與中國衝突美軍必敗?空軍「老爺機」當道 C-130J隨時服役150年
【軍事】與陸軍和海軍相比,空軍是年輕軍種。空軍擠滿八旬老人是不可想像的,尤其這些八旬老人不是本該安享晚年的老飛行員,而是孫輩飛行員操縱的爺爺輩的飛機。但這正在成為美國空軍越來越顯眼的現實。
11月18日出台美國空軍空運司令部備忘錄裏,宣稱下一代運輸機(NGAL)將在2040年代中期開始替換C-5M,2070年代中期開始替換C-17。計劃用單一的NGAL替換C-5M和C-17兩種很不相同的運輸機。
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C-5A從1970年開始服役,拉長、改進的C-5B在1985年開始服役,當前的C-5M不是新造的,而是由C-5B和C-5C(一共只有兩架,從C-5A改裝而來,用於運載超大貨物,如衛星)和部分狀態較好的C-5A改裝而來,2002年首飛。新機製造在1989年停止,C-5M的改裝在2018年全部完成。美國空軍現有52架C-5M。
C-17從1995年開始服役,製造在2015年停止,美國空軍現有222架。
也就是說,從開始服役的時候算起,C-5M要服役75年才開始退役,C-17要服役80年才開始退役,全部機隊完成退役還要再加至少20年,如果C-17的生產周期可以作為參照的話。
這不是特殊情況。KC-135加油機在1957年開始服役,最後一架KC-135是1965年交付的,現在依然在役,預計至少服役到2050年代甚至更晚。也就是說,「最新」的KC-135現在已經60年機齡了,到2050年代中期,那就是90年了。
B-52也不遑多讓。1955年開始服役,現在發動機換裝正在緊鑼密鼓中,換裝還將包括必不可少的機載電子系統,尤其是從F-18E「借鑑」的雷達,預計將使用到2050年代。現存B-52統統是H型,從1961年生產到1962年,此後再無B-52的生產。所以,到2050年代,也是九旬高壽了,或許達到那時操縱最後B-52的飛行員的爺爺的爺爺的年齡。
更有「誇口權」的是C-130,1956年開始服役,最新的C-130J還在生產中,預計將繼續生產到至少2030年代。與C-5、C-17預計由NGAL替換不同,C-130J的替換根本沒有提上議事日程,所以根本沒有退役的時間表。以C-17的最後生產日期到NGAL開始替換的時間推算,C-130J的替換要從下世紀初才能開始都是可能的。那離最初服役足足140-150年,這可能是飛機老壽星的絕對冠軍了。
直升機方面沒有那麼變態,但也有老壽星。1962年開始服役的CH-47現在以CH-47F的形式繼續生產。CH-47F的生產將在2027年停止,然後轉入CH-47F Block II繼續。美國陸軍計劃要一直使用到2060年代。那也是100年了,夠長壽了。
在戰鬥機方面,F-15在1976年開始服役。A/B/C/D型早就停產了,也都全部撤出美國空軍一線中隊,現有的如不就地退役,就轉入空中國民警衛隊使用。最後的F-15E在2001年交付美國空軍,但出口型F-15E的生產一直在繼續。現在深度大改的F-15EX開始生產,按照目前計劃,生產將持續到2030年代。現計劃屆時F-15E全部退役完畢。按照這個時間線推算,F-15EX可能在2060年代開始退役,屆時也要90歲了。
這些空中老人有的是真老,有的是老面孔新骨血,但基本氣動設計都是如假包換的老。
這些空中老人十月懷胎的時代,正是美國空軍戰後的黃金四十年。這不僅是航空科技高速發展的四十年,也是美國空軍財大氣粗的四十年。
這些空中老人在問世的時候,不僅代表當時最先進的航空科技,還大大領先於時代。加上設計時預留足夠的改進空間,幾十年後依然具有足夠的有用性。
C-5A是60年代設計的,在很長時間裏,這是起飛重量和載重量之王。落選的波音方案在幾年軍改民的掙扎後,最後改成著名的波音747,成就了另一段傳奇。C-5A不僅開創了寬體飛機的時代,TF39渦扇也開創了高涵道比渦扇時代,後來發展成為成功的CF6渦扇和艦用的LM2500燃氣輪機,後者至今是西方中型艦艇的主力動力裝置。
美國空軍運輸機另一主力C-5系列機型
C-17是在80年代設計的,在概念上結合了跨戰區的戰略運輸機的運能和戰區內的戰術運輸機的簡易跑道短距起落能力,採用先進的直接噴氣襟翼增升技術,在理論上有能力將主戰坦克從後方基地直接投送到只有簡易跑道的前線,軍事意義不言而喻。
