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珠海航展丨无人机越来越强悍,无人空战还会远吗?(下)

澎湃防务特约撰稿 王宏亮
2016-11-01 21:24
来源:澎湃新闻
澎湃防务 >
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“翼龙”-Ⅰ无人机  澎湃新闻记者 杨一帆 摄

隐身和超机动取舍

美国六代机预研方案中所要求的全频段隐身,可以看做是对现有技术的进一步扩展。F-22等全隐身飞机实际上只能对特定频段的雷达波实现隐身,俄罗斯等国近年来大力研究的反隐身雷达,正是抓住了隐身飞机的这一弱点,通过发射特殊频段的雷达波来达到反隐身目的。在此情况下,美国空军要求六代机必须具备全频段隐身能力,即可以在所有可用电磁波频段内隐身飞行,其中甚至包括可见光波段。

为六代机配备定向能武器并不让人奇怪。美国空军早在多年前的ABL空基反导试验平台上就测试过机载激光炮。该计划后来因预算问题下马,但其实验成果肯定将用于六代机的相关方案。定向能武器对于六代机来说具有双重意义:首先,它将让六代机具备反导能力,当高超声速空战来临时,这种反导能力也可以用于摧毁除弹道导弹外的其他高超声速飞行器;其次,六代机由于飞行速度和作战空域太高,传统的气动控制型导弹既难以机动,速度也无法满足被急剧压缩的攻击窗口要求。定向能武器不仅速度够快(接近光速),且在近真空环境下反倒具有更好的毁伤效果,很适合六代机使用。

六代机是否还需要超机动性是另一个值得关注的问题,至少在五角大楼的第六代战斗机研制信息征询书中没有提到这方面内容。如果从技术角度分析,飞行器在2万米以上空域飞行,且速度达到5马赫以上时,传统的气动舵面控制几乎完全不起作用,飞机的大过载机动主要靠发动机的矢量推力来完成,但根本不可能有任何发动机能够提供如此强大的瞬时可控矢量推力,且机体强度也无法承受巨大的瞬时横向过载。

另一方面,如果视距外武器的可靠性和命中率足够高,视距内空战就没有必要。且由于飞行速度过快,战斗机之间很难保持很小的视距内距离。因此,高超声速飞行中的战斗机并不需要超机动性。

然而,对于均实现全频谱隐身和高超声速飞行的六代机来说,超视距空空导弹或者定向能武器也不一定就能解决问题——毕竟攻防双方都很难在远距离发现对手,且受攻击方的高速规避的能力很强。同时,六代机也不可能只在2万米以上高空作战,某些任务仍需要中低空作战,此时空气阻力会显著降低飞行速度,传统的五代机式空战还是有可能发生。在这样的空战环境中,超机动性仍然是必要的。

要想在一个平台上同时实现高超声速和超机动性几乎是不可能完成的任务,1966年服役的“黑鸟”战略侦察机可以3.2马赫速度巡航,却无法在空中做任何“机动动作”。也许未来的六代机可以实现这一点,但必然存在难以想象的技术挑战。

人工智能的能与不能

在高超声速、超高空域、全频谱隐身和定向能武器这几项性能被确定后。六代机真正需要讨论的就是有人还是无人的问题。

“翼龙”-Ⅱ无人机  澎湃新闻记者 杨一帆 摄

从波音为美国空军准备了有人和无人两个方案来看,美国对于六代机完全实现无人化还是没有十足的把握。

进入21世纪以来,无人机技术的发展非常迅猛,已经从靶机、侦察机、察打一体型无人机,向更复杂的无人攻击机迈进。不过,各国正在研制中的无人攻击机实际上与第六代战斗机没什么关系。它们大多采用机动性不佳的飞翼式隐身布局,只能在中低空亚/跨声速飞行。简单地说,现有的无人隐身攻击机不具备任何空战能力。

从无人攻击机到无人战斗机,虽然都可以作战,两者对人工智能技术的要求却有云泥之别。无人攻击机的作战模式相对简单,其依靠现有的传感器技术,凭借预先航路规划、卫星导航、数据链控制,以及简单的自主飞行能力即可完成任务。战斗机却完全不同,空战环境瞬息万变,需要人脑的主观判断、逻辑分析和瞬时反应能力,这在当前仍然是计算机所无法取代的。

