第六代战斗机

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导读:目前各国正在研发之中。与五代机相比,六代机通过全翼身融合和大升阻比设计,使飞机在各种高度、各种姿态下的隐身性和机动性都得到了很好的兼顾。如果说五代机是基于信息系统,那么六代机就是基于物联网。实现了真正意义上的陆、海、空、天、电、网一体化,实现了基于物联网的互联互通互操作。 虽然对“六代机”早就有传言,但正式的“六代机”作战概念是美国军方在2009年4月首次提出的。按照美军的分代方法,第五代战斗机F-22“猛禽”是目前美国空军最为先进的现役战机。美国诺思罗普-格鲁门公司、波音公司等军工企业都

第六代战斗机

第六代战斗机通常指人工智能控制的战斗机。目前各国正在研发之中。与五代机相比,六代机通过全翼身融合和大升阻比设计,使飞机在各种高度、各种姿态下的隐身性和机动性都得到了很好的兼顾。如果说五代机是基于信息系统,那么六代机就是基于物联网。实现了真正意义上的陆、海、空、天、电、网一体化,实现了基于物联网的互联互通互操作。

提出背景

虽然对“六代机”早就有传言,但正式的“六代机”作战概念是美国军方在2009年4月首次提出的。按照美军的分代方法,第五代战斗机F-22“猛禽”是目前美国空军最为先进的现役战机。美国诺思罗普-格鲁门公司、波音公司等军工企业都在自主进行六代机的研发,以准备参与军方的正式招标。 2010年11月3日,美国空军装备司令部(AFMC)向工业界发布了一份信息征询通告,要求工业界提供关于可在2030年左右形成初始作战能力的“下一代战术飞机系统”的形态构想及能力/技术需求信息。美国国防部航空系统中

美军第六代战机[1]心于11月5日宣布了关于第六代战斗机研制信息的征询书,要求研制者在12月17日前提交自己的观点。美国对第六代战斗机的基本要求是新飞机能够在2030年前达到初始作战能力,这将是替代F-22“猛禽”第五代战斗机的第一步,并且规定第六代战斗机将只替代F-22战斗机。报道中还指出,美国政府希望了解更多关于研制非动力武器、辅助能源、更有效的飞机表面导热系统可能性的信息以及有关可选择有人驾驶飞机概念的信息。这份征询书从一定程度上揭示了美国政府对第六代战斗机的期待,然而,从事实来看,关于第六代战机的悬念似乎并不会因此而平复。

研制动因

冷战结束以后,美军一直面临着长远发展与应对现实威胁之间的各种矛盾,如何统筹兼顾、保持二者均衡发展是美军建设需要首先解决的问题。进入新世纪之后,面对地区性大国的崛起以及地区不稳定因素的恶性发展,如何把握军队建设的投向重点,在美国国内更是纷争不断。根据美国前国防部长罗伯特·盖茨的预测,俄罗斯的第五代战机将在2015~2016年后投入部署,中国的歼-20也计划在2017年后投入部署,几年之后也有望拥有自己的第五代战机。未来如果中俄两国大量生产第五代战斗机,那么到2020年代中期,美国将失去对中俄的空战优势。正是出于这种考虑,美国军方已经下定决心,停止昂贵的F-22战斗机的生产,把资金用于未来数年内第六代战机的研制,以确保美国一直以来十分看重的空中优势地位。F-22战机初期概念性研究始于上世纪80年代初,当时F-15战机刚刚实现批量生产。将这些概念变成初期行动能力花费了20年时间。这些历史经验使美国工业领导人认为,美国需要另外一个20年来研制下一代战机。

想象图据国外媒体的报道称,俄罗斯已经服役的某些雷达已经具备探测美军隐身战机的能力,到2020年,俄罗斯战斗机对美国隐身战机(F-35和F-22)的探测距离将超过46千米。届时俄罗斯空军还将获得最新式的国产战斗机,这款战机有能力挑战美国最先进的F-35和F-22,预计最迟从2020年开始就会实现大批量部署。为应对俄罗斯国土防空系统的现代化和新入役战机带来的挑战,美国空军计划退役大批现役战机,例如F-15、F-16等。在加快部署F-35隐身战机的同时,开始研发第六代战斗机,以确保美国在空中领域的优势。过去的经验证明,美军必须拥有对潜在对手的明显优势,才能让对手忘而却步,不敢发动战争。

