(zhàn)需求的通用構(gòu)型。實際上，F(xiàn)CAS計劃從總體設(shè)計來看并不需要從零起步，BAE系統(tǒng)公司和達(dá)索飛機(jī)公司已經(jīng)通過發(fā)展多型技術(shù)驗證機(jī)，掌握了UCAV所需的一系列關(guān)鍵技術(shù)，特別是通過“雷神”和“神經(jīng)元”驗證機(jī)的幾輪飛行試驗，證明了各自在隱身技術(shù)、氣動布局和飛行控制等方面的設(shè)計已經(jīng)日臻成熟。

近年來，隨著美國和歐洲陸續(xù)研制和試飛各型技術(shù)驗證機(jī)，飛翼布局已經(jīng)成為設(shè)計UCAV的一個共識。這種布局可以順其自然地充分利用空氣動力，從而實現(xiàn)氣動性能和隱身性能的最佳優(yōu)化，是一個非常接近于完善設(shè)計的形狀。而且，飛翼布局不僅可以明顯降低飛行阻力，在所攜燃油量一定的條件下，能大大增加飛機(jī)的航程，而且省去了相關(guān)的結(jié)構(gòu)材料和操縱機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)重量顯著減輕。

自從聯(lián)合研制“神經(jīng)元”計劃啟動后，“神經(jīng)元”驗證機(jī)在2012年12月1日完成了首次飛行，標(biāo)志著歐洲六國在軍用航空領(lǐng)域邁出了重要一步，并在2015年9月完成了全部飛行測試。在近3年時間里，這架驗證機(jī)先后在法國伊斯特爾空軍基地、意大利代奇莫曼努空軍基地和瑞典維德塞爾試驗基地完成了相關(guān)飛行測試項目，不僅在不同環(huán)境中展現(xiàn)出良好的飛行性能和隱身性能，同時還探索了將UCAV融入一個指揮、控制、通信、計算機(jī)和情報環(huán)境中實施網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的能力，最后還專門實施了一次武器投放測試，均達(dá)到了預(yù)期設(shè)計性能。

值得一提的是，“神經(jīng)元”驗證機(jī)還在世界上首次實現(xiàn)了無人駕駛飛機(jī)與有人駕駛飛機(jī)的協(xié)同飛行。2014年3月20日，“神經(jīng)元”驗證機(jī)與“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)、“獵鷹”7X公務(wù)機(jī)通過預(yù)先規(guī)劃，從不同地點起飛，飛行到地中海上空集結(jié)，在有限空域內(nèi)保持或改變編隊隊形，完成了持續(xù)1小時50分鐘的編隊飛行，充分展示了達(dá)索飛機(jī)公司在軍、民用航空技術(shù)領(lǐng)域的強(qiáng)大技術(shù)實力。

幾乎在同一時間，BAE系統(tǒng)公司從2007年11月開始著手“雷神”驗證機(jī)計劃，用于評估低可探測性縱深攻擊平臺所需要的各項關(guān)鍵技術(shù)。從研制目的來看，這架驗證機(jī)主要用于探索多種隱身措施，力求擺脫新型反隱身雷達(dá)的追蹤。2013年8月10日，“雷神”首次升空，到2015年11月底共完成了三個階段的飛行測試，完全驗證了預(yù)期的任務(wù)能力。

在第一階段飛行試驗中，該機(jī)成功地驗證了嵌入式推進(jìn)系統(tǒng)的低可探測性。在第二階段試飛期間，它驗證了保形大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)等幾項減小雷達(dá)反射截面積的技術(shù)，凸顯了在隱身設(shè)計優(yōu)化方面的進(jìn)展，同時還在飛行試驗中檢驗了高度不穩(wěn)定的電傳飛控系統(tǒng)的操縱性能，驗證了動力裝置、任務(wù)傳感器、通信系統(tǒng)在隱身平臺上的集成效果。

按照計劃，F(xiàn)CAS可行性研究在今年10月底結(jié)束。目前，英國和法國的國防部官員都認(rèn)為，參與研究的各家公司已經(jīng)在平臺的氣動外形、總體尺寸和動力裝置等方面達(dá)成共識。此次，英法首腦峰會的公報指出，F(xiàn)CAS計劃將在2020年進(jìn)行全面評估，作為2030年后發(fā)展未來空戰(zhàn)能力的基礎(chǔ)。因此，兩國將在2017年初正式啟動全尺寸原型機(jī)研制工作，預(yù)計花費(fèi)四年時間制造出歐洲最先進(jìn)的多用途作戰(zhàn)平臺。

