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随着F-35的全面入役,空战平台信息化变革的大幕已经开启。
三代机的登场
越南战争自然深刻影响了美苏新一代战机的设计,被认为是未来空战趋势的超视距空战被证明还不够成熟,美军的AIM-7中距空空导弹命中率只有9%,而AIM-4中距空空导弹总共只有5个战绩。先进但笨重的超视距空战平台在和落后但轻巧的苏制视距内空战平台的格斗空战中优势并不明显,证明超视距空战虽然是未来的趋势,但是在当时条件下,视距内空战依然不会消失。
1980年F-4C上的AIM-7E
1972年首飞的美国空军新一代战斗机F-15战斗机最终成为了具有优异格斗空战性能的超视距空战平台。F-15战斗机作为空优战斗机,既可以借助APG-63雷达和AIM-7中距空空导弹进行超视距空战,又能凭借自身良好的机动性能,以及AIM-9近距格斗弹和M61A1火神机炮进行视距内空战,还能凭借着优异的高空高速性能进行截击。
正在发射“麻雀”中距空对空导弹的F-15战斗机,该机仍具备截击机的技术特征。
经过近40年的实战运用,F-15战斗机与其战斗轰炸型已经充分说明了双发重型战斗机在多用途领域的平台潜力。
而与之轻重搭配的F-16战斗机则被设计成为一款视距内空战平台,被美国空军作为战斗轰炸机使用。F-15战斗机和F-16战斗机充分体现了美国航空工业的雄厚实力。
正在发射JDAM(联合直接攻击弹药)和GBU(激光制导炸弹)的F-16战斗轰炸机
中距空空导弹的不断改进成熟,以预警机引导的美式空战指挥模式的普及,使得超视距空战的效能不断提高。中东战场上,以色列空军用F-15战斗机和F-16战斗机的组合,对阿拉伯国家空军的苏制米格-21战斗机和米格-23战斗机的空战中获得了优势。
1982年的贝卡谷地空战中,以色列空军战斗机用AIM-7中距空空导弹获得了20%的战果。虽然以色列空军的战绩大部分还是在视距内格斗空战中取得的,但是超视距空战的战果比例相比越南战争已经获得了很大的提升。
美空军机务为F-15C战斗机挂载AIM-7麻雀中距空空导弹,可以看到AIM-7空空导弹的弹体较粗,弹翼也较为宽大。
到了海湾战争中,联军使用AIM-7中距空空导弹共击落伊拉克战斗机达26架,占击落飞机总数的69%,超过了视距内空战的战果。而随着AIM-120中距空空导弹的服役,这种主动雷达制导的中距空空导弹可以使得战斗机在发射中距空空导弹之后不用再像使用AIM-7这种半主动雷达制导中距空空导弹那样只能呆板地全程用机载雷达持续照射目标。超视距空战平台在空战中进一步被解放出来,彻底成为了空战的王者。
翼尖挂载AIM-120中距空空导弹的F-16战斗机
美国第三代战斗机的优秀表现,促使了苏联加紧发展自己的第四代战斗机,这就是1977年首飞的米格-29战斗机和1981年首飞的苏-27战斗机。与美式轻重搭配导致美国空军第三代战斗机平台初期是“超视距空战平台和视距内空战平台”组合不同的是,苏-27战斗机和米格-29战斗机均是超视距空战平台。
苏联空军前线航空兵使用米格-29战斗机在前线对抗F-15战斗机,同时也装备苏-27S战斗机作为大号米格-29战斗机使用。国土防空军将苏-27P战斗机作为截击机使用,海军则装备苏-33战斗机作为舰载机。
苏-27是苏联瞄准F-15研制的一种重型战斗机,其气动外形设计十分精妙。其后方为米格-29战斗机
随着超视距空战时代的到来,包括法国的幻影2000战斗机、“阵风”战斗机、欧洲的“台风”战斗机、中国的歼10、歼11战斗机,瑞典的JAS-39战斗机等各国新一代战斗机均实现了超视距平台化。而在此时,隐身战斗机的时代已经悄然到来,超视距空战平台再次面临变革。
匈牙利装备的鹰狮JAS39战机,挂载AIM-9“响尾蛇”近距红外制导导弹和AIM-120中距空空导弹。
飞入隐身时代
1973年,美国新的隐身战机计划立项。1982年,F-117A首飞成功。虽然F-117A由于当时隐身技术发展的不完善,无法兼顾机动性,只能作为攻击机使用,但这是世界上第一型完全以隐身技术设计的飞机,它打开了隐身机时代的大门。
用途单一的F-117仍未退出现役,当前该机正作为隐身假想敌飞机活跃在美国海空军的不同演习现场。
