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美国六代机研制现状如何?

来源:科普中国-军事科技前沿2021-09-27 14:00

  网友提问:美国六代机研制现状如何?

  前不久,俄罗斯国际事务理事会专家亚历山大· 叶尔马科夫在俄罗斯《专家》周刊网站发表一篇文章,题为《新阶段:美国研发第六代战机》,文章中指出:如今,美军现代化最重要的议题之一是“下一代空中优势”计划——研发新一代战机,即媒体所称的第六代战机。

  关于六代机的定位,航空界其实一直没有标准,公认的几大特性包括可变循环发动机、无人操作系统、海陆空天电网一体化以及激光武器等。然而,这些技术尚在论证和研发阶段,目前没有任何一个国家将其应用在实战中。在这种背景下,十分注重先进军事技术研发的美国对六代机的研制自然成为了焦点,下面将分三个方面对美国六代机研制的现状逐步进行解读。

美国六代机研制现状如何?

 

  夺人眼球的创新方案

  早在几年前,为了研发一整套第六代战斗机系统,以便在2030年左右逐步取代五代机,如F-22,确保美国空军在制空权方面的战术优势,美国空军和航空工业部门就已启动六代机NGAD(下一代制空计划)的研制工作。新的构想图显示,战机采用飞翼、无尾一体化布局,箭形机翼,边条与机身头部融合。后缘有控制舵面和喷口,有一对垂尾,而且是可折叠的——在某些飞行状态下可以置于机翼上的收纳槽内。战机前部是有限长度的机身,其中有飞行员座舱,而其两侧则是发达的发动机舱。进气道位于机翼上部,从下部照射时无法发现。配备格栅导流板的平滑喷口也采取类似的形式。飞机配备两台涡喷发动机,有携带AIM-120空空导弹的能力。示意图显示其采用内埋式弹仓,位于进气道之下。同时,NGAD战机具备强大的网络战能力,可以在跨军种集群中展开行动,具备其他战机和卫星通信的能力。

  另外,根据DARPA美国国防部高级研究计划局的资料,美国目前已经开始进行空对空作战无人机计划,这是属于美国快速迭代六代机规划中的一个方向。在方案下,六代机是一种类似于B-21的大型战机平台,由该飞机大量无人机夺取制空权。而根据这一战术理论,目前美国各个军火商已经陆续发布了自己的“Longshot/远射”空战无人机方案。其中通用原子公司的方案所使用的无人机是类似于F35的气动布局,采用上平翼加V形垂尾,没有水平尾翼。该机型腹部空间较大,可以用隐身弹舱容纳2枚中距离空空武器。而诺斯罗普·格鲁门提出的方案则是采用尾部上进气道的传统无人机气动布局,武器部分也是在机翼挂架,整体隐身能力要逊色于通用原子的方案。而根据DARPA自己的设想,无人飞行器似乎是采用折叠机翼的冲压飞行器,不过这种无人机方案虽然隐身,但是整体设计难度更高。

美国六代机研制现状如何?

  战机发展的三个趋势

  通过研究美国六代机的各种方案,可以发现他们把未来六代机的发展指向了三个共同的方向。这其中,首先就是六代机隐身性能的极大提高。大部分六代机方案均使用了高隐身的气动布局,其中最明显的就是飞机的飞翼式布局,沿用了B-2的气动布局。飞翼布局的升阻比大、隐身性能好,B-2轰炸机的成功就是充分的证明。同时,美国空军在材料隐身和等离子隐身等方面也做了大量实验,甚至在未来实现六代机声光电磁等多领域隐身也是可以的。基于这些条件,美国六代机极有可能全方位、全频谱隐身。如此高的隐身性能要求其实正契合了美国空军提出的“穿透性制空”的概念。

