F-22的喧嚣与中国第四代战斗机的未来

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F-22的喧嚣与中国第四代战斗机的未来


美国空军在今年3月25日再次损失了一架宝贵的F-22战斗机,这次坠毁事件与F-22在2004年试飞阶段出现的事故不同,美国空军基本回避了对本次事故发生的过程和造成事故原因的说明。F-22的坠机事故和美国政府因经济危机停止F-22后续定货虽无关系,但首次发生在批量生产作战型号上的事故让F-22再次受到各方的关注,只是这次关注不再是对性能的惊叹而是关注机毁人亡对F-22未来的影响。


F-22是美国空军耗时20余年才完成的第四代高性能隐身战斗机,虽然冷战结束后该机的定货数量已经由最初的750架陆续缩减到442、381、272、198到最后的187架,甚至这最后的187架采购规模在金融危机下一度也显得岌岌可危,但F-22在目前乃至相当一段时间之内仍是世界上最先进的战斗机,目前仍然拥有其他机型难以比拟的性能指标、战斗力和威慑能力。美国空军近年来始终在设法争取获得更多的F-22采购规模,美国庞大的经济实体在经济危机中也远没到瘦死骆驼的程度,但投入大量资金在经济上的美国政府越来越难以维持庞大的军事投入。美国政府在新的军事装备投资计划中将多个型号列入了削减的行列,其中已经削减到极限的F-22项目最终确定了停产的决定。


按照美国政府对F-22项目后续进展所做出的最新表态,F-22在完成目前的定货生产后将停止继续生产的计划,也就是说美国空军持续十年的争取目前看来已经彻底失败,至少在其他国家四代机形成战斗力并对美国的空中优势造成威胁前,F-22想要在继续生产装备上找到翻身的机会要存在相当大的难度。美国停止继续生产F-22的计划对美国空军战斗力的影响还难以准确估算,但是F-22项目停滞的时机正好是俄罗斯和中国四代机发展的关键时期。中国航空工业用20年的时间已经在战斗机生产技术上提高了一代,中国航空科研系统如果能利用美国暂时的装备减速争取到时间,将可能进一步缩短中国战斗机与世界最先进水平之间的差距。


F-22在技术上的特点与优势


美国空军装备的F-22是世界上第一种服役状态并形成战斗力的第四代战斗机,因为第四代战斗机在设计上应用了以隐身为基础的先进技术,综合战斗力相比第三代战斗机已经出现了本质性的提高,代差的出现使F-22成为世界先进战斗机装备发展过程中的分水岭。


F-22在设计上综合应用了美国第三代隐身技术和先进气动设计的成果,根据战场预期环境要求确定了符合实际需要的隐身措施,简单来说就是迎头和尾后方向各以降低雷达和红外信号为目标,雷达隐身主要采用外形隐身并用隐身涂料、结构为辅助手段,红外隐身则综合采用分散、混合、冷却等方法削弱以尾喷口为主的红外辐射强度。曾经发生过的空战历史中还没有隐身飞机对常规飞机的实战对抗,但是通过对以前空战过程中的作战特点进行分析却可以发现,绝大部分被击落的飞机都是在飞行员发现对手前就已经被击中。朝鲜空战中被击落的米格-15中超过一半的战例是被F-86偷袭,美国航空兵在越战中击落和被击落飞机中80%也是偷袭的成果。空战的历史证明战斗机发现目标的能力可以觉得战斗的胜负,隐身技术的低信号特征所争取的恰恰就是这个关系胜负的先手。战斗机的雷达反射面积如果降低90%则平均战斗损失率可以降低60~70%,如果在超视距空战中交战双方的雷达探测距离差距达到1比3,那么优势一方将可以在超视距空战中获得完全意义上的主动权,依靠远程导弹和雷达探测距离的优势实现单次打击的绝对战术优势,技术劣势的一方在这样的条件下几乎没有用战术弥补技术差距的机会。


F-22实现全面隐身技术的同时还强调了飞机的常规空战能力,推力矢量和高效气动控制的综合提供了很强的机动性能,F-22在亚、跨音速的机动性和敏捷性上全面优于三代战斗机,超音速巡航能力和超音速机动提高实现了真正意义上的超音速机动。F-22具备超音速巡航能力强化拦截和追击的性能或更快的通过防空火力杀伤区,但是超音速巡航的价值不仅仅只是飞机可以飞的够快,更重要的是在超音速巡航的过程中还可以保持满足战术要求的机动性,那种火箭式的超音速巡航在实战中难以保证获得真正的战术优势,这也是F-22超音速飞行性能要求与高空高速的二代战斗机的主要区别。


