未來軍用戰機發展趨勢

2021-02-19 航空工業



軍用戰機是當今世界武器庫中重要裝備之一,同時也關乎到一個國家的戰略及安全,因此世界各國均把發展各類軍用戰機作為重點項目。近年來,隨著世界形勢的變化帶來的影響,軍機發展快速推進,呈現了一些值得重視的發展趨勢。

五代戰機如火如荼

F-22 戰鬥機是由洛克希德·馬丁研製的全球首款第五代戰鬥機,單位造價逾 1.5 億美元,堪稱世界上最昂貴的戰鬥機之一。F-22 具備超聲速巡航、對雷達隱身等多種能力,被公認為世界最強現役戰機。也正因其卓越的性能,美國聯邦法律禁止出口 F-22,寧可停產也不讓 F-22 技術外流,所以美國是目前世界上唯一擁有 F-22 的國家。

F-35 聯合攻擊機項目是美國唯一在研的第五代戰機項目,也是目前美國國防部最大、最複雜的採辦項目。該項目為滿足用戶的高性能要求,大量引入新技術、並強調不同軍種機型之間的高度通用性,從而導致研製經費不斷加大,研製進度一再拖延的困境。

F-35 聯合攻擊戰鬥機,是美、英等多個國家聯合研製的第五代多用途作戰飛機,主要用於前線支援、目標轟炸、防空截擊等多種任務。該機是一款由美國洛克希德·馬丁公司設計生產的單座單發戰鬥攻擊機,是 F-22的低階輔助機種,採用隱身設計和當今最先進的高新技術,將取代美國空軍、海軍及海軍陸戰隊多種現有型號飛機,被美、英等多國列為 21 世紀的空戰主力機型。



但由於技術和經費問題,導致F-35研製項目價格不斷攀升,還造成交付期限一再推遲。其實,美國把 F-35 拖入「馬拉松」怪圈還另有「噱頭」,那就是通過不斷加入新技術,使該型戰機在國際軍火市場上更具競爭力,並賣出更好的價錢。伴隨著 F-35 價格持續攀升,故障問題不斷,交付一再延遲,參研盟國苦不堪言,一些盟國不得不考慮撤銷訂單或減少訂購數量。但日、澳、韓等國為了配合美國重返亞太戰略,明確表示訂購計劃不變。日本已訂購 42 架 F-35 戰機,未來還可能訂購更多的 F-35 戰機。澳洲和韓國也表示,F-35 的購買計劃不變,澳洲打算買 48 架,韓國決定買 40 架。

除 此 之 外, 世 界 各 國 基 於 國 家戰略的考慮,也競相加快第五代戰機的研製。俄羅斯第五代戰鬥機原型機T-50 自 2010 年 1 月首飛以來,不斷加快研製進度,2013 年完成了 T-50的初步試驗,2014 年開始 T-50 國家試驗計劃。同年 1 月,俄空軍 T-50 完成首次遠航飛行,此次飛行距離長達7000 千米,攜帶了無線電電子設備和觀測瞄準系統,是該機試飛技術上的一次重大跨越。2015 年完成第一階段任務計劃。


2015 年 10 月 30 日,美國戰略之頁網站發表了題為《俄羅斯現在表示T-50 進展良好》的報導 :俄羅斯空軍方面宣布,其新型第五代戰機 T-50(或PAK FA)通過了所有飛行試驗,預計將於 2017 年服役。目前,俄羅斯共有5 架 T-50 原型機在試飛,但其中一架失火損毀,使研製進度受到一定影響。

T-50 是一款旨在與美國 F-22 戰機對應抗衡的俄羅斯隱身戰鬥機,同時也是俄羅斯與印度的合作項目。迄今為止,印度已為 T-50 的研發貢獻了3 億美元。但印度人聲稱,根據 2007年的協議,俄羅斯人提供的技術更新在頻次和詳細程度上均不符合他們的預期。按照俄羅斯的承諾,新戰鬥機的飛行壽命為 6000 小時,發動機可4000 小時保持良好狀態。可是 T-50的成本至少比蘇 -27 高 50%,每架戰機大約需要 6000 萬美元(基本款的成本,如果加上各種配置,費用至少還要增加 50%),這讓印度難以接受。

目前,正式列裝的只有美國的F-22戰機。正在研發的有美國的 F-35、俄羅斯的 T-50 等五代戰機,這些戰機無疑將會成為未來天空的競爭對手。

六代戰機初露端倪

在世界大多數國家尚在研製第五代戰機之時,特別是 F-35 戰機還在緊鑼密鼓的研製中,美國卻又把目標瞄準研製第六代戰機,此舉不能不引起了世界各國的高度關注。就目前空中力量而言,美軍的航空裝備一直處於世界領先地位,特別是以 F-22 為代表的第五代戰機列裝部署後,更增加了美軍的實力資本,哪個地區有「風吹草動」,美軍便以軍事演習為名,多次派 F-22 戰機到敏感地區炫耀武力,以表示美國的軍事存在。