预估性能

提交研制信息的征询书指出,新一代战斗机应具备攻防能力,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。美国空军在相关通告中则提出,“下一代战术飞机系统”必须能够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、综合自防御设备、定向能武器和网络电磁攻击能力的敌军作战。

发展方向预测

围绕着未来战斗机中六代战斗机发展的各种可能性,人们进行了广泛的探索,主要方向有:更快的飞行速度,如马赫数5,主要集中于高超声速飞行器;更宽的隐身范围,宽频,甚至于全频全向隐身,主要集中于新一代高隐身战斗机;更多的传感器融合,以获得更加及时、准确和全面的态势感知能力;更好的自主飞行控制能力,体现为飞行控制系统更高的智能化水平,主要集中于无人飞行器;更强的机载武器系统,如激光武器、动能武器、束能武器等,主要表现为新概念武器的实用化;更高的飞行高度范围,如临近空间飞行器、空天一体飞行器等…… 迄今为止,战斗机的发展基本没有超出追求机动力与火力的范畴。第一代战斗机,实现了超声速飞行,火力配置为“航炮+早期空空导弹”;第二代战斗机,实现了马赫数2飞行,火力配置为“航炮+空空导弹”;第三代战斗机,飞行速度马赫数2,应用了机动性概念,火力配置为“航炮+近程格斗导弹+中远程拦射导弹”;第四代战斗机,飞行速度马赫数2,实现了过失速机动和超声速巡航,火力配置依然为“航炮+近程格斗导弹+中远程拦截导弹”。六代战斗机,面对着信息化的战场环境,必然要跳出传统战斗机的发展范畴。信息化战争,区别于机械化战争的一个显著的特点就是信息和信息技术成为战争的主导要素,在信息要素的作用下,机动力与火力得到了更精确地使用和更有效地释放。因此,如何发挥信息要素的主导作用,必将成为六代战机必须考虑和解决的问题。与五代机的隐身性和机动性难以兼顾不同,六代机通过全翼身融合和大升阻比设计,使飞机在各种高度、各种姿态下的隐身性和机动性都得到了很好的兼顾。从直观来看,六代机的曲面外形扁薄、平滑而流畅,传统意义上的机身、机翼和尾翼变得模糊。由于采用超常规气动布局、矢量推力发动机和智能化飞行控制系统,六代机将普遍具备超音速高机动和亚音速超常机动的能力。俄罗斯拟采用二元矢量喷口发动机,其俯仰角度可达正负20度,可以60度大迎角低速飞行和机动。波音公司宣称,F/A-XX能够实施各种超常规机动,常规的爬升、盘旋、滚转和直线加速等特性,也将全面优于F-22,具备完成导弹防御、空中遮断和近距支援等作战任务的空中机动能力。

概念图五代机,均强调隐身突防,但对远程打击强调不够。六代机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。其实现途径,除了追求超音速、长航时飞行外,将突出超高速、超远程打击武器的应用。

各国角逐

据俄新网报道,多名俄专家认为,俄军应像西方国家那样放弃T-50等第5代战机的研发,集中人力和物力研发第6代无人驾驶战机。与此同时,日本也推出了其第6代战机的技术标准。美国则正在研发第6代战机,拉开战机技术代差。

俄罗斯:强调战机会“思考”