20世纪80年代初,美国空军为了适应21世纪初作战的需要,提出了先进战术战斗机计划,要求飞机具有低可探测性、高机动性、敏捷性和超视距作战能力,能够在作战过程中做到先敌发现、先敌开火、先敌摧毁。
1991年,洛克希德-马丁公司的YF-22原型机在竞争中胜出。1997年,F-22战斗机首飞。2005年,F-22A战斗机达到了初始作战能力,2011年,最后一架F-22战斗机量产型下线,生产线关闭,总产量187架。F-22战斗机是美国的第四代战斗机,开创了隐身战斗机的时代。
F-22战斗机服役以来,表现出了强悍的战斗力。它多次在“红旗演习”中获得了近乎一边倒的交换比。这很大程度上在于F-22战斗机满足4S特性,即:隐身性、超音速巡航、过失速机动、超强信息化。
在ATF计划中败下阵来的诺斯罗普YF-23战斗机,该机相对复杂的航电系统是竞标失败的最大原因。
以上几个特性中,借助优良的气动设计和推力矢量实现的过失速机动可以在近距格斗中占有极大的优势。隐身性实质就是对制信息权的争夺,阻止对方获取己方信息。超音速巡航可以快速到达战场,增大中距空空导弹打击距离。超强信息化可以保障有效地获取对方信息。
F-22战斗机的4S特性,尤其是超音速巡航、隐身性和超强信息化结合在一起,可以在超视距空战中实现先敌发现,先敌开火,先敌摧毁。超视距空战平台取代了视距内空战平台,依靠的是对信息的获取和利用带来的作战效能的提升,而F-22A战斗机则依靠对制信息权的争夺,带来了对比非隐身超视距作战平台作战效能的飞跃提升,带来了空战环境的重大变革。非隐身机由于缺乏信息优势,极易在不知情的情况下就被F-22战斗机发现击落。
图示:F-22的4S功能特性,使得第四代战斗机参与的空战将在更远的距离上以更短暂的时长结束。这加剧了不同代空战平台的交换比差距。
可以说,F-22战斗机的4S特性,是为超视距空战量身打造的。F-22战斗机定义了雷达隐身战斗机的性能标准。虽然此时F-22战斗机看起来风光无限,但是又一场战斗机平台的重大变革正在酝酿,F-22战斗机登上超视距空战平台王座之时,可能也是超视距空战平台由盛而衰之时。
信息化作战平台的时代
1996年,美国启动了联合攻击战斗机计划,为空军、海军和海军陆战队共同研制一种用途广泛、性能先进而价格可承受的低档战斗机。2001年,美国空军宣布洛克希德·马丁公司的X-35验证机获胜。2006年12月15日,F-35A首飞;2008年6月11日,F-35B首飞;2010年6月6日,F-35C首飞。
F-35C是该系列战斗机的航母舰载型,该型机讲究航程与附加挂载能力,在必要时它可以完全作为一种攻击机使用
关于F-22战斗机和F-35战斗机的对比,是一个持续了数十年的热门话题。军迷们普遍认为F-22战斗机比起F-35战斗机更好,F-35战斗机是F-22战斗机的减配版。这就涉及到一个问题,要从什么角度来对比F-22战斗机和F-35战斗机。
自从二十世纪70年代以来,为了对抗苏联,美国提出了“第二次抵消战略”。这个战略的核心就是利用当时开始出现的以微电子、互联网为代表的信息技术革命,建立起以各类传感器和武器平台组网互联的新质作战体系,大幅度提高美军的体系作战能力。以技术优势作为力量倍增器,形成战场上的火力优势,从而战胜苏军的数量优势。

图示:短距起飞垂直降落型F-35B是F-35项目中工程实现难度最大的型号,通过共用海空军型的航电系统,搭载该型机的两栖攻击舰编队也可以执行夺取制空权任务。
这一理论下的装备革新,也被称为是本世纪发生的一次“新军事变革”。以美军的作战理论,交战双方比拼的是双方侦察、判断、决策以及行动(OODA)循环速度。在作战中应尽可能的加快己方的OODA循环速度,快速响应战场态势以及打乱或者影响敌方的OODA循环。
自F-35战斗机开始,战斗机平台又发生了一次革命性的变革,从空战平台向着信息化作战平台转变,战斗机的主要任务不再是自存在战斗机以来的以平台本身进行作战的模式,而是变成了成为空中的信息化作战平台,成为战场信息化网络的重要组成部分,参与己方的OODA循环。
波音公司竞标JSF项目的X-32战斗机。该机的布局不甚科学,升力发动机的工程设计也不成功。
