NGAD——下一代空中主宰(Part 1)
·美國空軍(USAF)的第六代戰(zhàn)斗機(jī)概念圖
陸地,曾經(jīng)是人類縱橫征伐的主戰(zhàn)場。從逐鹿之戰(zhàn)到井陘背水,從封狼居胥到赤壁鏖兵,古陸軍是決定戰(zhàn)爭走向的核心。然而,拿破侖興兵遠(yuǎn)征,縱橫歐陸,奧斯特里茨為他蓬蓽生輝,耶拿戰(zhàn)役劍指柏林,卻以特拉法爾加一戰(zhàn)之潰,喪于英國爭雄之基:海權(quán)興起;彼得大帝戰(zhàn)卡爾十二世,亦為爭彼。20世紀(jì),隨著飛機(jī)的出現(xiàn)和進(jìn)化,制空權(quán)成為把握戰(zhàn)場的關(guān)鍵。而隨著人類社會整體的不斷發(fā)展,現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)成為了陸、海、空、天、電磁頻譜、網(wǎng)絡(luò)多領(lǐng)域的綜合戰(zhàn)爭,而其中空戰(zhàn)便是核心一環(huán)。 迄今為止,人類共發(fā)展了五代噴氣式戰(zhàn)斗機(jī):即第一代亞音速戰(zhàn)斗機(jī)、第二代超音速戰(zhàn)斗機(jī)、第三代高空高速戰(zhàn)斗機(jī)、第四代多任務(wù)多用途戰(zhàn)斗機(jī)和第五代隱身戰(zhàn)斗機(jī)。而時(shí)至今日,距離當(dāng)年YF-22和YF-23的曠世之爭已經(jīng)飛逝30多年,人類下一代戰(zhàn)斗機(jī)即第六代戰(zhàn)斗機(jī)仍未出現(xiàn)。在如今五代機(jī)逐漸普及的情況下,可以說誰把握住了六代機(jī),誰就擁有了一半制空權(quán)。
· BAE系統(tǒng)建造的英意日第六代戰(zhàn)斗機(jī)GCAP
可能也正是為了搶占先機(jī),多國都開展了對第六代戰(zhàn)斗機(jī)的研制工作,目前已知的有美國空軍NGAD項(xiàng)目、美國海軍NGAD(F/A-XX)項(xiàng)目、俄羅斯蘇-XX項(xiàng)目、中國殲-XX項(xiàng)目、英意日聯(lián)合研制GCAP項(xiàng)目和法德西聯(lián)合研制FCAS項(xiàng)目。而其中已知進(jìn)展最快、最先進(jìn)的,是美國空軍的NGAD項(xiàng)目。 NGAD全稱Next-Generation Air Dominance(下一代空中主宰),它其實(shí)是一個(gè)有人-無人作戰(zhàn)體系,其核心包含NGAD戰(zhàn)斗機(jī)和CCA(協(xié)同作戰(zhàn)無人機(jī))。NGAD是一款?yuàn)Z取空中優(yōu)勢并具有對地攻擊能力的第六代戰(zhàn)斗機(jī)。由于美國空軍長期以來對NGAD采取了最嚴(yán)格的保密措施,外界對其掌握程度極淺,甚至大多數(shù)人都認(rèn)為這是個(gè)美軍常態(tài)的PPT。然而隨著其不斷發(fā)展完善,NGAD的真正面紗也正一點(diǎn)點(diǎn)被揭下。 據(jù)悉,NGAD的最初工作可追溯至2010年左右,也就是俄羅斯T-50(后來的蘇-57)戰(zhàn)斗機(jī)首飛之年。2014年,DARPA牽頭啟動了2030年代美國空軍和美國海軍空中優(yōu)勢系統(tǒng)概念的探索;2015年時(shí)任采購部長弗蘭克·肯德爾,即現(xiàn)任美國空軍部長,啟動了航空航天創(chuàng)新計(jì)劃(AII),以開發(fā)X-飛機(jī)為未來飛機(jī)展示技術(shù)的原型。后來肯德爾也多次提及對當(dāng)年探索技術(shù)的應(yīng)用。2016年,美國空軍對DARPA的研究進(jìn)行了跟進(jìn),制定了空中優(yōu)勢2030(AS2030)飛行計(jì)劃,盡管該計(jì)劃聲明需要一系列系統(tǒng),但仍將重點(diǎn)放在了該系列中的一種型號戰(zhàn)機(jī),即Penetrating Combat Aircraft(穿透性制空戰(zhàn)機(jī))。2018年,AS2030演變?yōu)镹GAD,并將其重點(diǎn)從單一戰(zhàn)機(jī)添加擴(kuò)展到一個(gè)體系。