軍事|從F-117隱形戰機到鴨翼F-47 解析美軍空中霸權的下坡路
【軍事】「神兵天降」「美軍無人傷亡」「委內瑞拉根本無還擊之力」……當委內瑞拉總統馬杜羅(Nicolás Maduro)及其妻子被美國強擄之後,網絡上出現了對美軍的一片讚歎之聲。
儘管直到目前,軍事行動的具體細節還很少透露,但就已經透露的內容而言,都是意料之中的,如CIA滲入刺探,無人機高空引導,突擊隊乘坐直升機滲入,等等。參謀長聯席會議主席凱恩(Dan Caine)空軍上將在行動介紹中透露,F-22、F-35、F-18E/F、EA-18G、E-2C、B-1B、RQ-180和加油機都參加了行動,也有目擊者看到特種部隊的MH-47、MH-60。
這樣龐大、複雜的軍事行動肯定有其精妙之處,但「神兵天降」依然掩蓋不住美國空中力量走下坡路的現實。這從上一次美軍抓捕別國領導人——巴拿馬總統諾瑞加(Manuel Noriega)就可以看出來了。
在1989年12月20日的這場「正義事業行動」中,美國空軍出動了F-117隱形戰機,這是世人第一次知道F-117,第一次聽說隱形戰機。從此空中戰爭進入隱形時代。
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1962年,蘇聯物理學家彼得烏菲姆採夫(Pyotr Ufimtsev)發表《衍射的物理理論》,奠定了電磁隱形的基礎。當時,計算機算力還很有限,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)在研究隱形飛機時雙管齊下,「海弗蘭」(Have Blue)則採用多面體形成閃爍回波的隱形技術作為技術研究機的基礎。但受到電磁隱形要求制約的氣動外形太糟糕,Have Blue被稱為「不可救藥的鑽石形」(Hopeless diamond),只是勉強能飛。
洛歇馬丁(Lockheed Martin,又譯洛克希德・馬丁)進一步改進後,成為F-117。在此期間,也形成很多隱形設計的原則:避免垂直反射面、避免直角凹腔、邊緣對齊等。
但F-117開創了隱形的時代。如果做不到F-117那樣的被動隱形,某種形式的主動電磁對抗是退而求其次的替代,可以算作被動隱形的等效。隱形不是萬能的,但在未來戰場上,不隱形是萬萬不能的。不僅作戰飛機需要隱形,艦船也需要隱形,坦克裝甲車輛同樣在採取隱形措施。甚至雷達和通信也採用了隱形手段,將信號偽裝成噪聲。
某種意義上,在巴拿馬首次亮相的F-117開創了軍事上的新時代,也標誌着美國軍事科技和軍事實力的巔峰,不久後的海灣戰爭只是在更大的舞台上驗證了美國的巔峰。
DARPA用來與Have Blue競爭的Tacit Blue技術驗證機是另一個思路,將入射的電磁波沿圓潤飽滿的上表面向周邊流動,最終在尖鋭的邊緣向周邊空間流散。這最終成為諾斯羅普(Northrop Grumman)B-2的設計基礎,飛翼恰好是實現這一思路的最好平台。在「正義事業行動」前六個月的1989年6月,B-2就首飛了。
這是美國航空科技還很能打的時代。第四代戰機(F-14、F-15、F-16、F-18)還很先進,而且已經成熟,對手的蘇-27和米格-29則剛入役不久,還在磨合中。事實上,這時洛歇馬丁YF-22和諾斯羅普YF-23已經在研製中,準備下線和對比試飛了。
到了這次針對委內瑞拉的「絕對決心行動」,美國沒有出動任何「奇蹟武器」,一方面沒有必要,另一方面也實在沒有「奇蹟武器」可以出動了。
隱形戰機已經發展到第四代。F-117的多面體算第一代隱形戰機;B-2的全向隱形但低機動算第二代隱形戰機;F-22的連續可變曲率表面將B-2的圓潤飽滿表面與第四代戰機的高機動性要求相結合,達到前向隱形和高機動,算第三代隱形戰機。現在則進入由中國南北六代為代表的第四代隱形戰機:全向隱形,高機動。