  其次,六代机的发展还将体现在强大的新一代发动机上。为了研制性能足够的新一代发动机,美国不仅应用了研究已久的变循环发动机技术,还启动了适用于六代机的ADAPT项目计划。变循环自适应发动机通过改变某些发动机部件的参数,从而改善热力循环,可以达到优化飞机低油耗、大推力和隐身性能的目的。ADAPT计划则引入了第三涵道结构,与仅具有核心机和涵道两种气流形式传统的涡扇发动机相比,带有三涵道的变循环发动机则有第三个外流道,能够满足发动机对冷却空气的需求,从而使战斗机能在巡航模式和作战模式之间切换,保证飞机本身定向能和其他武器系统等高功率系统的正常工作。

  此外,美国第六代战斗机的发展表现出了智能化、信息化和无人化的趋势。相比于传统战斗机,NGAD将会表现出更快的数据处理分析能力,层次更深的信息集成能力,更高的智能化程度,就像是一台可飞行的超级计算机。在此基础上,无人僚机也得到了发展。利用人工智能技术,无人机本身的数据处理能力,配备了AI僚机的有人战斗机,将在蓝天之上占有一定的优势。在美国空军的设想中,利用数据链子网技术将一架NGAD战斗机与4-8架无人机/攻击机联结,就可形成一个战斗机组,六代机将与无人战斗机协同作战,无人战斗机负责中远距拦截,六代机则负责收网歼灭。

美国六代机研制现状如何?

  指标背后的军事需求

  美国要求第六代战斗机必须具有“全球警戒、全球到达、全球力量”三大核心能力,以及在“空、天与网络电磁空间(Cyberspace )”三大“域”中具有作战能力和压倒性优势,并且明确“航空航天优势”将是美国空军21世纪首要核心竞争力,要求未来的战斗机必须能够在2030~2060年间的“空海一体战”环境中能与具有空中电子攻击能力、先进综合防空系统、无源探测设备、综合电子防御设备、定向能武器和网络电磁攻击能力的敌军进行空中对抗和作战。

  可以清晰看到,美军假想敌的实力有了明显的增强,其实这也间接反映了美国日益增加的焦虑感。用技术优势建立战场优势,发挥装备性能和装备体系完备等方面的压倒性优势,是美军多年来对外战争不断强化的一个取胜秘诀,美国海空军率先装备五代机即是这一思路的体现。美国原以为战机的绝对优势会持续很长时间,然而,事实并非如此。急需外汇的俄罗斯在国际市场上大量销售与本国军队同步的装备,部分国家战斗机技术快速发展,这些都使得美国的装备日益面临与其他国家差距缩小甚至被超越的困扰。

  美国政府认为“在美国各种军事力量中,只有美国空军具有作战灵活性、远程性、快速性,同时还具有强大的对地打击能力,是美国各个军兵种中唯一对其他国家具有绝对的非对称优势的军事力量。”由此足以看出美国对于空军力量的看重。而这也解释了为何在各种装备水平均被追赶的情况下,美国要斥巨资来着重研制六代机。

美国六代机研制现状如何?

  另外可以发现,美国设想的将于2030年研制出第六代战机的时间与美国提出的下一代轰炸机(空天轰炸机)问世的时间不谋而合。从这里也可以看出,美国不断推出更新技术的空中优势战机和空天战机,意味着其正在把其空军发展成“空天一体”的新型空军,希望能在未来绝对空天优势下继续称霸。

  国家战略定位决定了其六代机的研制方向,但是共通的是六代机都将在保持高隐身性的同时,更加注重远程甚至超远程打击能力,兼顾各种高度、各种姿态下的隐身性和机动性,具备超音速高机动和亚音速超常机动的能力以及攻防能力,拥有例如防空和反导能力、实施直接航空支援能力、截获空中目标等多种功能,以及具备全面完成电子战任务以及进行侦察的能力。

  这也预示了未来空战可能的作战图景,即由先进的隐形载人飞机,半自动无人驾驶战斗机,定向能武器,以及一个潜在的人工智能网络骨干组成的高度信息化体系之间的战斗。

  联合出品:科普中国 光明军事

  作  者:宋  昕 王成龙 董正综

[ 责编:武玥彤 ]
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