| 雾里看六代机 zt |
| 送交者: 2024年11月17日06:40:56 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话 |
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雾里看六代机不知不觉中，珠海航展都过去了，中国也从俗了，下一代战斗机称为六代机了。还记得歼-20刚出来的时候，有个爱称为“黑丝”吗？那是黑色四代的变体。现在还没有人叫歼-20为“黑五”，那是美国人对感恩节购物狂欢的称呼；更不能叫“黑屋”，关谁黑屋哪！不过“黑丝他娃”直接跃代了，以后这辈分可就乱了。 辈分不是问题，“黑丝他娃”长啥样才是问题。 直到五六十年代，战斗机都是按照飞行性能单一轨迹发展，速度，机动性，升限，航程是进步的主线。武器系统当然也重要，但相对不是主导。 在朝鲜战争中，米格-15和F-86的大战成为传奇，米格-15的速度和爬升率略胜一筹，F-86的水平盘旋性能略胜一筹。但战斗机黑手党教父约翰·博伊德在战后分析中发现，F-86的飞行员视界更好，有助于在空战中掌握和利用态势，从此开始了态势感知的概念。 在F-15和F-16的设计中，态势感知成为重要设计元素。F-15的气泡式座舱盖使得飞行员具有良好的全向视界。F-16更进一步，座舱盖下缘几乎在飞行员的腰线，飞行员拥有前所未有的全向视界。 如果说F-16还是为视距内空战设计的，F-15则是第一个把超视距态势感知作为主要设计元素的战斗机，雷达、座舱显示系统、手不离杆领导时代潮流，也成为F-15与苏-27的决定性区别因素。单独来看，苏-27的雷达强悍，座舱设备“该有的都有”，飞行性能更是略胜一筹，但“以飞行员为中心”的态势感知和系统整合还是略逊一筹。 F-15E将基本F-15的态势感知更加推进一步，前后座之间信息共享、分工合作，既适合空地作战，也适合防空截击作战。美国、以色列把F-15E当作战轰使用，韩国、新加坡、卡塔尔等国都是把各自的F-15E及其改进型作为防空截击主力使用的。 F-22在飞行性能上比F-15更进一步，超巡、超机动能力无与伦比。除了隐身的维度，F-22的信息融合把态势感知推向新高度。F-15时代的态势感知还是把所有手段统统“科学呈现”到飞行员面前，由飞行员将信息汇总、融合，作出判断。比如雷达、红外光电、目视（平显）都在飞行员容易看到的位置，但是各自独立的设备。F-22时代的信息融合则将不同来源的信息自动汇总到统一的战术显示上，飞行员只需要看到敌机的方位、速度、航向和武器发射情况，以及威胁等级，至于这来自雷达、红外还是导弹预警，或者是多个来源的复合，并不重要。在战场环境越来越复杂、威胁数量指数增加的现在，信息融合不是奇技淫巧，而是刚需。 但F-22还是以单打独斗为基本设计原则的。六代机在单打独斗方面还应该如何推进，正是迷雾之所在。 战斗机速度进一步提高已经不现实。F-22的巡航速度达到超音速，但最大速度比F-15还低一丢丢。高超音速“下沉”到战斗机还是相当遥远的事。升限方面也是一样，作为战斗机，进一步提高升限既有困难，也无必要。航程需要进一步增加，三涵道技术有望降低显著油耗，但大幅度提高航程最终需要携带更多的燃油，这又开始了面多了加水、水多了加面的循环，而重量是速度和机动性的大敌。 在机动性方面，9g是人体极限，进一步提高没有必要。超音速机动性是新的前沿，但有了推力转向的加持，这已经不是多大的技术挑战，靠这个不足以拉开代差。 武器系统方面，相控阵雷达、相控阵光电、超远程空空导弹、微型自卫反导导弹甚至机载激光武器都在发展，但这些也不足以定义下一代战斗机。事实上，现有五代甚至四代战斗机的升级中都可以用到这些技术。 隐身是F-22开辟的新赛道，无垂尾可能是下一步。同样，光靠这，再加上超音速机动、新的武器系统，也不足以定义下一代战斗机。这依然是量变，不是代差所需要的质变。 然而，网络化作战、有人-无人组队、人工智能作战开辟了协同作战的新维度，难说是否将六代机云开雾散，但肯定是重要的新维度。 其实，比照陆战史和海战史，容易看到“独斗的尽头是群殴”。海战史尤其说明问题。 战舰也曾经以航海和弹道性能为设计主线，速度、火力、航程、口径、防护是硬指标，但在战后，战舰的航海性能大体固化，驱逐舰速度甚至从40节降低到30节，导弹火力强大得都，但装甲防护不值一提。雷达、火控、电子战、通信技术成为新的发展主线。但这些考虑依然是围绕单舰作战的。 在二战中，美国海军发明（一说英国海军首创、美国海军完善）作战信息中心（CIC），不仅统筹指挥本舰火力，还精确跟踪整个舰队的动向、火力和敌情，开始了协同作战的时代。但这还是手动协同的时代，靠电话、标图等古老手段。进入60年代，海军战术数据链（NTDS）开始了自动化协同作战的时代，网络时代的协同作战能力（CEC）极大提高了协同化的水平，可以A射B导。进入21世纪，“无人僚舰”炙手可热，协同作战进入有人-无人合作时代。 