2020年,時(shí)任美國空軍采購部長威爾·羅珀宣布:“我們不只是在虛擬世界建造了一架數(shù)字飛機(jī),這我們已經(jīng)做過了。我們建造了一架全尺寸原型機(jī),并且我們在真實(shí)世界飛行了它?!薄八蚱屏撕芏嗉o(jì)錄?!?021年5月美國國會代表參觀NGAD原型機(jī)時(shí)表示“我們對NGAD做的多好而感到震驚”,并指出試飛NGAD的飛行員也給予其很高的評價(jià)。同年10月洛克希德·馬丁公司的海倫代爾RCS測試場被發(fā)現(xiàn)一架從未見過的無垂尾低可探測戰(zhàn)機(jī);2022年1月51區(qū)被發(fā)現(xiàn)一架無垂尾神秘戰(zhàn)機(jī),該戰(zhàn)機(jī)與蘇-27差不多大小甚至更大,從外觀來看十分符合諾斯羅普·格魯曼公司的設(shè)計(jì)。
· 2021年10月海倫代爾RCS測試場神秘戰(zhàn)機(jī)
·諾斯羅普·格魯曼公司NGAD概念圖
·2022年1月51區(qū)的神秘戰(zhàn)機(jī)
·諾斯羅普·格魯曼公司宣傳片中的NGAD
2022年6月美空軍部長肯德爾表示NGAD已進(jìn)入EMD階段,但9月份他又澄清“還沒有達(dá)到這樣的里程碑”。2023年5月18日,美國空軍發(fā)布NGAD戰(zhàn)斗機(jī)的秘密招標(biāo)書,選出一家公司作為勝利者并將在2024年簽訂合同。這個(gè)時(shí)間與NGAD要求的2030年代初形成戰(zhàn)斗力還是相對比較切合的。
《戰(zhàn)區(qū)》同時(shí)報(bào)道:有三架NGAD原型機(jī)已經(jīng)完成了試飛。這三架原型機(jī)可能分別對應(yīng)著參與競標(biāo)的三家公司:洛克希德·馬丁、諾斯羅普·格魯曼和波音公司。但不久前,參與NGAD競標(biāo)的三家公司減少為兩家進(jìn)入總決賽,有一家退出。外界普遍認(rèn)為是波音公司,因?yàn)椴ㄒ艄驹谠擃I(lǐng)域相對二者比較薄弱。但是波音公司也研發(fā)了十多年的六代機(jī)了,招標(biāo)書下達(dá)僅僅不到兩個(gè)月便被淘汰出局,可見此次NGAD競標(biāo)的激烈程度。 看到這里,你還能說它是PPT嗎? 那么說了這么多發(fā)展歷程,NGAD會擁有哪些能力呢?由于該機(jī)型高度機(jī)密,我們很難對其具體能力有一個(gè)精準(zhǔn)無誤的把握。但隨著其技術(shù)的不斷成熟并披露,NGAD的能力并非無跡可尋。我們不妨先來回顧一下定義第五代戰(zhàn)機(jī)的F-22“猛禽”的4S標(biāo)準(zhǔn): 超音速巡航
超信息化
超隱身化
超機(jī)動性
唯有超音速巡航,才能快速反應(yīng)、奔赴戰(zhàn)場;唯有超隱身化,才能深入敵境、一劍封喉;唯有超機(jī)動性,才能在空戰(zhàn)中立于不敗之地。結(jié)合目前公開信息,我認(rèn)為六代機(jī)會有一下七點(diǎn)特征: 極致隱身化
超高速巡航
極致信息化
定向能武器
智能化
其他軟件和硬件現(xiàn)代化
數(shù)字孿生與開放式架構(gòu)
(Ⅰ.)極致隱身化 隨著近幾年中美俄在空天領(lǐng)域的不斷探索,很多人都認(rèn)為第六代戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)該是空天戰(zhàn)機(jī)/高超音速飛機(jī),而非隱身戰(zhàn)機(jī)。那么隱身和空天/高超音速究竟誰才是下一代突防手段呢?首先,現(xiàn)在的科技還未能達(dá)到全無人化戰(zhàn)爭,第六代戰(zhàn)斗機(jī)還是有人或者有人-無人模式切換的。那么既然有人,機(jī)型設(shè)計(jì)必須人性化。那么在高超音速狀態(tài)甚至空天飛機(jī)的數(shù)十馬赫狀態(tài)之下,人類飛行員要想長時(shí)間完美地操控戰(zhàn)機(jī),需要多大的能力?眾所周知米格-25/31僅僅3馬赫左右增壓飛行服,更何況是二三十馬赫的空天飛機(jī)呢?第二,高超音速就是所當(dāng)者破、所擊者服的嗎?這是典型的高超音速無敵論。只要是向敵方陣地前進(jìn)的飛行器,無論飛得多快,防空導(dǎo)彈都能夠攔截,二者相向而行并不存在慢不能擊中快的情況。那有人說:我提前探測到他的防空導(dǎo)彈,然后掉頭就是了?