KC-135和B-52都是噴氣時代初期的開路先鋒。KC-135的下單翼、翼吊發動機佈局至今依然是噴氣客機的基本構型,從KC-135發展而來的波音707開創了民航的噴氣時代,不僅使得洲際飛行大眾化,也乾脆利落地扼殺了馳騁大洋兩百年的郵輪行業。除了四發和雙發的差別,今天的大部分非航空迷都不一定能看出60多年前波音707和今天的波音、空客、商飛客機的差別。
B-52的起飛重量更大,只有用八台發動機推進。但為了超大起飛重量而設計的機腹四點式起落架,和為了避開發動機與機體不利交互影響但又設計經驗不足、只能使得發動機吊艙遠離機體的構型,意外地騰出翼根下的空間,特別有利於攜帶重型、超尺寸彈藥。在巡航導彈的年代,這裏是安排多聯裝巡航導彈掛架的地方;在高超音速導彈的時代,這裏則用來攜帶高超音速導彈。
C-130的佈局既不獨特,也不領先,但特別靈活和皮實的性能使得「大力士」老而彌堅。
CH-47則是另一個故事。雙旋翼曾經是提高起飛重量的必須,但串列雙旋翼在使用中體現出種種以前沒有想到的好處,使得CH-47在90年代差點淡出後,重回西方重直的C位。雙旋翼取消尾槳,也因此沒有相應的功率損失。雙旋翼顯著降低盤載,有利於高温高原條件下的安全飛行。在阿富汗作戰期間,不少在低海拔、涼爽環境下可以用UH-60執行的任務改用CH-47,就是因為這個原因。在相同盤載的情況下,雙旋翼比單旋翼的槳盤寬度縮小,更加適合在山地、街道、林區等狹窄空間使用。串列雙旋翼還可以在懸停中讓尾輪和尾門單點落地,前機身依然浮空,這對狹小的山頂或者屋頂機降特別有用。雙旋翼還有較大的重心調整裕度,便於外掛超大超重貨物。
F-15在戰鬥機歷史上是一個里程碑,低涵道比渦扇、中等後掠角三角翼和手不離杆(HOTAS)操縱從此成為先進戰鬥機的標配。重要的是,在此之前,戰鬥機的研製是技術導向,F-15是不徹底的以戰術要求為導向,但高推重比、低翼載依然使得F-15在載彈、航程和機載設備方面有很大增長空間。F-15E充分利用了這個增長空間,在保持甚至提高F-15C的空空能力的同時,整合進入相當於F-111的空地能力。這是戰鬥機歷史上和F-15基本型一樣重要的創舉。
多用途戰鬥機等於什麼都做不到最好,這是陳舊的觀念了。在氣動和動力已經做到極致的情況下,繼續堆系統性能的話,影響的是成本和飛行員工作負擔,但不影響氣動和機動。增加一個人手更能發揮增加的系統功能,這正是F-15E採用雙座的原因,也是F-15E做到真正空地兼優的原因。F-15E在美國空軍用作戰轟,是因為F-111退役後需要填空;但在外銷用戶那裏,都是作為空優主力使用的。F-15EX作為F-15E的深度改進型,在美國空軍重又作為空優戰鬥機使用。
優秀的設計經久不衰,但這不是這些空中耄耋老人長生不老的唯一原因。更加新穎的設計確實在繼續湧現,但新設計的落地也成為越來越冗長、昂貴的過程。如果優越性不明顯,還不如老設計接着用,這才是這些空中耄耋老人長生不老的最大原因。
具體到NGAL,C-5M依然是西方最大的運輸機,C-17依然是最好用的運輸機,但兩者的起飛重量和載重量很不相同,後者比前者小了接近1/3,但也因此具有簡易跑道的起落能力。
用NGAL同時替換C-5M和C-17現在還不清楚具體意味着什麼。基本定位向C-5M靠攏不大可能,太大了。運輸機不是越大越好,需要考慮主流貨物的尺寸和重量,只為極端裝載要求預留有限的空間,避免在日常使用中的浪費。基本定位向C-17靠攏的話,那意味着基本上放棄C-5M這個等級。要同時達到C-5M的載重能力和C-17的簡易跑道起落能力,還要做到成本控製,那對現有航空技術的挑戰是不可承受之重。
更加重要的是,空中戰場變了,超遠程空空導彈的威脅意味着運輸機需要有主動和被動的自衛能力。主動自衛意味着自衛電子戰系統甚至自衛空空導彈,被動自衛則意味着隱身。
導彈來襲預警不是太複雜,但干擾來襲導彈的電子戰系統的複雜性、成本都很高,而可靠性並不保證,不到來襲導彈在最後關頭偏離目標,誰都不知道是否躲過一擊,否則也不用費大勁搞隱身飛機了。但隱身戰鬥機難度很高,隱身運輸機的難度更大。
外觀酷似無尾飛翼的翼身融合體是很有希望的隱身運輸機構型。與無尾飛翼相比,翼身融合體在氣動上更加靈活,但在結構上更加接近傳統的筒體-機翼,只是在中央筒體(不一定是單筒,還可以是雙筒甚至多筒;不一定是圓筒,還可以是橢圓筒)與機翼之間採用高度豐滿、圓滑的融合體結構。
