美国空军怎样保持空中优势

2018-06-23 04:36:54 航空世界 2018年3期

李有观

F-35全家福,图中从左至右分别为F-35A,F-35B,F-35C。F-35曾被美国空军视为未来的希望

美国空军正在加紧采取各种措施,以保持其空中优势的能力。随着新的对手、新的战斗机和防空系统的发展——这些对美国空军去任何地方以及打击任何目标的能力构成严重挑战——美国空军距离引入满足未来空战所需的新硬件和作战概念只有13年时间了。

2016年,美国空军进行了一项名为“2030年空中优势”的研究,该研究确定了美国空军未来10多年的能力差距以及一些最快的弥补差距的方法。2017年1月,美国空军推出了一项候选方案分析(简称AOA),以寻求最佳的全面解决方案,概括起来就是研制一种新的、超级隐形的作战飞机——“穿透型制空”战机(简称PCA)。这种新型飞机能够突破敌人最强大的防空系统。为了与之配合,需要新的空对空导弹和空对地武器,以保证美国空军能够战胜对手数量上的优势并达到自己的目标。

此外,美国空军还将寻求研制其它的武器系统,例如新型的隐形无人驾驶飞机,该无人机具有很强的能力,同时又相当便宜,不怕损失。这些无人机将执行侦察、打击以及电子战任务。美国空军还需要一种穿透性电子攻击机,以执行对敌干扰任务。

与此同时,美国空军正在进行一项未来战斗机部队结构研究,以确定在2030年到2040年的时间内需要多少架飞机来填补作战空军的空缺。这项研究将确定为保持现有战斗机部队的某些相关力量所需的特定结构和能力进行升级。据说该研究已经接近完成,它将随着美国空军2019年的预算决定而逐步实施。

考虑到F-22型战斗机和F-35型战斗机从绘图板到投入使用花了20多年的时间,因此13年的时间表显得非常雄心勃勃。即使没有进一步的延误,PCA也不会在2018年年底之前成为一个正式项目。“我们没有太多的时间。”美国空军空中作战司令部(简称ACC)司令赫伯特·卡莱尔将军在2017年1月接受《空军杂志》记者采访时说。“我们的目标是到2030年实现新的空中优势。”同时他也承认,这个目标日期是偏乐观的。

卡莱尔说,对PCA的要求将由资金、当前能力、威胁以及美国空军的“需求信号”来决定。

F-22型战斗机和F-35型战斗机从绘图板到投入使用花了20多年的时间

卡莱尔解释说,威胁是双重的。首先,潜在的对手正在部署现代化的战斗机,这对美国空军的战斗机构成了真正的挑战。俄罗斯的T-50型战斗机正在接近具有作战能力。尽管有些人认为这些战斗机只是“具有隐形技术的战斗机”,但是可能有一天会接近美国的F-22型战斗机和F-35型战斗机等第五代战斗机的性能,“我认为它们现在就在这里。”卡莱尔说。“我不认为这是一个关于未来的讨论”。他说,中国和俄罗斯正在以“比我们想象的要快的速度”发展现代化飞机。

俄罗斯研制的T-50现已正式确定代号为苏-57

卡莱尔接着说,战斗机的技术并不是真正的问题,关键的问题在于战斗机的数量。

卡莱尔指出,尽管“我们的F-22型战斗机在任何时候都要优于中国的歼20型战斗机,但问题在于较量不是一对一的。”他说,在南中国海,威胁可能是“10个中队的歼20型战斗机,加上中国刚从俄罗斯购买的苏-35型战斗机,以及苏-30型战斗机、歼10型战斗机和歼11型战斗机。”另外还有从“辽宁”号航空母舰起飞的歼15型舰载战斗机。与此同时,美国最初部署到西太平洋地区的只有相对少量的飞机。

“这对于我们来说是一场‘客场比赛,对于他们来说则是一场主场比赛。”卡莱尔说。“客场比赛对我们的作战行动以及作战方式都有一些严重的限制”。中国,或者任何真正的对手,都可以在战场上投入它的整个空军,并且以比美国更快的速度使用飞机,而美国只能在一个非常长的供应链条的末端使用其机队的一部分。

其次,也是更重要的,是来自地面防空的威胁。中国和俄罗斯已经投入巨资研制远程地对空导弹和探测与跟踪雷达,这些装备可能在不太久远的未来瞄准美国的第五代战斗机。目前这些防空系统正在向其他国家提供,购买和操作先进的地对空导弹系统的费用要比维持先进战斗机机队和经验丰富的飞行员的费用低得多。