畢竟防空導(dǎo)彈追不上空天飛機(jī)(高超音速飛機(jī)不一定)。那么問題是,如何準(zhǔn)確地確定敵方防空導(dǎo)彈來襲?單單依靠衛(wèi)星肯定是不行的。那么這就引出來第三個(gè)問題:成本問題。我們知道僅僅是戰(zhàn)術(shù)高超音速導(dǎo)彈的價(jià)格就高達(dá)千萬美元以上,更何況是高超音速飛機(jī)/空天飛機(jī)呢?既然這樣,此類飛行器又不可能規(guī)模化列裝、集體化行動,單憑幾架此類戰(zhàn)機(jī)怎么可能準(zhǔn)確無誤地判斷敵方信息呢?此外,飛行員的培訓(xùn)成本更是一個(gè)問題。所有這些就已經(jīng)判定空天飛機(jī)/高超音速飛機(jī)是無法成為第六代戰(zhàn)斗機(jī)的,不然美帝為什么不著重發(fā)展X-37B空天飛機(jī)?要知道X-37B可是2010年代初就開始在空天游弋,最長的在軌時(shí)間長達(dá)兩年半。然而X-37B卻只是美軍無數(shù)項(xiàng)目中比較“有趣”的一個(gè)而已。關(guān)于高超音速和隱身之爭,我想可以結(jié)束了。
· X-37B空天飛機(jī)
第六代戰(zhàn)斗機(jī)的極致隱身化主要體現(xiàn)在全頻譜隱身和光學(xué)隱身能力。傳統(tǒng)的五代機(jī)只是在個(gè)別波段實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身,而全頻譜隱身能力能夠使一大批反隱身雷達(dá)“報(bào)廢”。迄今為止,NGAD的剩余兩家競爭公司洛克希德·馬丁和諾斯羅普·格魯曼的NGAD概念圖全部是無垂尾設(shè)計(jì)飛翼式布局,這對NGAD實(shí)現(xiàn)全方位隱身有著不可取代的貢獻(xiàn)。傳統(tǒng)的五代機(jī)由于高機(jī)動性的需要都保留了垂尾(YF-23除外),但事實(shí)上這對無論是正面RCS還是側(cè)面RCS都有很大的損害。同時(shí)NGAD的超扁平化機(jī)身也功不可沒。我們知道F-35A的RCS(雷達(dá)散射截面積)僅僅有0.005平方米,而一只蒼蠅是0.001平方米,一只鳥是0.01平方米,NGAD將擁有比F-35A強(qiáng)大得多的隱身能力,其RCS會比F-35再低一個(gè)甚至多個(gè)數(shù)量級。從進(jìn)氣道方面來講,目前NGAD的概念圖表明其將采用背負(fù)式進(jìn)氣道或腹部進(jìn)氣道,兩者都極為有效地降低了RCS。其中諾斯羅普·格魯曼設(shè)計(jì)是B-2A/B-21式的背負(fù)式進(jìn)氣道,該設(shè)計(jì)可謂將進(jìn)氣道RCS降到了極致。據(jù)悉進(jìn)氣道的RCS甚至能高達(dá)機(jī)身整體RCS的40%,可見其重要性。而洛克希德·馬丁公司的NGAD設(shè)計(jì)目前并不確定是腹部進(jìn)氣道還是背負(fù)式進(jìn)氣道,畢竟現(xiàn)在的信息還只是效果圖。但是我認(rèn)為洛馬應(yīng)該是腹部進(jìn)氣道設(shè)計(jì),這很大原因在于洛馬的多張效果圖都是俯視圖,但機(jī)身上部卻沒有任何進(jìn)氣道的痕跡。
·洛克希德·馬丁公司的NGAD效果圖之一
目前出現(xiàn)過的腹部進(jìn)氣道的隱身戰(zhàn)機(jī)有YF-23和蘇-57,其中蘇-57依靠可動邊條翼遮蔽進(jìn)氣道降低RCS,但YF-23的隱身性卻比YF-22更強(qiáng)大。洛馬敢于采用這個(gè)設(shè)計(jì),毫無疑問是已經(jīng)將該設(shè)計(jì)對于隱身的損失降到了極致,不然這對追求全頻譜隱身的NGAD是絕對不可接受的。 2022年12月2日,美國空軍B-21突襲者的發(fā)布會上,美防長奧斯汀三世表示“B-21采用了下一代隱身技術(shù)以致于即使是世界上最先進(jìn)的防空系統(tǒng)也無法發(fā)現(xiàn)它”?!稇?zhàn)區(qū)》認(rèn)為,所謂的“下一代隱身技術(shù)”可能包括新型隱身涂漆。近幾年來F-22、F-35甚至F-117被多次發(fā)現(xiàn)配有神秘涂漆,這可能是新型復(fù)合吸波材料,用以達(dá)成全頻譜隱身能力,以及光學(xué)隱身能力。