儘管沒有哪個國家的空中力量能夠與之匹敵,但美國還是把加強空中實力的目標轉向第六代戰機,其主要緣由 :一是為了美國全球戰略的需求。二是保持空中力量的絕對優勢。三是保持技術的領先地位。

2007 年 10 月,美空軍率先開始對第六代戰機具體需求展開研究。隨後美海軍也在「下一代空中優勢」計劃框架下,對海軍型第六代戰機的能力需求進行了評估。經過前期論證,美空軍於 2010 年 4 月組建了第六代戰機辦公室。緊接著,美海、空軍分別發布第六代戰機「能力需求信息徵詢書」,表明美國第六代戰機概念設計工作正式啟動。

為了競爭最佳設計方案,主要有波音公司和洛克希德·馬丁公司兩家航空巨頭參與該項目的方案設計。波音 公 司 在 2008 年 1 月 首 先 提 出 F/A-XX 第 六 代 戰 機 概 念 方 案, 並 在2015 年 4 月推出了最新版概念模型,引起廣泛關注。洛馬公司於 2012 年 1月公布了其第六代戰機設計新概念,重點突出了新一代戰機速度更高、航程更大以及寬帶隱身等新特點。

從兩家公司的公布的設計概念方案來看,第六代戰機不僅繼承了第五代戰機的優勢和特性,而且在創新和性能上又有新的突破。目前,最受關注的還是波音公司的新版 F/A-XX 概念機,其主要特徵可概括為「六超」,即:超扁平外形、超聲速巡航、超常規機動、超遠程打擊、超維度物聯、超域界控制。

轟炸機再展雄風

冷戰結束後,美國隨即調整全球戰略,其中包括叫停發展「下一代轟炸機」計劃,轉而對 B-1、B-2、B-52等現役老飛機進行升級改造,以滿足現實需求。2011 年,時任美國國防部長羅伯特·蓋茨叫停了 「下一代轟炸機」項目(簡稱 NGB),原因是相關研發費用太高,一時給戰略轟炸機的發展帶來陰影。但不久,美國又啟動了較為高端且更為廉價的「遠程打擊轟炸機」(LRS-B)項目,從而使美國新型戰略轟炸機的發展起死回生,並引起世界各國軍方的關注。LRS-B 主要採用「現有技術」建造,節省了研發新硬體和軟體的費用。


2015 年 10 月 27 日,五角大樓宣布諾斯羅普·格魯門公司贏得了美空軍「遠程打擊轟炸機」(LRS-B)項目,這種下一代轟炸機將在大約 10 年後服役。有關軍事專家分析,LRS-B 很可能集隱身與超聲速於一體,這將是史上首次做到這一點的超級轟炸機。

2016 年 2 月 26 日, 在 美 國 空 軍協會主辦的 2016 年度空中戰爭討論會上,美國空軍部長德博拉·李·詹姆斯正式公布了美軍下一代戰略轟炸機的正式名稱 :B-21。根據美國空軍的要求,LRS-B 項目以現有航空技術為基礎,在儘量短的時間內研製出一款適應 2025 年之後戰爭環境的新型戰略轟炸機。按最初的計劃,LRS-B 將在2025 年左右形成初始作戰能力。



美國國防部部長卡特在新聞發布會上表示,這款遠程轟炸機將有效地支持美國的國防戰略,提高美國空軍未來的打擊和威懾能力。卡特還稱,LRS-B 將在未來 50 年內滿足美軍對於遠程轟炸的需求。

面對美國的戰略擠壓,俄羅斯也開始研製新一代戰略轟炸機。據俄羅斯衛星網 2015 年 5 月 26 日報導,「俄羅斯已向航空戰略方向邁出了重要一步」。俄羅斯國防企業已經開始進行新一代戰略轟炸機 PAKDA(未來遠程航空兵系統)的研製工作。俄新一代戰略轟炸機將裝備全新的系統,以支持新型機載高精度武器系統設備。另據相關報導,俄新一代 PAK DA 轟炸機將具有超強的隱身能力和強大的火力,可以保證俄羅斯空軍未來與美國擁有同一個檔次的戰略轟炸力量。該款速轟炸機可以完全替代俄現役的圖 -160、圖 -95MS、圖 -22M3 這三個型號轟炸機。俄空軍總司令邦達列夫此前透露,俄 PAK DA 轟炸機將在 2023 年開始在俄軍服役。

 

直升機突破性發展

直升機由於技術突破,呈現快速發展的勢頭。特別是由於飛行速度的提高和智能化技術的應用,使直升機特別是軍用直升機被各國列為重點發展項目。


從未來軍用直升機的發展趨勢來看,高速是一個關鍵性指標。目前直升機的巡航速度一般在 200 ~ 300 千米/ 時,很顯然難以滿足現代戰爭的需要,因此世界各國將突破速度限制的新型直升機定義為新一代直升機,巡航速度要達到 400 ~ 500 千米 / 時,其機動性、作戰能力及運輸效率將有非常大的提升,同時續航時間也相應延長2~3倍。如美國西科斯基公司在 2010 年首次試飛了 X2 共軸式技術驗證機,其速度達到了 250 節 (462.5 千米 / 時 ),大約為常規直升機速度的兩倍。S-97 是在 X2 基礎上發展而來高速直升機,由於採用了獨特的共軸雙旋翼加後機身推進式螺旋槳複合動力布局,S-97 的最高飛行速度超過每小時 480 千米,相當於美軍現役「黑鷹」運輸直升機的 2 倍,「阿帕奇」攻擊直升機的 1.5 倍。