按照F-22的性能指标去对比第三代战斗机中较经典的苏-27SK,可以发现F-22即使不考虑隐身设计在战术上所获得的优势,仅仅依靠飞机本身在航电武器和飞行性能上的优势,在超视距和常规格斗空战中就可以获得比较明显的战斗力优势,如果考虑到隐身性能在发现、跟踪和攻击上存在的优势,苏-27SK在空战中面对F-22时几乎没有任何取得胜利的机会。美国空军在F-22形成战斗力后进行了多次与现役三代机的模拟对抗演习,公开消息透露F-22演习过程中在全部空战项目中都占据绝对优势,三代战斗机根本不具备在常规作战条件下与F-22正面抗衡的能力,即使依靠数量优势也难以有效抵御F-22的技术优势。这些演习中悬殊的胜负结果虽然存在美国空军宣传的因素,号称超过100比1的交换比也使F-22的战斗力接近了神话,但是F-22在空战能力上相对现役三代战斗机的优势仍然是确定无疑的。


F-22的基本战斗力优势是全面隐身设计在战术上体现的价值,隐身技术在战斗机上的使用改变了空战的传统战术,隐身飞机在技术上有能力对常规飞机实现单向发现和单向打击,并且可以在密集的地面/空中火力防御区中获得安全的通道,尤其是隐身飞机削弱雷达探测距离带来的战术优势,第四代战斗机已经成为现代战场上唯一能够有效打击空中预警机的战斗机。

F-22 10:1

EF2000 4.5:1

阵风 1:1

F/A-18E/F 1:3

F-15C 1:1.3

F-16C 1:3.8

F/A-18C/D 1:3.8

图注:早期美国以苏-35为标准进行的战斗机模拟对抗数据

(根据数据和目前各种渠道所透露出来的消息,可以看出美国空军对SU-35估计的过高而对F/A-18E/F估计的过低)


隐身技术的真实价值与作用


美国航空科研系统早在40年前就开始系统开发航空隐身技术,高度保密的隐身飞机项目为航空隐身技术蒙上了神秘的面纱,海湾战争中F117如入无人之境的表现和美国空军的宣传手段,将F117这种最早实用装备的隐身作战飞机塑造成了不可发现和不可拦截的超级武器。F117的神话在海湾战争之后延续多年并成为隐身飞机的代表作品,但是F117在1999年于南欧的损失却打破了隐身飞机的不败金身,南联盟击落F117的真实方法和过程目前仍然没有一个权威的解释,但这架F117的损失至少证明了隐身飞机并不是不可击落的神话。现在我们已经知道了隐身技术只是采用多种措施削减航空器信号特征的方法,现代航空隐身技术因为受到现有技术水平和应用方法限制,起到的作用只是尽可能的降低传感器对航空器的发现距离,也就是说现有技术条件下的隐身飞机只是不容易发现而不是不能发现,这个特点的作用在F-22的设计和机载设备构成上都有突出的表现。


隐身技术和反隐身技术的对抗现在已经各种有多种成熟产品可用的标准,但是相对隐身航空器在技术和实战上取得的大量实际经验,反隐身技术和手段现在还缺乏必须的成熟度和可靠性,很多理论上可行的反隐身措施在实际使用中都存在很多问题的干扰。隐身飞机在理论上可以被现役很多型号的雷达、红外等探测设备发现,但目前存在的很多反隐身技术的理论效果大都是在“干净”环境下获得的,隐身飞机在“干净”的背景环境下确实可以被多型传感器所发现,但如果将一滴水隐藏在一盆水中则分辨这滴水将会极其困难。隐身飞机完全依靠隐身技术突防和作战并不能获得完美的效果,只有将隐身飞机隐藏在大量战场目标和背景干扰下的复杂环境中,低信号特征的隐身飞机才能够真正隐藏到背景干扰里,隐身技术才可以在面对现代综合探测手段时取得满意的实际效果。


俄罗斯SU-35BM采用号称目标探测距离达到400千米的大口径相控阵雷达,该雷达的400千米有效探测距离即使是对中等反射强度目标的数据,其对雷达反射面积为0.01平方米目标的迎头探测距离也有可能达到70~80千米。SU-35BM如果真的能够对RCS0.01平方米的目标有80千米的雷达探测距离,那么对隐身目标的发现距离基本可以满足引导R77导弹攻击的要求。单纯从数据上看,新型雷达确实具备了对抗隐身目标的必要搜索距离,但机载火控雷达探测距离提高是不是就削弱了隐身飞机的战术价值呢?事实并不是这样的。机载火控雷达就算可以在80千米距离上发现小反射面积的空中目标,但是这个理论上的数据如果考虑到目标位置和背景干扰的影响,以及隐身目标依靠机载被动告警系统在被发现前进行规避机动的因素,常规目标依靠大功率雷达仍然难以摆脱对抗隐身飞机时在战术上的劣势。

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