美國的下一代空優戰機(NGAD)啟動得並不晚,DARPA的早期研究在2014年就開始了。2016年,美國空軍啟動「空優2030」計劃,以後演變成NGAD計劃,但美國空軍在2024年中終止了這一計劃。彼時中國殲-20已經在東海騎脖圍觀了美國F-35A,所以不存在美國戰機「過於先進,不急不急」的問題。
2025年3月,特朗普在白宮宣布F-47研發啟動,要求在2030年代投入使用。但雲裏霧裏的想像圖上,欲蓋彌彰地漏出美國空軍曾經誓言「只會用在敵人的戰機上」的鴨翼。而此時,中國南北六代已經明確是無鴨翼,美軍反而開起了自己的倒車。
鴨翼當然有用,但也有代價。鴨翼不利於高度隱形,也增加阻力和重量。F-47無垂尾但有鴨翼,只能是因為解決不了氣動控制的問題。
根據想像圖上F-47的座艙蓋相對於機體的尺度來推斷,F-47的機體尺度不會太大。也就是說:即使F-47達到六代機的全向隱形要求,也很難達到六代機同樣要求的超大航程要求,對於克服西太平洋「距離的惡魔」很不利。
當然,只要思想肯滑坡,困難沒有藉口多。只要不找中國的麻煩,F-47在世界其他地方還是橫着走的。
美國空軍在2024年終止NGAD計劃時,有意用新思維替代傳統的戰機思維。而新思維的核心就是無人戰機。
反恐戰爭中,察打(偵察打擊)一體無人機大受青睞。烏克蘭戰爭中,無人機再立輝煌。用無人機代替部分有人機的作用,成為順理成章的期望。
美國空軍從簡單的靶機開始,研製無人戰機,克拉託斯XQ-58「女武神」就是代表。火箭助推發射升空還避免了戰時與有人戰機爭搶跑道的問題。回收也以降落傘、攔阻網為主,同樣不佔用跑道。
日常任務以有人戰機為主,無人戰機只要求在戰時急需的時候作為大量出動,作為增援和炮灰使用,不期望長期反覆使用,不期望日常出動。在短促、激烈的戰鬥中,能回收、再次使用幾個循環就是賺了,只要達到目的,一次性使用也不虧。這是低成本的基礎,要求單價控制在200-2500萬美元範圍,視配置而定。
問題是,雖然號稱是低成本,但一次性使用的成本並不低,少量反覆使用也不解決問題。最主要的是,這樣的輕型無人機派不了多大的用場。靶機是沒有載荷要求的,但無人戰機不僅需要搭載一定的機載武器,還需要一定的電子設備。這樣,起飛重量和成本馬上提高,XQ-58就不夠看了。
下一波是「協同作戰飛機」(CCA),通用原子YFQ-42和安杜里爾YFQ-44入選競標,起飛重量顯著增加,採用跑道起飛和着陸,要求在日常出動中反覆使用,而且需要伴隨有人戰機行動。為了凸顯戰機的定位,美國空軍特意啟用YFQ的型號序列,其中「Y」還是原型機的意思,「F」就是戰機,「Q」則是無人機。
YFQ-42和YFQ-44都已經首飛,對比試飛、擇優定型後,有望生產600架甚至1000架。為了控制成本,只要求中等隱形、中等機動性、高亞音速,基礎單價在2500-3000萬美元級,隨配置不同,會有顯著提高。預期優勝者在2030年達到IOC(初始作戰能力)。
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作為中等隱形、中等機動性、高亞音速的戰機,CCA在飛行性能上不超過米格-17,想要在空戰中衝鋒陷陣、殺神屠鬼是做不到的,只能充當「電子哨兵」,或者電子戰飛機,還有可能充當「外掛彈艙」。用於對地攻擊則彈艙深度不夠。
作為由簡入繁的開始,這未必不是腳踏實地的做法。但與中國在「九三」閲兵中展示的兩種無殲相比,水平差了5代。中國的兩種無殲是在氣動技術上與南北六代並肩的六代機,美國CCA則在性能上只與第一代噴氣戰機對標。CCA在電子和武器技術上再有「內秀」,也難以彌補這樣的差距。
美國不是不明白氣動性能的重要性。美國海軍陸戰隊曾經將AV-8B「鷂」式垂直-短距起落戰機深度升級,換裝了F-18的雷達,可以發射AIM-120中程空空導彈。但萬變不離其宗,「最優秀的亞音速戰機」畢竟打不過超音速戰機,撐到F-35B能接班時,立刻馬上毫不猶豫地全部退役了。YFQ-42或者YFQ-44把「Y」去掉後,就能創造奇蹟?怎麼可能!