這意味着很多筒體-機翼結構的受力分析和製造工藝還能繼續使用,降低轉型成本。純無尾飛翼沒有明確的機體和機翼之分,受力分析和製造工藝迥然不同,對成本很不友好,所以只在高價值飛機上使用,成本還隨飛機的尺寸和起飛重量急劇增加。
但這畢竟是全新構型,需要砸錢、花時間才能實用化,而美國空軍已經沒有這樣的豪興了。
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NGAL的另一個問題是垂直-短距起落。C-17是在麥道YC-15的基礎上研製的。YC-15是與波音YC-14競標美國空軍先進中型短距起落運輸機(AMST)計劃的產物。YC-14利用康達效應,也稱上表面吹氣增升技術。波音YC-14下馬後,蘇聯時代的安東諾夫利用同樣的增升原理,推出安-72運輸機。
YC-15則採用帶噴氣襟翼的超臨界翼技術。在高亞音速飛行中,機翼上下表面氣流可能在局部達到超音速,形成激波阻力。一般採用後掠翼來推遲激波的產生,降低阻力。後掠角越大,減阻越好,但低速性能越差,對運輸機的空投和簡易跑道起落性能不利。超臨界翼的上表面相對平坦,下表面在後部向上「挖空」,形成後加載,推遲超音速氣流和激波的產生,有利於高亞音速巡航時的減阻,也因此容許採用較小的後掠角,改善低速性能。
噴氣襟翼則是大型襟翼,下垂時直接處在發動機噴流路徑上,靠強行向下偏轉噴氣形成額外升力。
AMST原意用來替換C-130,但計劃下馬了,相關技術用於更大的AMST,最後演變成C-17。
C-17具有驚人的短場起飛、着陸能力,但在未來戰爭中,遠程精確打擊對機場跑道的威脅太大,更加極端的短距甚至垂直起落能力或許成為必要。如果說大型隱身運輸機還有所考慮,大型垂直起落運輸機基本上是空白。
由於下一代運輸機(NGAL)和下一代加油機(NGAS)可能共享較多技術,從生存力角度來說,隱身和垂直-短距起落技術對NGAS也很重要。但KC-46剛剛入役,從結構壽命而言,替換還有時日。
在美國空軍的黃金四十年裏,只要新要求到位,只要新技術到位,新一代飛機立刻上馬,全速落地。F-15上馬不是因為當時的主力F-4已經快要結構壽命到期,而是下一代的戰術要求已經下達。C-5(還有同時代的C-141)與其說「替代」的是速度、航程、載重量都侷促得多但實際上沒有早多少年的螺旋槳前輩C-133,不如說是滿足甘迺迪(John F. Kennedy)時代提出的靈活反應、全球部署要求。
這是針對艾森豪威爾(Dwight Eisenhower)時代的大規模報復戰略太缺乏戰略靈活性而提出的,需要用機動靈活、易於升級的全球部署降低美國軍事介入的門檻,遠程重載空運成為關鍵的戰略工具。
那也是美國一方面面對蘇聯軍事威脅,另一方面要在世界充當世界警察,對戰略空運有很大的需求。C-5和C-141正當其時。
在C-17提出的時代,美國一方面要從歐洲收縮兵力,降低駐軍開支,另一方面要隨時應對蘇軍在歐洲發動三戰的情況。美國一方面在海上部署預置船,將大量裝備、彈藥靠前預置在海上靠近潛在戰區的地方,另一方面用點到點的戰略空運將快反部隊搶先部署到關鍵地點,C-17這樣將越洋空運與戰區內空運相結合的新概念運輸機在AMST技術的加持下應運而生。
在可預見的未來,美國的主要軍事對手無疑是中國,主要衝突戰場是台海,但美國的介入意願越來越低。這不僅有特朗普的政治意願因素,更有美國的軍事能力因素。最新的國防部淨評估辦公室(ONA)的報告《打不過:為什麼美軍必須重塑》(Overmatched: Why the U.S. Military Must Reinvent Itself)裏分析了台海戰爭的各種設定,結論都是美軍必敗。
換句話說,現在NGAL主要是作為C-5和C-17的替換而提出的,對於台海以外的戰場,C-5和C-17在很長一段時間裏還夠用,但從任務和戰術思想上來說,並沒有太大的變化,所以換代不急。
這不僅對運輸機如此,戰鬥機、直升機都都在不同程度如此。六代戰鬥機最核心的特徵是全向隱身和超大航程,但就已知和可推斷訊息而言,F-47在航程和隱身方面放棄全面壓到中國六代戰鬥機。UH-60在50年前就首飛了,但還將繼續使用,連用T901渦軸換發的計劃都取消了。FLRAA只是補充,不是替換。AH-64武直也是類似的故事。
老黃忠是五虎將之一,但要是五虎將都是老黃忠的年紀,三國演義就要重寫了。不是因為老黃忠太厲害、沒人可換,而是因為真沒人可換了。
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