俄国家安全问题研究中心主任阿纳托里·崔加诺克表示,培训飞行员的费用过于昂贵,下一代战机必将是无人驾驶的。俄罗斯“航空港”杂志主编帕捷列耶夫也表示,无人战机可以解决许多问题,包括对飞机速度、体积和重量等的限制。法国已放弃第5代战机,转向第6代无人战机的研发。美国也停产世界最为昂贵的F-22战机。在这种形势下,俄罗斯继续试飞与F-22相似的T-50第5代战机,显然已不适应未来战争的需要。据报道,俄罗斯航空巨头米高扬飞机设计局展示了其第6代战机——“电鳐”喷气式隐形无人战机。据称,这种战机具备高速、隐形和无人驾驶等特性。从照片上看,“电鳐”就像一架“缩小版的B—2轰炸机”,外形酷似飞镖。样机仅重10吨,载弹量2吨,航程4000公里。米格公司向俄空军保证,如果军方有兴趣选购,未来“电鳐”的个头和性能“绝不是这个级别”。 “电鳐”使用了先进的隐身技术,其隐形性能“超过美军F-117隐形战机”,能悄然突破敌方的防空系统,对重要目标实施攻击:其发动机采用扁平喷嘴,减少了热辐射量,也可规避敌方的红外线探测设备;发动机进气道被飞机的前翼遮盖,避免被雷达搜集到辐射波;控制板接合部、起落架舱门和机舱门处在几条平行的线上,大大降低了雷达反射面;没有水平和垂直尾翼,所有武器都“藏”于机身内的两个弹舱…… “电鳐”的主要用途是:突破敌方严密的防空系统,发射弹舱内的精确制导弹药,击毁预先侦察到的地面固定目标,也可击毁移动目标和海上目标。它的两个弹药舱,可各放一枚空对地导弹或反辐射导弹,或一枚250公斤-500公斤的制导炸弹。未来“电鳐”既可单独行动,也可与有人驾驶战机进行编队行动;既能执行危险的防空压制任务,又能有效打击坦克、军舰或机动导弹发射装置,甚至还可长途跋涉,偷袭美军设在阿拉斯加的F—22战机基地。俄军事学者赫拉姆齐欣认为,“电鳐”的出现正当其时。事实上,近20年来全球爆发的武装冲突都证明,各军事强国的防空系统越来越先进,为此,研制重型喷气式隐形无人战机迫在眉睫。

专家点评:

俄米格公司推出的“电鳐”无人攻击机在美、日、法等国大力发展第6代战机的情况下,俄罗斯不甘落后。因为,面对北约东扩和美国的反导包围,俄罗斯只有大力发展“杀手锏”武器,才能与以美国为首的北约相抗衡,确保俄罗斯世界大国地位。尤其是夺取制空权是打赢未来高技术条件下的地面战与海战的前提。

日本:依靠光传操纵系统

据日本《军事研究》最新一期报道称,日本防卫省技术研究本部正在研制具有“i3”(信息化、智能化和敏捷性)技术的第6代战机。报道称,日本研制的第6代隐形战机将采用“云射击”及先进座舱技术。这一设想类似于“云计算”,利用先进数据链系统,将己方机群形成“云”,通过共享信息等方式,作为群体发动最有效率的攻击。例如,在多架战机编队接敌时,如果A机未能发现近处敌机而B机发现,后者可将对方情况传递给A机,且地面雷达和海上军舰也可将数据汇入这一体系。这可以使战机的攻击范围产生飞跃性的扩大,并增加先发制人的机会,减少弹药消耗。日本防卫省技术研究本部认为,战机的主战武器空对空导弹已接近发展极限,很难在大气层内实现10马赫以上速度,同时其外形不利于战机隐形,而携带于机身内弹舱的方式又将限制战机载弹数量。因此,他们大胆提出了激光武器等定向能武器实用化的方案,并有所进展。据悉,日本第6代战机还将采取光传操纵。第4代、第5代战机通过电缆控制飞机。而光传操纵系统用光纤,消除了操纵信号受到电磁干扰的可能性,并大为减轻操纵系统的重量。对于今后的战机而言,光传操纵系统可谓是能够决定生死的技术。日本已在P-1巡逻机上成功使用了光传操纵系统。隐形性能也是日本第6代战机的主要特征之一。日本注重使用发达的民用技术和先进材料。例如,制造液晶电视所用的透明电磁薄膜材料对可见光是透明的,但具有可以遮断电磁波的特性,能用于制造隐形战机的座舱盖。日本防卫省认为,第6代战机的对手也是隐形战机,所以必须拥有大功率雷达,以加强探知对方的能力。日本正在研究氮化镓材料的雷达用功率放大器,这种材料可以使雷达天线的体积在同等功率下大幅缩小。此外,日本防卫省要求战机能够与未来其他的作战飞机协同行动,例如在前方担任战斗任务的自主型无人机、搭载具备反隐形能力大型雷达的预警机、搭载高功率化学激光器的战机等。他们通过多重加密的高速数据链相联系。如此一来,战机本身即使不搭载大型雷达,也可以通过无人机和预警机获取信息并攻击敌人,从而减少了战机的风险。据悉,目前有专家认为,日本正在研发的新式战斗机:心神战机并非五代机,而是第六代战机的验证机,对此,日本方面尚未作出正面回应。