設(shè)計方案浮出水面

針對FCAS的總體氣動布局，兩國的研制團(tuán)隊已經(jīng)考慮了3個候選方案：類似“神經(jīng)元”和“雷神”驗證機(jī)的單后掠前緣，類似諾格公司X-47B驗證機(jī)的雙后掠前緣，類似波音公司X-45A驗證機(jī)的機(jī)身/后掠翼構(gòu)型。對于這些設(shè)計方案的詳細(xì)分析涉及到雷達(dá)反射截面積、紅外和其它電磁信號特征，同時還考慮到每種設(shè)計方案的性能、潛在全壽命成本及其研制風(fēng)險。

早在2012年夏天，BAE系統(tǒng)公司在FCAS計劃的DPPP階段率先發(fā)布了一張UCAV概念圖，其在氣動布局上與兩國正在測試的驗證機(jī)存在明顯不同，已經(jīng)公開的縮比模型采用了一種單獨(dú)的前機(jī)身段，同時明顯加大了機(jī)身和翼展的尺寸，基本類似于X-45A驗證機(jī)。

從邏輯上講，該機(jī)在執(zhí)行巡邏和武裝偵察任務(wù)時，需要更大作戰(zhàn)半徑和更長續(xù)航時間，同時攜帶更多的武器可以打擊更多的目標(biāo)。當(dāng)前，“神經(jīng)元”驗證機(jī)重量為7噸，續(xù)航時間為3個小時，而FCAS的任務(wù)能力顯然要求更長的續(xù)航時間，或許會達(dá)到9～12小時。因此，這項計劃初步估計需要研制一種相對于“神經(jīng)元”驗證機(jī)3倍空重的平臺。

2014年11月5日，英、法兩國國防部在達(dá)索飛機(jī)公司總部舉行了FCAS計劃可行性研究啟動儀式。引人注目的是，一個FCAS縮比模型擺在了現(xiàn)場中心位置，在總體設(shè)計上非常類似X-47B驗證機(jī)，但仔細(xì)觀察，在局部設(shè)計上還是存在一些明顯不同。

它的機(jī)身部分基本沿襲了“神經(jīng)元”的構(gòu)型，特別是進(jìn)氣道設(shè)計如出一轍，但對機(jī)身后緣和排氣裝置進(jìn)行了優(yōu)化。為了進(jìn)一步提高續(xù)航能力，F(xiàn)CAS減小了外段機(jī)翼的后掠角，并相應(yīng)延長了翼展。同時，翼尖處采用了扭轉(zhuǎn)，以減小局部迎角，控制機(jī)翼展向升力分布，相應(yīng)增大了失速迎角，改善機(jī)動性能。

目前，F(xiàn)CAS平臺是繼續(xù)選用一種飛翼布局還是采用一種翼身融合體構(gòu)型還在進(jìn)一步研究，尚未最終確定，但是來自兩國國防部的消息透露，F(xiàn)CAS原型機(jī)的總體尺寸已經(jīng)基本確定。從作戰(zhàn)需求來看，燃油部分必須足夠大，以提供長時間巡航能力，再加上為內(nèi)部武器和傳感器提供的有效載荷空間，可能導(dǎo)致最終設(shè)計構(gòu)型的長度接近“臺風(fēng)”，而翼展或許會增加到兩倍。因此，如此之大的機(jī)身可能需要兩臺發(fā)動機(jī)。

作為FCAS推進(jìn)系統(tǒng)的研制方，羅羅公司與斯奈克瑪公司在2015年1月共同出資成立了一家名為羅羅·斯奈克瑪?shù)暮腺Y公司，并將研制和測試陶瓷基復(fù)合材料和3D編織復(fù)合材料作為重點。據(jù)該公司總經(jīng)理菲力普·洛特近日表示，目前沒有適合于FCAS平臺的現(xiàn)成發(fā)動機(jī)，因此合資公司必須提出一種新型發(fā)動機(jī)的設(shè)計方案，或者大幅度改進(jìn)現(xiàn)有EJ200或M88發(fā)動機(jī)。英法兩國的大多數(shù)專家都認(rèn)為，F(xiàn)CAS計劃必須研制一種新型發(fā)動機(jī)。

在確定和總體構(gòu)型和推進(jìn)系統(tǒng)后，英吉利海峽兩岸的研制團(tuán)隊將開始研制兩種不同構(gòu)型的FCAS，集成各自發(fā)展的一些態(tài)勢感知技術(shù)。塞萊克斯電子系統(tǒng)公司和泰利斯公司將聯(lián)合研制和發(fā)展一些目標(biāo)探測與跟蹤技術(shù)，其中雷達(dá)研制項目將是這項可行性研究中的標(biāo)志性項目。這種多功能雷達(dá)不僅能用于傳統(tǒng)的測繪和目標(biāo)識別，還可以執(zhí)行電子戰(zhàn)和電子攻擊任務(wù)，為平臺提供一種可靠的自我防御能力。