F-22战斗机的4S特性,尤其是隐身性、超音速巡航和过失速机动虽然使其看起来似乎在空战中可以威风八面。但是必须看到,这些特性要求是在二十世纪80年代初制订的,当时就连超视距空战都尚未成为空战主流,信息化发展的程度也同样制约了对未来信息化作战的想象力。这使得美国空军对于未来空战的认识依然受到了当时技术条件的制约,注重平台自身的空战能力,强调了近距格斗能力,对于信息化网络的重要性认识不足。
1992年美国空军签署F-22战斗机的采办决策备忘录时,仅要求在相同的自由空战条件下,F-22战斗机的作战效能是F-15战斗机的两倍。与后来在2006年“北方利刃演习”中,F-22战斗机可以以144:0的交换比压倒三代机的现实相比,当时即使是开创了未来战斗机新局面的美国空军对于信息化手段能对于作战效能的提高也是严重认识不足的。
1991年4月,经过激烈的竞争后,使用普惠发动机的洛克希德YF-22原型机胜出
由于对信息化重要性程度认识不足,F-22战斗机装备的低可探测性的IFDL数据链,只能用于同型机之间通信,F-22战斗机成为了信息孤岛,难以参与战场信息交换。老旧的航电硬件配置,也会制约F-22战斗机的信息处理能力。这些因素导致F-22战斗机本质上仅仅是一款具备信息化作战要素的隐身超视距空战平台,4S特性很大程度还是围绕着自己成为一个高效的空战平台而设计,无法成为信息化作战平台。
对于F-35战斗机而言,它虽然不具备超音速巡航能力,隐身性和过失速机动比起F-22战斗机略差,但是在更先进的航电方案以及传感器体系加持下,战场态势感知能力和互联互通能力是远远超出F-22战斗机的。
在现代信息化战争中,F-22战斗机和F-35战斗机的关系,就像雅克-15战斗机和米格-15战斗机之间的关系。雅克-15战斗机使用的依然是传统的活塞式战斗机布局,仅仅将活塞式发动机换成喷气式发动机,甚至保留着活塞式战斗机传统的后三点式起落架,虽然名义上是喷气式飞机,然而技术上还停留在活塞战斗机时代。米格-15战斗机则已经完全是基于喷气式战斗机技术设计,所以虽然两者都是喷气式战斗机,之间却存在着本质上的代差。
图示:雅克-15是由雅克-3U活塞式的金属机身加喷气式发动机改装而来,是雅克局第一款喷气式战斗机。1946年4月24日首飞,为前苏联第一款实用型喷气式轻型战斗机。
同样的道理,F-35战斗机虽然不具备超音速巡航能力,机动性也不如F-22战斗机,看起来空战性能不如F-22战斗机,但是却是完全基于适应信息化战争的要求而设计的。在强大的战场态势感知能力以及MADL数据链的加持下,具备ISR(情报、监视与侦察)功能,能够为其他平台引导打击。
图示:F-35的航电系统已经做到了将多种载荷的瞄准与信息显示集成到头盔显示器上,未来随着Al技术的演进,该机飞行员将进一步“减负”。
2016年9月12日,F-35战斗机与宙斯盾系统首次完成了联合实弹演习,一架F-35B战斗机基于自身的传感器数据,在“海军一体化火控-制空”系统框架下,引导岸基宙斯盾发射标准-6舰空导弹,击落了靶机。F-35战斗机可以引导战场上合适的平台完成对目标的打击,并不一定需要本身进行打击。所以对于F-35战斗机而言,自身空战性能比起F-22战斗机有所降低并不重要。
另外从隐身飞机而言,隐身飞机最适合的用处,其实并不是空战,而是对地面目标进行打击,利用信息优势,通过穿透性制空来获取制空权。F-35战斗机能够借助信息化手段,极大提高己方整体的作战效能,这才是信息化作战平台的意义。
F-35战斗机作为一款优秀的ISR平台,与己方各种平台互联互通,实现信息的交换,加快己方的OODA循环。从这个角度来说,它已经是一款完全的信息化作战平台,比起还着眼于空战的F-22战斗机来说,理念上完全领先了一代。
正在与美国空军B-1B轰炸机联合演习的波兰空军F-16CBlock52战斗机,该机还不具备与F-35共享传感器信息的能力
由于使用“超级大黄蜂”平台,EA-18G电子攻击机具备了与战斗机对决的能力。
但是由于目前F-35战斗机均是单座机,完成对飞机的操控和作战以及ISR工作对飞行员来说就已经非常繁重了,这样会对F-35战斗机功能的拓展产生制约。
值得关注的是,根据网络消息我国的隐身双座型战斗机已经出现。它无疑有机会承担其无人僚机的指挥工作,甚至战场指挥的工作,在理念上比起F-35无疑又领先了至少半代。
双座的中国歼20S战斗机已经进入原型机阶段
轰炸机也能成为战斗机?