其具備了超強低速機動能力、速度超過 200 節(370 千米 / 時)的大過載轉彎能力,在炎熱天氣下,其懸停高度達 10000 英尺(3048 米)。西方軍事專家認為,該型機代表了未來直升機的發展方向。

高度智能化是未來直升機的一個發展趨勢。目前,武裝直升機帶給飛行員的工作量還相當大,有的還需要兩個飛行員,一個負責駕駛,一個負責火控。隨著電傳飛控技術的發展與應用,智能程度不斷提高,將會大幅度減輕飛行員的工作強度。



模塊化設計也是未來直升機的一個重要發展趨勢。模塊化設計能夠大幅度提高飛行保障能力,特別是當直升機出現戰損或故障的時候,戰場保障人員可以不依賴設計人員的評估,而直接進行模塊化的更換,快速解決問題以提高戰鬥力。

研發性能卓越的隱身直升機也是未來直升機的一個發展趨勢。採用先進的隱身技術,不僅提高武裝直升機攻擊的隱蔽性,而且戰場生存能力也大大增強。

未來直升機也重視提高生存能力。如採用先進複合材料旋翼系統,不斷提高槳葉氣動特性、旋翼總體性能及直升機的機動能力 ;採用綜合顯示、任務計算機、高速數據總線和先進火控集成系統,配備有高級的紅外、雷射和電子對抗設備,以提高戰場生存能力 ;加強自身防護,如對機身與起落架採用適墜性設計,具有良好的墜毀生存能力,一旦發生墜落事故時,能有效保護飛行員不受傷害。

再就是無人化也是未來直升機發展的基本趨勢。特別是未來的信息化戰爭,無人直升機作戰平臺的作用將更加突出,比如無人直升機作戰的最大優勢就是可以實現零傷亡,並有效保障作戰人員的生命安全,從而大大降低戰爭成本。

無人機研發加速推進

近年來,軍用無人機進入快速發展階段。特別是隨著無人機大量應用與實戰,無人機的優勢和地位也逐漸顯現出來,因此世界各國都把無人機作為優先發展項目。在這方面美國依然走在前面,不僅頻頻進行多款無人機試驗,而且研製部署無人機作戰系統的步伐明顯加快。由於無人機的優勢日漸突出,特別是經過實戰的應用和檢驗,確立了無人機不可動搖的重要地位,給進一步發展各類無人機創造了有利條件。未來無人機的發展已

顯現出以下幾種發展趨勢 :



一是多種型號同步發展。由於美國全球戰略需求,對各類無人機的需求和依賴程度不斷增大,儘管近年來美軍軍費一再壓縮和削減,但對於無人機的研製項目不減反增。無人機研製方面多種型號同步發展,既有具有戰略意義的試驗驗證機和概念機,如X-37B、X-51、SR-72、RQ-180 等無人飛行器,又有具備實戰應用的戰術無人機項目,如 X-47B、F/A-XX六代戰鬥機等無人機系統,形成多種型號同步發展格局,以滿足美國的現實利益和未來的戰略利益。

二是採用新的設計理念。新型無人機採用新的複合材料,並在現有隱身技術的基礎上進一步提高全向寬頻雷達隱身能力。與此同時,還將隱身與超高效氣動布局融合起來,從而使隱身能力、戰術性能、飛行高度、續航時間得到進一步提升。值得注意的是,SR-72 在設計理念上發生了重大改變,「臭鼬」工廠提出「速度是新的隱身手段」,由於 SR-72 採用渦噴發動機與超燃衝壓發動機的組合循環推進系統,可以使巡航速度達高超聲速,從而達到隱身的目的,這一理念將對現有的防空體系產生重大影響。

三是注重多功能和一機多用。單一性能的機型已難以完成複雜多變的任務需求,因此在新機型設計時便充分考慮其多項功能,實現一機多用。美軍在研製第五代戰機時就採取一機多用或一機多型的設計思路,最大程度地提高飛機的使用效能。這種設計思路自然也會引入到無人機的設計上。如 SR-72 高超聲速飛機,在研製初期先設計小型的有人駕駛驗證機,然後再過渡到無人機。該型機除了速度優勢外,更側重於執行不同的任務。例如,按照「臭鼬」工廠的設想,SR-72 飛機不僅具有很高的速度優勢,而且集多種功能為一體,可以根據作戰需要執行集情報收集、偵察、監控、遠程打擊等多重任務。總的來看,大型化、隱身化、智能化和多功能一體化等都是軍用無人機未來發展的基本趨勢。

(以上內容轉載於《中國航空報》2016年5月14日(第3007期)第A05版《全球防務》;圖片來源於網絡)


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