卡莱尔说,因此,未来的PCA超级战机必须将“宽带、全频谱隐形”作为主要设计考虑。目前隐形战机的隐形状态“主要是对X波段进行优化。因此,我们需要使用宽带隐形技术,这可以通過各种雷达频率。”一旦实现,“航程、有效载荷以及续航力”将是PCA所需要的三大属性,此外还包括“全频谱航空电子设备”、先进电子战以及“反电子战”能力。

PCA这种飞机听起来不像是F-22型或F-35型那样的传统战斗机,卡莱尔说:“它可能比我们想象的要大。机动性是需要讨论的一个问题——如果它具有穿透能力,那么它需要什么水平的机动性?目前我们还不知道这个问题的答案。”此前卡莱尔曾经说过,根据新型战机应该具有更大的武器舱、远程和超级隐形的特点,PCA可能更像B-21轰炸机(简称LRS-B),而不是F-22型战斗机,但候选方案分析(AOA)还没有时间探讨这样一个想法。

B-21 在外形上很像B-2,也是无尾飞翼结构

美国空军空中作战司令部空中优势核心功能团队和“下一代空中优势”项目负责人托马斯科利托雷上校说,显然很清楚的是,PCA将是一个单一的解决方案,而不是一个新的战斗机系列或者一个类似F-35型战斗机那样的“联合”飞机项目。

F-22型战斗机和F-35型战斗机肯定是整个未来作战体系的一部分。美国空军计划让F-22型战斗机服役到本世纪40年代,而F-35型战斗机可能要服役更长的时间。在之前的一次采访中,当卡莱尔被问到美国空军战斗机近期的改进方面最想要的是什么时,他的简单回答是“更多的射击”。

由于需要隐形,F-22型战斗机只能内部携带6枚雷达制导的AIM-120型先进中程空对空导弹(简称AMRAAM)和2枚AIM-9型“响尾蛇”短程空对空导弹,而F-35型战斗机的内部被限制携带4枚AIM-120型先进中程空对空导弹。这两种战斗机都可以在外部携带更多的武器,但代价是会降低它们的隐形能力。

除了PCA,美国空军正在考虑所谓的“武库机”,这种飞机将能够携带大量的多种类型的弹药,F-22和F-35可以为其指示目标。

科利托雷上校说,美国海军也需要一种新的制空平台,但这种平台为航母战斗群提供保护的任务与美国空军在战區提供空中优势的任务非常不同。他说,两个军种成立了一个联合工作组,互相交流了对方的项目,共享知识,但是还没有建立一个联合项目。两个军种将寻找一些方法,以便使发动机、软件、武器以及互操作性等方面具有一些共性,不过两个军种最终研制出的飞机不太可能相似。

卡莱尔说,鉴于要担负“战区级空中力量”的责任,美国空军意识到未来需要自己独立实施电子攻击/电子战任务。

美国空军如何发展其保持空中优势的能力,这是一项根本任务吗?

美国空军的高级官员表示,在政治层面开始讨论F-22型战斗机的后续计划是非常困难的,因为,早在2009年,时任美国国防部长的罗伯特盖茨以不到美国空军计划和所需数量一半的采购量终止了F-22型战斗机的采购计划。当时还有很多其它的大型项目正在开展或起步,例如F-35型战斗机、KC-46型空中加油机、B-21型轰炸机以及T-X型教练机等,所以决定等到空中优势受到威胁和需求更加明确的时候再讨论F-22型战斗机的后续计划。当时也有一种观点,就是这个项目将不得不等到对高端空对空任务持高度怀疑态度的罗伯特盖茨离任以后才能够开展。

此外,卡莱尔说,在那个预算年度里,美国空军实施了所谓的“空军作战部队裁减计划”。该计划从空军机队中裁减了250多架战斗机。实施这个计划是基于这样的假设:随着阿富汗战争和伊拉克战争即将结束,美国空军可以“承担短期内的风险”,减小机队规模,并利用节省的资金快速购买F-35型这种第五代战斗机.以重建机队的作战能力。