可以與中國兩種無殲對標的美國高隱形、高性能無人戰機連PPT都還沒有上。不過與F-47一樣,關鍵是思想要滑坡,只要不找中國的麻煩,CCA還是夠厲害的。
其實美國海軍更加酸楚。DARPA在1999年就啟動「無人作戰飛機」(UCAV)研究,2006年美國海軍啟動「無人空中作戰系統」(UCAS)計劃。2011年,諾斯羅普X-47B首飛,採用雙後掠的無人無尾飛翼,最大起飛重量超過20噸,和殲-10C相當。
但這時已經很明顯,空戰為主的無人戰機太難,相比之下,氣動性能要求降低的無人ISR和打擊飛機更加現實。儘管如此,美國海軍還是興沖沖地將UCAS轉入「艦載無人監視打擊飛機」(UCLASS)計劃,此後用X-47B開始了一系列上艦和空中試驗,包括彈射起飛、攔阻索着艦、與有人機一起的甲板和機庫混合運作、自主空中加油、自主編隊飛行等。
但美國海軍解決不了自主作戰問題,最後在X-47B飛行測試完成的時候,UCLASS計劃下馬,轉入「艦載空中加油系統」(CBARS)計劃。經過競標,波音MQ-25「黃貂魚」入選。
與UCAS、UCLASS相比,加油機沒有作戰要求,只需要便於在艦上運作,具有足夠的載油量,能自主空中加油,航程要大,速度不必多快,只要能和戰機配對加油就行。有一定的隱形能力是加分的,因為加油機越來越成為重要戰場節點,容易成為敵人戰機的目標,隱形提高生存力。
因此,MQ-25是「有點隱形」、長航時、低機動性的通用飛機,採用細長的平直翼。唯一比較特別的地方是進氣口,是罕見的機背「跌入」式進氣口,不利於高機動飛行,但加油機本來就不要求高機動。
波音預料到美國海軍的UCLASS計劃要黃,重點要轉向,在2014年就內部啟動初步設計工作,在2016年CBARS計劃啟動的時候就遞交上去,2018年正式啟動工程設計。波音動作很快,2019年MQ-25首飛了。
但就是這麼一架要求一降再降的「有點隱形」、低機動、長航時飛機,依然好事多磨。首飛歸首飛,達到IOC可遠着呢,現在預期2027年才可能。
F-117在巴拿馬閃亮登場好像是個「魔法時刻」,這是美國空中力量心想事成的時代。但從巴拿馬通向委內瑞拉的路,成為美國空中力量的下坡路。幸好委內瑞拉太垃圾,但美國還是在殺雞用牛刀。
刀只能殺病牛了,雞儘管成了火雞,殺起來還是不費勁。但也別被「神兵天降」的劇情所迷惑,「絕對決心」行動在政治上畫下新底線:美國沒有底線;但在軍事上,這只是擁有絕對優勢的一方應有的表現,並沒有體現出比2011年擊斃本拉登(Osama Bin Laden)的行動更高的水平。擊斃本拉登發生在2011年,只是因為2011年美國才確定本拉登的精確位置,本來可以更早。
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