当然,在不同的空战环境下,人工介入程度也存在很大不同。相对而言,超视距空战更有可能率先实现无人化,由于敌我相距较远留出了足够的反应时间,理论上飞行员仅需要解决目标识别问题,即可将攻击操作完全交给机载计算机,而精确的自动目标识别也并不存在重大技术障碍。因此,对于一架主要执行截击任务的六代机来说,无论是在超高空、高超声速领域,还是在传统空战区间,均可以完全依赖机载电脑和空地数据链实施超视距截击。

然而,上文我们已经分析过,第六代空战仍将覆盖传统空战模式,视距内格斗仍有可能出现。在此情况下,机载计算机与传感器很难操作飞机在最合理的时间做出最合理的战术决策,无人战斗机面对有人战斗机时很可能会被涮的像无头苍蝇。在截击任务中,如果敌方能够突破无人战斗机的超视距拦截,有人战斗机参与的视距内空战就无法避免。而在更复杂的进攻性空中战役中,如果本方攻击机群成功突破敌方的超视距拦截,也必然会与敌方战斗机在视距内相遇。因此,进攻方除了编配无人攻击机外,还需要一定数量的有人战斗机为无人机护航。

由此看来,第六代战斗机完全实现无人化的可能性不大,但轰炸机、攻击机和侦察机等其他机型则有望全面无人化。在一支编配完善的空军或海军航空兵中,将很可能同时装备有人和无人两款第六代战斗机。其中,无人战斗机主要承担国土防空任务,它们具备在超高空域的高超声速巡航能力,搭载有完善的定向能和空空导弹武器系统,在强大机载计算机和相控阵雷达控制下,无人机编队可以对敌方来袭目标发射大量的高精度远程拦截弹药。无人战斗机将不要求超机动性,其成本受到严格控制,以便于大批量生产。

第六代有人战斗机的任务则可以分为两类,在防空任务中,有人战斗机与无人战斗机搭档作战,主要用于摧毁突破本方无人机防线的少数漏网之鱼。而在空袭任务中,有人战斗机则为无人轰炸机、无人战斗轰炸机或无人攻击机护航。有人战斗机在传统空域内仍保留不亚于F-22的亚声速与超声速机动性,且为了能够与无人机编队作战,还将具备和无人机相匹配的高空高速性能。因此,其技术难度与制造成本远高于无人战斗机,最终装备数量也比无人战斗机少。

逆袭良机

目前,除了美国与俄罗斯已经在官方层面启动六代机预研计划外,其他国家对六代机还处于概念讨论阶段,最终的结果很可能仍然是跟随。无论是高超声速还是全频谱隐身,六代机初步的发展方向均是由美国提出的,这与当初美国率先推出4S标准并引领五代机发展潮流的情况非常相似。

美国的目标是在2030年通过六代机彻底拉开与竞争对手的空权差距,其放弃F-22继续采购的目的之一,也正是希望集中资源在六代机研制上。已经在五代机竞争中认输的欧洲似乎也有相同的打算。对于中国和俄罗斯来说,两国的五代机研制正处于关键阶段,但不应就此忽视那些更加前沿的技术领域。哪怕仍是跟随,也必须尽可能“跟紧点”。

从技术角度看,在无人作战飞机领域,目前美国的实际优势并不大。而在高超声速飞行器方面,中俄同样正加紧追赶美国的脚步。如果能够充分认识到技术预研的重要性,尽快明确性能需求和研制方向,并加大投入,中俄与欧洲有望在六代机竞争中缩小之前与美国战斗机工业的巨大差距。

此外,六代机对于那些在五代机竞争中失意的航空巨头们也是一次翻盘的机会。诺格已经在无人作战飞机方面占得先手,而波音也推出了自己的六代机预研方案。在欧洲,当前“神经元”和“雷神”的竞争最终很可能走向联合,无论是法国主导的EADS还是英国的 BAE都无法独自承担六代机研制的巨额成本和风险。而对于中俄来说,沈飞和米格都曾有着辉煌的过去,他们同样渴望在六代机市场上占有一席之地。

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