专家点评:

日本六代机方案日本试图为处于刚起跑状态的世界第6代战机确立技术标准。任何一个大型武器装备,都会有一个国际通行的划代标准,谁确立这个通行的标准,就意味着谁处于该领域技术的领跑状态。以前的3代战机与4代战机,通行的世界标准都是美国人确立的,日本这次提出“日标6代机”,暴露出日本正在为其未来勾画一个更大的蓝图:不愿只做日美军事同盟的一个小伙伴,而是希望有更大的发展空间。

美国:速度高于5马赫

据路透社网站报道,美空军装备司令部(AFMC)日前发布了一份信息征询通告,要求工业界提供“下一代战术飞机系统”的形态构想及能力/技术需求信息。按照预想,美空军第6代战机将于2030年左右形成初始战斗力。美空军在通告中提出,第6代战机必须能够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、综合自防御设备、定向能武器和网络电磁攻击能力的对手作战,并可以在2030年-2050年间的“反介入/区域拒止”环境中作战。其主要任务是遂行进攻性和防御性的对空作战,同时希望该机能够承担导弹防御、空中遮断和近距空中支援等任务,且应当具有比现役战机更远的航程和更长的滞空时间,以及更好的生存力、态势感知、武器效能和人工智能。美联社报道称,洛克希德-马丁公司负责业务开发的副总裁鲍勃·韦斯说,公司“臭鼬工厂”已经在开发第6代战机的特定技术,其性能包括以高于5马赫(相当于5倍音速)的速度进行极超音速飞行、多光谱隐形系统和传感器融合系统。同时,波音公司“鬼怪”式工厂也在开发第6代战机,已设计出“第6代F/A-XX无人战机”概念图,其采用翼身融合结构,从驾驶舱到鼻锥为常规战机外形,但机尾部分取消了垂尾,与B-2隐身轰炸机酷似,有无人和有人驾驶两种方案。据悉,F/A-XX设想如果采用亚音速巡航方式,续航时间将高达50小时,其作战半径将会达到史无前例的上万公里;而如果采用高超音速巡航方式,其作战半径则超过1600公里,并对更多雷达具有隐身性。还有分析指出,美第6代战机可能会配备定向能武器——高能微波及激光武器,可防御来袭导弹,亦可携带各类导弹充当攻击武器平台。其所备弹药可能属于“可调控”式武器,可对空中或地面目标起到从损伤至摧毁的不同程度的破坏。

美六代机效果图不过,美空军司令部官员指出,第6代战机的经济性将受到高度重视,高达5亿美元一架的战机是美军方所不能承受的。分析人士指出,从美空军设想2030年研制出第6代战机的时间来看,它与美国提出的下一代轰炸机(空天轰炸机)面世的时间不谋而合。由此可见,美国不断推出更新技术的空中优势战机和空天战机,意味着正在把其空军发展成“空天一体”的新型空军,继续独霸未来绝对空中优势。

专家点评:

技术决定战术。长期以来,美国坚信先进武器装备是战争胜负的“决定性”因素,从而十分注重先进军事技术的研发,研制出一系列科幻般的高技术武器,也展现出强大的战斗力,为其称霸世界、充当世界警察提供了“坚强”的后盾。在各国都在大力开发第5代战机的情况下,为了保持与其他国家的军事技术代差,美国加快研发第6代战机就是情理之中的事了。

1. 计划 中国正在研制的多功能歼击机(代号为"火龙")获得重大科学技术突破,其先进性属于第六代飞机;该机的主要特点是更加先进的气动结构,新型控制系统,机载雷达的能力大为提高,可打击地面目标。该机还具有超级机动能力,如可进行"普加乔夫眼镜蛇机动",可使其大为扩大使用机载武器的能力,破坏敌歼击机的进攻,退出其武器杀伤区。 2. 基本功能要求 "火龙"型机的驾驶导航系统用于完成飞机在简单和复杂气象条件下,在任何季节和昼夜情况下、在陆地和海面上、在任何地形条件下的所有飞行阶段的导航和驾驶任务。在导航设备中包括惯性导航系统、多普勒速度和侧流测量仪、自动无线电罗盘、远距(卫星)导航无线电技术系统、近距导航无线电技术系统、相互坐标确定设备、信标无线电接收机等设备。在飞机设备中还有飞机应答机和国别系统应答机。通信系统用于飞行员与指挥所及空中飞机之间进行稳定的双向无线电通话,以及加密无线电电话和遥码通信。在飞机上安装有2部超短波电台、短波电台、无线电电话和遥码通信编码设备、内部通信设备(飞机通话装置)和通话记录设备。"火龙"型机的武器控制系统也十分先进,其保证在远距导弹战和近距空战中使用制导导弹,用雷达和光学激光站在远距导弹战中捕捉并跟踪目标,在近距空战中捕捉并跟踪可目视的目标,确定所发现目标的国籍,以及使用制导和非制导空面杀伤武器。武器控制系统包括雷达瞄准系统和光电瞄准导航系统。 3. 装备 雷达瞄准系统的重要组成部分是脉冲多普勒雷达,它可保证在前半球和后半球发现和跟踪在净空域和地面背景上的空中目标,以及地形制图和发现地面目标。雷达可同时跟踪大量的空中目标并保证锁定其中最危险的几个目标。雷达使用缝式天线(未来将使用带有相阵控天线的改进型雷达)。为保证全方位空域搜索和在后半球使用制导导弹,在飞机机载无线电电子设备中补充加入了后视雷达,安装在机身中部尾撑上。借助于雷达瞄准系统中的国别询问机来确定所发现目标的国籍。在光电瞄准导航系统中有驾驶导航系统、光学雷达站、头盔目标指示系统、武器控制系统、信息显示系统和机载数字计算机系统。该系统的瞄准部分完成雷达瞄准系统的功能,但只是在昼间简单气象条件下进行,特点是精度高,抗干扰能力强。光学雷达站是将红外方位仪和激光测距仪联合在一起。红外定位仪可根据热辐射来保证发现目标并进行角度跟踪,激光测距仪用于测量到目标的距离。光学激光站传感器配置在驾驶舱前面的球形整流罩内。