作戰(zhàn)使用求同存異

值得注意的是，此次英法首腦峰會公報的措辭暗示，F(xiàn)CAS可能不只研制一架驗證機(jī)，預(yù)計會在一種通用平臺的基礎(chǔ)上研制兩種衍生型，分別用于滿足英國空軍和法國空軍的不同作戰(zhàn)需求。顯然，此舉與兩國在20世紀(jì)60年代至70年代期間共同研制“美洲虎”多用途攻擊機(jī)的模式有所不同，雖然英國空軍和法國空軍都希望FCAS能承擔(dān)同樣的任務(wù)，但英國已經(jīng)定義了一種武裝偵察能力，因此可能會執(zhí)意發(fā)展一種具有更好滯空性能的平臺。

在解決了相關(guān)技術(shù)問題后，F(xiàn)CAS計劃的最大挑戰(zhàn)是如何定義操縱使用這種系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。目前，雙方通過初步研究已經(jīng)明確，F(xiàn)CAS將不會參與近距格斗，在未來很長一段時間內(nèi)，這種空對空任務(wù)仍然需要有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)來承擔(dān)，但是FCAS可以在壓制、摧毀敵方防空系統(tǒng)和突防、偵察等多種任務(wù)中扮演重要角色，特別是可以輔助戰(zhàn)斗機(jī)更加有效地打擊目標(biāo)。

目前，研制團(tuán)隊已經(jīng)對有人系統(tǒng)與無人系統(tǒng)之間如何實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)進(jìn)行了研究。BAE系統(tǒng)公司對這一領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的分析和論證，建議UCAV將作為有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)的僚機(jī)率先突防到戰(zhàn)區(qū)前沿，為戰(zhàn)斗機(jī)飛行員提供目標(biāo)數(shù)據(jù)，或者作為一種攜帶大量攻擊武器的“武庫機(jī)”，支持大規(guī)?？罩写驌?。對此，BAE系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)FCAS計劃的馬丁·羅威科克斯指出，是在“臺風(fēng)”的后座上還是在E-3預(yù)警機(jī)內(nèi)控制FCAS，或者依舊在地面站內(nèi)控制這種系統(tǒng)，還需要進(jìn)一步研究。

當(dāng)前，關(guān)于如何在戰(zhàn)場上使用FCAS存在兩種看法。最顯而易見的想法是將其看作一種獨(dú)立的平臺，一架或兩架UCAV自主執(zhí)行任務(wù)，或者編隊進(jìn)入到敵對空域，不僅可以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，為防區(qū)外武器標(biāo)定它們的精確位置，也可利用機(jī)載武器直接攻擊目標(biāo)。目前，BAE系統(tǒng)公司已經(jīng)通過“雷神”驗證機(jī)測試了這種能力，該機(jī)借助于傳感器自主地確定一個目標(biāo)，然后通過模擬方式進(jìn)行攻擊。

另一方面，F(xiàn)CAS可能作為“臺風(fēng)”或F-35戰(zhàn)斗機(jī)等有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)的一個輔助平臺，擴(kuò)大有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)能力。2015年12月，BAE系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)多項計劃的團(tuán)隊管理主任奈杰爾·懷特黑德在英國皇家學(xué)會演講時表示，這樣一種平臺可能充當(dāng)一個攜帶更多武器的炸彈艙，支持戰(zhàn)斗機(jī)的打擊行動。另外，它可以按照指令，先行進(jìn)入有爭議的空域，以增強(qiáng)目標(biāo)識別效果，從而有利于戰(zhàn)斗機(jī)從防區(qū)外發(fā)起攻擊，以免遭受地空導(dǎo)彈的攻擊。

縱觀FCAS計劃的衍變過程，聯(lián)合論證、研制和生產(chǎn)一架原型機(jī)可謂是英、法兩國在防務(wù)領(lǐng)域竭誠合作的一次重要嘗試，旨在為本國空軍的現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)打造一位具有火眼金睛兼雷霆萬鈞的“空中搭檔”，大幅度提升空中打擊的毀傷效果。隨著研制工作即將啟動，全新設(shè)計的FCAS原型機(jī)有望在2020年前后問世，從而為英國、法國乃至西歐等國聯(lián)合生產(chǎn)和采購新一代歐洲空戰(zhàn)利器鋪平道路。