不过在欣喜之余,我们也要看到,2022年12月2日,诺斯罗普·格鲁曼公司的B-21轰炸机首次揭开了神秘的面纱。在揭幕仪式上,B-21轰炸机被诺斯罗普·格鲁曼公司宣布为六代机。这无疑颠覆了很多人对于军用飞机划代仅限于战斗机平台的固有印象。
从信息化作战平台的角度来看,未来战场上战斗机和轰炸机都将会是信息化作战平台,借助信息化手段,轰炸机一样也可以进行空战。隐身化飞行平台主要的作战方式将是穿透性制空,战斗机和轰炸机在作战上的界限显然会更加模糊。
B-1B弹仓中的转轮式弹架原用于发射巡航导弹,该结构改装后也具备大量携带空空导弹的潜力。
最重要的是,借助信息化极大提高了空中平台的作战效能之后,未来战争提升作战效能的手段将转向智能化,以人工智能辅助进行战场决策,交战双方转向了决策博弈。未来的空中作战平台可能会从信息化作战转向智能化作战,再次实现空战平台的变革。
诺斯罗普·格鲁曼公司宣称B-21轰炸机有更强大的数据链路和新一代高度综合化的模块化航电系统,将武器系统与其他系统有机集成。对于B-21轰炸机这样的大型隐身飞行平台而言,虽然很多信息尚未披露,但是我们可以想象,基于飞翼远程轰炸机相比战斗机更为巨大的机身,其内可以安装更多的传感器,更大的操作台,具备更长的续航时间、更强大的计算能力和更强大的通信能力。
航母甲板上的军械人员正在为舰载机吊挂雷达制导导弹,未来这类导弹的大型化还将持续。
战时,这样一款隐身轰炸机,已经具备了不仅能够承担轰炸任务,极有可能利用其良好的隐身能力和搭载的强大的计算能力,在战区上空整合自身的传感器探测到的信息和其他ISR平台传来的信息构建起统一的战场图景信息。在人工智能的辅助下,靠前指挥战区内包括有人机和无人机的各种平台进行作战,成为战场上的移动C4ISR平台,全力提升对作战的监督和决策能力。
这样理念的平台无疑比起歼-20双座型战斗机在智能作战平台层面上功能更加强大和先进,值得我们高度警惕和借鉴。
美国空军最新公开的B-21轰炸机,该机具备成为空中数据节点的能力,当然隐身突防仍是它的主要职责。
未来即是当下
战斗机已经走过了超过百年的历程,随着技术的飞速进步,战斗机的性能也在飞速进步。技术的进步也带来了作战方式的变革,进而带来了战斗机平台的变革。视距内空战平台比拼的是平台的空中机动能力。随着技术的进步,信息获取能力的增强,以信息的获取和利用为标志的超视距空战平台淘汰了视距内空战平台,并以隐身战斗机带来的制信息权的争夺带来了超视距空战平台的高峰。
图示:俄罗斯苏霍伊公司面向国际军贸市场推出的苏-75“将军”战斗机,这型战斗机将在多大程度上继承苏-57的发展成果,尚待观察。
信息化作战平台不再过于强调平台本身的飞行性能,而是着眼于以信息化手段提升OODA的循环速度,以信息的获取和交换来提升整体作战效能。而未来可能的智能化作战平台则着眼于信息的整合,人工智能进行决策辅助,着眼于以决策的提升来提升整体作战效能。
当下我们正处于战斗机平台从空战平台变革到信息化作战平台甚至未来可能的智能化作战平台的前夕。变革已经发生,未来即是当下。研究好信息化和智能化作战规律,做好信息化和智能化作战平台的建设,无疑将会我们带来与强敌对峙更足的底气,为未来的军事行动提供更坚强的保障。(全文完)
图示:虽然“忠诚僚机“项目已经让外界看到了无人战斗机蜂群作战的前景,但当前这类平台的飞控软件开发尚有很长一段路要走。