网友发布的中国六代机想象图4. 目标 头盔目标指示系统是在飞行员头部转向可能存在目标的方向后,对导弹的自主导引头和光学激光站扫描装置进行目标指示。武器控制系统是在飞行员按下作战按纽后,以给定的间隔和给定的顺序,自动完成航空杀伤兵器的发射程序。为使用数种空面制导武器,飞机补充配备了可替换式武器控制系统舱。信息显示系统保证在前玻璃显示器和多功能电子射线管显示器(或液晶显示器)上显示必要的驾驶导航和瞄准信息。光电瞄准导航系统的工作由机载数字计算机系统控制。地面或空中指挥所通过仪表引导机载设备无线电线路,引导飞机飞向目标。机载自卫系统用于对飞机受到敌雷达照射做出反应并及时通知飞行员,发现导弹的发射,在雷达和红外波段施放消极和积极干扰。在飞机上安装有无线电技术侦察站、红外定位仪、消极干扰(假热目标和偶极子反向体)投放器、积极雷达干扰站等。控制机载自卫系统的是机载数字计算机。先进的机载无线电电子设备和制导武器,大大提高了歼击机在打击空中目标和地面(海上)目标时的作战效能。在飞机上安装有"长城"型机载无线电雷达控制系统,包括机载雷达、作战使用中央处理器和国别识别系统询问机。机载雷达为新一代脉冲多普勒多功能多体制X波段相阵抗干扰机载雷达,使用带波导分配系统的消极相阵控天线。天线具有较高的放大效能和较低的旁波瓣水平,发现歼击机类空中目标距离在前半球不少于150-180公里,在后半球超过90公里。可在60-90公里距离上发现"坦克群"目标,在150-180公里上发现护卫舰类的海上目标。机载雷达可同时跟踪20个空中目标,可使用空空武器同时攻击其中的8个目标,在使用空地和空海武器时,可同时攻击2个目标。先进的机载无线电电子设备配合其它性能,可使该机对任何之敌进行强大打击,包括隐形目标,不进入敌防空区便可对敌地面目标进行攻击,完成低空飞行,绕过和飞越障碍,参加对空中和地面目标的集群行动,自动计算出飞行的所有阶段,自动监控各系统的状态并在极短的时间内排除故障。为进入作战区域,"火龙"可在低空完成长时间的地形规避自动飞行,之后使用自动化系统参加集群空战和强击行动。"火龙"所有阶段的飞行和作战使用都可在自动状态下完成。同时,该型机驾驶轻松舒适,配备有生命保障系统,并且最大限度地简化和减轻了这一复杂航空系统的维护。

1.隐身性能突出。在外形设计和气动布局上,该机借鉴了B-2A隐身轰炸机的设计,采用了无尾布局和翼身完美融合的外形设计,其W形尾部、直掠三角机翼以及锯齿状进气口遮板几乎就是B-2的缩小版。在机体材料选择上,该机采用全复合材料结构,雷达辐射能量少。此外,由于该无人机没有驾驶员座舱,体积和重量的减少使其在隐身方面具有有人机难以媲美的先天优势。 2.智能化程度高。“神经元”综合运用了自动容错、神经网络、人工智能等先进技术,具有自动捕获和自主识别目标的能力,也可由指挥机控制其飞行或作战。比如一架法国“阵风”战斗机可以同时指挥4~5架“神经元”无人机,在有人机前方进行侦察或进行攻击。 “神经元”无人机解决了编队控制、信息融合、无人机之间的数据通信以及战术决策与火力协同等技术,实现了无人机的自主编队飞行,其智能化程度达到了较高水平。 3.对地攻击方式多样。“神经元”无人机是一种集侦察、监视、攻击于一身的多功能无人作战平台。该机不仅能完成侦察、监视、通信中继和电子干扰等任务,更重要的是能采取多种方式对地实施攻击。它能在其他无人侦察机的配合下,反复在敌核生化制造和储存地区进行巡逻、侦察和监视,一旦发现目标便可根据指令摧毁这些目标。也可在前方空中控制员的指挥下,与地面力量密切配合,执行由武装直升机和攻击机完成的近距空中支援任务。“神经元”无人机具有隐身性能好和突防能力强的优势,能够诱敌暴露目标,并对其实施快速攻击。同时,“神经元”既能通过机载数据链系统引导友机规避或攻击目标,又能在友机引导下自主攻击目标。它战术反应敏捷灵活,攻击方式巧妙多变,令敌人防不胜防。 4.效费比高。“神经元”无人机兼具有人战机和导弹的优点,在作战使用时更具效费比。与有人战斗机相比,它不但生产成本低,而且可以不考虑飞行员的生理限制和生命保障,其费用比有人机节省大约65%。与导弹相比,“神经元”无人战斗机可多次重复使用,可以回收或自动着陆,由于装备有高速数据链系统,因而比导弹更加灵活。另外,“神经元”无人机如挂载联合直接攻击弹药打击地面目标,其成本远低于“战斧”巡航导弹。

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