然而事情并没有像设想的那样发展。F-35型战斗机项目延误,预算削减与意想不到的全球挑战共同导致了现代化经费的耗尽。F-35型战斗机的库存数量很少,生产速度也比较滞后。2010年制定的计划要求美国空军在2015年之前每年购买110架F-35型战斗机,但是没有实现,而现在只有每年购买48架。卡莱尔说,“所以我们冒了这个风险,我们从没有实现第五代,顺便说一下,世界发生了变化.而且比我们在2010年想象的更具有挑战性。”

F-16发射AIM-9“响尾蛇”导弹的瞬间

美国空军“穿透型制空”(Penetrating Counter Air,简称PCA)战机概念图,PCA并非美国空军概念中的“下一代战机”

就目前而言,卡莱尔说,“短期内提高飞机的购买率对于美国空军来说是最重要的事情。”目前美国空军的飞机数量不足,缺乏在所有需要的地方对付危机的能力,因此美国空军迫切需要增加飞机的数量。如果新一届政府在2018财年计划增加国防预算,更大规模的购买F-35型战斗机将是美国空军采购清单中首要的项目,卡莱尔说。

PCA不是第六代战斗机

美国空军已经避免了将PCA称为“第六代”战斗机的说法。

卡莱尔指出:“我们不再用第几代的概念对PCA进行讨论”。就像在已经推出的《2030年空中优势》计划里所解释的,其原因在于,一种与F-22型战斗机一样成为真正的代际跨越的战斗机,将必须具有多项创新技术,例如高超音速、定向能武器等,而这需要花费太多的时间以及高昂的成本。“穿透型制空”战机(PCA)将依靠现有的技术。

AIM-120型先进中程空空导弹,简称AMRAAM

卡莱尔也谈到了研制新的与第五代战斗机配套使用的第五代导弹。他说:“越快越好,在几年前我就需要它了。”

“我们研制的先进中程空空导弹(AMRAAM)在现代化方面做得不错,”卡莱尔说,“然而这种导弹存在一个射程问题……并不能达到我们真正需要的优势。”虽然美国空军研究实验室的专家和其他研究人员正在努力研发高超声速武器以及“我们花了很多时间来谈论它”,但是美国空军空中作战司令部(ACC)并没有把赌注押在这样的武器上,不过“我认为我们正在接近了”。

美国空军空中作战司令部的托马斯·科利托雷上校说,正在为新的空空导弹探索许多概念。美国空军可能会通过在新的、体积更小的导弹弹体上使用现有的导引头来节约成本,同时导弹体积更小可以使美国空军所有的作战飞机都能够携带更多的导弹。在任何情况下,较小的导弹可以增加射击的数量,而PCA可能拥有比F-22型战斗机更大的武器舱。不过,飞机越大,花费的成本也就越高。

科利托雷上校说,美国空军正在继续开展空空导弹小型化的研究。一种新武器被称为“小型先进能力导弹”(简称SACM),其中必须考虑它的成本问题,也就是要让购买者负担得起,因为美国空军要采购很多这种武器。

科利托雷说,美国雷神公司已经获得了美国空军研究实验室一份金额为1400万美元的合同,就“小型先进能力导弹”的概念进行研究。美国的其它公司也在这方面开展研究,例如洛克希德·马丁公司已经展示了一种名为“Cuda”的未来空对空导弹模型,并披露了这种新型武器的一AIM-120型先进中程空空导弹,简称AMRAAM些细节。该导弹全长70英寸(约177厘米),只有AIM-120型先进中程空空导弹(AMRAAM)的一半左右,是一种小型高性能、中程杀伤性概念导弹,具有很强的攻击能力,可直接锁定单个目标并摧毁。据称“Cuda”导弹的成本很低。

正在加油中的KC-46

在被问到AIM-120型先进中程空空导弹和“响尾蛇”导弹是否已经步入晚年时,科利托雷指出,这些导弹的库存数量还非常多,不可能放弃使用;不论这些导弹可以承担作战任务的25%还是75%,美国空军都将继续使用,并利用新的导弹来填补空白。“混合搭载可能是最优的方案,但谁知道呢?”他说。“我们需要让分析结果说明问题。”

对PCA来说,仅仅是接近敌人的目標是不够的。卡莱尔说,美国空军希望开发一种新的直接攻击武器,作为联合制导攻击炸弹(简称JDAM)的继任者,因为到21世纪30年代,新的防空系统将“有能力在联合制导攻击炸弹攻击目标之前将它击毁”。卡莱尔介绍说,这种新型武器被称为“增强生存打击武器”,机动性好,具有一定的隐形性能,不容易被发现,能够对移动目标“宽带捕获和跟踪”,并且具有“更远的射程”。他补充说,高超音速武器也将是“讨论的一部分”,但一个棘手的技术挑战是传感器,因为高超音速会产生巨大的热量。