在这个过程中，战舰的航海性能变化不大，但态势感知、协同作战能力发生翻天覆地的变化，战斗力呈指数式爆发增长。 也因为这样的经历，美国海军对战斗机的发展就与美国空军的思路不一样，还因为舰载战斗机因为上舰增重和增升要求而在飞行性能上注定不及空军战斗机，一直对飞行性能不要求绝对前沿，但在武器系统和态势感知方面要求至善至美。F-14如果不是变后掠翼，飞行性能并没有那么惊艳；F-18一直被讥嘲为塑料虫，性能被同时代的F-16压一头。但F-14的雷达和“不死鸟”远程空空导弹至今仍是传奇，F-18从一开始就有完善的多目标超视距空战能力，而F-16要二十年后才具备相似的能力。 在飞行性能走入瓶颈的时代，这样的思维也必将延伸到空军战斗机。 某种形式的网络化以经开始了。瑞典“鹰狮”战斗机通过数据链，飞行员在起飞前就能“看到”天上已经进入交战的同型战斗机的态势感知信息，在进入战斗前就做好准备。更进一步的网络化需要把空中、地面、海面、空间的信息全部融合到统一的战术场景内，所有参战平台之间共享。所有参战平台既是信息源，也是信息用户。 进一步，就是把无人平台也整合进来。这正是迷雾的一部分。 无人机是很大的世界，唯一共同点是无人。与战斗机相配合的无人机应该是高性能，还是低成本？这不是一句话说得清楚的事情，因为“与战斗机相配合”的很可能不是单一的无人机，而是无人战斗机、无人侦察机、无人攻击机、无人电子战机、无人加油机等。无人战斗机需要近似战斗机的性能；无人攻击机主要用于压制作战地区的敌人防空系统，为战斗机的空中行动保驾护航；无人侦察机相当于分布式预警机，可以更加近似常见的MALE无人机，飞行性能不重要，重点在光学和雷达系统；无人电子战机和无人侦察机差不多，但还要加上反辐射攻击能力，差不多是电磁专业的察打一体MALE无人机；无人加油机不仅需要满足加油机的一般要求，还需要一定的隐身能力，避免被敌人顺藤摸瓜，把受到保障的战斗机也摸了去，无人加油机还可能成为战场信息中继平台。 不同的无人机有不同的协调要求，仅数据链而言，无人战斗机需要近程超高速，无人侦察机和电子战机需要远程但数据传输速度要求可以降低，无人加油机需要更加远程，数据传输速度要求最低，但这也可能是战场数据链转发中心。高度互联的信息架构是网络化作战基础。 人工智能是另一个维度。无人机的的飞行自动化已经不是问题，问题出在任务自动化。无人预警机不能把数据统统下传、由地面站或者空中站集中处理，而是需要用AI在机上进行深度数据融合与判读，提供威胁评估和任务引导，而不只是简单化地提供战场画面。无人电子战机更加需要高度AI化，靠数据下传和远程处理根本来不及对迅速转移的电磁威胁作出及时反应。无人攻击机需要自动判别目标性质，既不能错过，更要避免误击，尤其要在自我牺牲前把威胁信息尽可能完整地发送回去。无人加油机都需要足够的AI，审时度势，出现在最需要的地方，避开最容易受打击的地方，而不是被动地等待召唤。 战斗机本身也需要高度AI，对纷杂的信息和瞬息万变的战场环境作出及时判读，辅佐飞行员的战术决策。 有意思的是，这些都与飞行性能无关。换句话说，如果在五代机的超巡、超机动、隐身基础上，加入网络化、信息融合和AI，或许就离六代机不远了？ 那样的话，歼-20双座型不说达到完成版，也是“半途版”，至少提供了很好的平台。双座使得飞行员和系统员可以分工合作，而且在大部分任务阶段，可以两人交替执行，分担工作负担，延长任务时间。至少在六代机定义完全之前，可以作为5.5代甚至5.75代使用很长的时间。 美国就不大好办了。F-22已经停产了，怎么折腾都死马成不了活马了。F-35要研发双座型很难。座舱后的结构本来容易安插后座，但这里是F-35B的升力风扇的位置，在F-35A和C上是额外油箱的位置，在机体总体设计上改作后座不容易。机头往前延伸再插入后座的舱段更加麻烦，重心、气动升力和重量分布统统变了，机头锥对进气口的预压缩作用也变了，机体的纵向刚度也要完全重新考虑。 继续单座的话，只能用自动化代替后座了。自动化能做的事越来越多，但需要做的事情增加更快。自动化的尽头不是无人化，这方面存在太普遍的误解。最后结果是：F-35的天花板太低。 F-35的天花板问题还会波及到美国海军，中国歼-35很可能也在设计的时候就考虑了双座问题。沈飞有歼-16和歼-15S的现成经验，给歼-35S预留空间不会忘记。 如果在战斗机方面，中国战斗机比美国领先进入5.5代或者5.75代，差距还长期化（不能在三五年内填补），这事情就好玩了。 美国曾经设想六代机为一系列“专业战斗机”，各有绝技，但都不是全能机。这样容许迭代发展，避免求全而造成的复杂性、重量和成本代价。在战斗中，组队出战，善丢石子的张清配合挥舞大刀的关胜、长于弓箭的花荣一起出战，轮番攻击。但这要对方也陪着玩回合战才行。要是对方是“通吃”的全能型，偏科生组队就吃亏了。说不定这才是美国空军NGAD最后弄到3已美元单价的原因，只是这还是没能玩下去。 |
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