· F-22在測試新型隱身涂漆。此前美國空軍曾宣布在F-22上測試一部分NGAD的能力。
有人會說:“現(xiàn)代戰(zhàn)爭雷達(dá)探測距離遠(yuǎn)比肉眼觀察距離遠(yuǎn)的多,因此光學(xué)隱身是不必要的?!边@種觀點(diǎn)忽略了現(xiàn)代戰(zhàn)爭中“天”的作用。此前我國吉林一號衛(wèi)星曾發(fā)布一段實(shí)時(shí)追蹤F-22戰(zhàn)機(jī)的視頻,也幾乎說明:除了在深夜行動的B-2,包括F-22、F-35、殲-20等絕大多數(shù)戰(zhàn)機(jī)都能夠被此類衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)。這可能正是F-22、F-35頻頻以鏡面涂裝亮相、B-21采用AMS36375淺灰/白灰色涂裝的原因之一。即使在實(shí)戰(zhàn)中此類衛(wèi)星并不能發(fā)揮如此“神威”,但是畢竟有備無患。此外光學(xué)隱身還能降低被肉眼觀察的概率,從而減少“毒刺”類的便攜式單兵防空導(dǎo)彈帶來的威脅,不可謂不重要。
此外,自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機(jī)的應(yīng)用帶來的巨大的熱處理能力,也在理論上降低了NGAD整機(jī)紅外特征。不過耐人尋味的一點(diǎn)是,洛克希德·馬丁公司的NGAD效果圖全部都突出了NGAD的菱形尾噴口,看起來和F-22的二元矢量噴口和殲-20的三元矢量噴口都大不相同,不知是何意?!稇?zhàn)區(qū)》認(rèn)為,這種設(shè)計(jì)降低了紅外特征和雷達(dá)特征。
· 洛克希德馬丁的NGAD效果圖,可以觀察到明顯的菱形尾噴口
上面所說的是“硬件隱身”。但是眾所周知,無論戰(zhàn)機(jī)再隱身,總是會在一定距離上被探測到,這時(shí)就需要運(yùn)用電戰(zhàn)手段干擾敵軍以達(dá)到“軟件隱身”效果。NGAD的電子戰(zhàn)設(shè)備我們目前尚未得知,但我們也許能從F-35上窺探一二:2023年1月,BAE系統(tǒng)宣布為F-35提供block4升級所需的AN/ASQ-239電子戰(zhàn)套件(BAE系統(tǒng)同時(shí)負(fù)責(zé)為F-15E/EX提供EPAWSS系統(tǒng));同月F-35 TR-3首飛,TR-3升級是F-35計(jì)算機(jī)等多個(gè)系統(tǒng)的重大升級,是F-35block4升級的基石,其中包括一個(gè)比原版本F-35強(qiáng)25倍的ICP(核心集成處理器);6月29日米切爾航空航天研究所指出F-35的新型AN/APG-85AESA雷達(dá)比現(xiàn)有的AN/APG-81AESA雷達(dá)強(qiáng)2倍……NGAD的大小與F-111戰(zhàn)斗轟炸機(jī)相當(dāng),比F-35大出一大截,有極其充裕的空間來搭載更多更強(qiáng)大的電子設(shè)備;再加以變循環(huán)發(fā)動機(jī)無比強(qiáng)大的熱管理效率加持,NGAD的電子戰(zhàn)能力也是極其強(qiáng)大的。但是NGAD同樣很依賴體系電子戰(zhàn)。2010年代中期美軍發(fā)展了兩種新戰(zhàn)機(jī),PCA穿透性制空戰(zhàn)機(jī)和PEA穿透性電子戰(zhàn)機(jī)。其中PCA發(fā)展為現(xiàn)在的NGAD戰(zhàn)斗機(jī),而PEA卻“名不見經(jīng)傳”。2017年美軍前空戰(zhàn)司令部司令Herbert J. Carlisle表示“PEA是自動/半自動的戰(zhàn)機(jī)”。隨著PCA成為NGAD,PEA很可能成為CCA的一種型號。馬克·凱利將軍稱CCA的首要任務(wù)是電子戰(zhàn),這將為NGAD帶來強(qiáng)大的支持。
總之,NGAD采用了多種設(shè)計(jì)以盡可能地增強(qiáng)隱身能力。NGAD和B-21一樣都具有全頻譜隱身能力和光學(xué)隱身能力,二者結(jié)合使NGAD具有F-22無可比擬的作戰(zhàn)能力,以滿足美軍反中俄區(qū)域拒止戰(zhàn)略的需求。
(未完待續(xù)……)