激光和定向能武器也有很大的潜力,但是美国空军并不认为它们将成为21世纪30年代的主要动能武器。不过卡莱尔介绍说,能够摧毁某一特定建筑内的电子设备的导弹已经成功地进行了测试,并将成为未来武器组合的一部分。科利托雷说,“我们正在与定向能源公司紧密合作,但如果他们让我们失望,我们也将有替代定向能源。”

卡莱尔说,PCA可能是有人驾驶的。虽然他确信有人驾驶飞机与无人驾驶飞机的组合可能会随着时间的推移而发生巨大的变化,但他认为短期内还是会在有人驾驶飞机内保留弹射座椅。更有可能的是,当有人驾驶飞机与无人驾驶飞机协同完成任务时,有人驾驶飞机将监督或控制无人驾驶平台。

科利托雷说,PCA的功能类似于空间的对敌防空压制(简称SEAD),被设计成能够接近并且摧毁敌人最有价值的目标——包括位于发射台上的反卫星导弹、卫星地面站和卫星干扰机等——同时可以生存下来。他指出,“目前以及未来的潜在对手可能会以动能或非动能的方式攻击我们的空间资产。如果我们有了空中优势,我们就能够容易地消除这种威胁。”

美国洛克希德-马丁公司展示的“Cuda”空对空导弹模型

在PCA投入使用之前的过渡期,美国空军要对包括F-15C型战斗机和F-15E型战斗机等主力战斗机在内的F-15“鹰”式战斗机机队进行一系列能力升级,包括换装有源相控阵(简称AESA)雷达、有助于探测越来越多的雷达隐形飞机的红外搜索与跟踪系统、新的处理器以及“鹰”式被动主动预警生存系统(简称EPAWSS),EPAWSS是一种新型电子战系统,以取代过时的电子战套件。从2020年开始,F-15“鹰”式战斗机机队将实施一项延长战斗机寿命的计划,重点是更换那些达到使用寿命的机体结构。在需要更换的部件中,包括将机身前部和后部连接在一起的机身纵梁。

在PCA投入使用之前的过渡期,美国空军要对F-15“鹰”式战斗机机队进行一系列能力升级

后期生产的第40/42批次和第50/52批次的F-16型战斗机已经接受了一系列的升级与改进,包括换装新的任务计算机、多功能彩色显示器、新的无线电、软件、自动地面防撞系统和有源相控阵(AESA)雷达。美国空军并不打算在2022年之前退役更多的F-16型战斗机;计划为300架F-16型战斗机延长寿命,将它们的服役寿命从8000飞行小时延长到13856飞行小时,这可能使这些F-16型战斗机使用到本世纪40年代。

大约拥有180架F-22型战斗机的机队也有一项精心设计但是内容基本保密的升级计划。重点是稳步改进F-22型战斗机的传感器、隐身性能与隐形的可维护性,以及它们与F-35型战斗机和第四代战斗机通信的能力。

美国空军正准备向国会提供一份报告,说明将大约60架用于训练的F-22型战斗机升级到具有完全作战能力所需的费用。美国空军高级官员表示,他们喜欢这个想法,但作为一个实际问题,很难实施,而且维护成本高昂。

PCA候选方案分析的另一个参与者是美国空军空中机动司令部(简称AMC)。AMC司令官卡尔顿·埃弗哈特上将说,未来的空中加油机可能看起来不像传统的经过改装的飞机,但有可能是一种具有隐形性能的平台,它可以进入作战空域为第五代战斗机和PCA加油。

科利托雷说,“我认为我们会先走一步,找出我们所需要的……因为它关系到空中优势。”如果PCA最终拥有足够的航程而不需要加油机的支持,就可以不用未来加油机了。未来加油机在技术上也不可行。他说,“通常情况下,当加油机使用加油设备时,就不可能做到隐形了。”

科利托雷指出,“我们显然需要借助于空中优势”来完成美国空军的主要任务。美国空军必须使用新的飞行平台,才能够在目前的飞机“未来可能无法进入”的地方飞行。

“我们知道,空中优势是所有其它军事行动的先决条件和伟大的使能器。”科利托雷说。空中优势并不是与生俱来的权利,而是“必须要努力争取的东西。”