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揭秘閃電II:F-35功能強大,非F-22低端補充
送交者: ZTer 2007年12月03日09:26:51 於 [史地人物] 發送悄悄話

白雲居士

  美國F一35是未來將大規模裝備的第四代戰機,是其2l世紀上半期最重要的戰機項目之一。可以說該機從誕生以來就一直是全球矚目的焦點,同時,關於其設計理念和特點也一直存在着很多的爭議。畢竟自20世紀90年代以來,人類社會開始進入信息時代,隱身技術在軍事方面的應用也漸趨成熟,世界航空裝備正處在一個大變革的時期。F一35就是吹響這一變革的最嘹亮的號角,引起爭議是很正常的。古人說:溫故而知新。那麼從過去歷代噴氣式戰機的發展中是否能找到F一35未來發展的軌跡呢?筆者認為,不妨把上世紀幾種典型的戰機拿來對比一下,從中也許能理清其發展思想的脈絡。

  新一代的F-16?
  如果說類比的話,那麼現在大部分人都會首先聯想到F一16“戰隼”。F一35在表面上是F一22的低端搭配,就如當年F一15與F一16形成高低搭配一樣,這也是很多人對“閃電”Ⅱ的最初印象。也正因為如此,F一35在機動性上不會特別出彩(相對於人們心目中最新一代戰機的標準而言),使它還沒完全開展試飛就已遭受很多非議。畢竟,這是新一代戰鬥機,連“颱風”這樣強勁的作戰平台也只能被稱為三代半,人們對最新銳的四代機——F一35的要求自然不會低。但我們如果仔細分析就會發現,F一35與F一16在空中力量體系中的基本定位有着根本性的不同。用F一16的作戰使用概念去類比F一35會產生很大的偏差,不利於對未來美國空中作戰體系做客觀的分析和研究。

  我們先來看F一16。該機產生於美國冷戰最吃緊的20世紀70年代中後期,當時美國一方面在越戰中耗費了巨大的資源,戰爭費用的膨脹成了朝野上下抨擊的重點;另一方面,蘇聯在戰略核武器上咄咄逼人的擴張態勢,迫使美國不得不在核軍備上保持高投入。而美國自身呢,起始於70年代初期的石油危機與經濟危機沉重打擊了西方世界,美元與黃金脫鈎標誌着其獨霸西方金融體系時代的結束。可以說當時的美國是內憂外患,頗有焦頭爛額之感,軍費資源相當緊張。科技的發展使各種作戰平台的價格都在飛漲,1945年時一架P51“野馬”戰鬥機單價5萬美元,相當於美國當時GDP的四百萬分之一;而到了80年代中期,一架F一15戰鬥機單價3000萬美元,相當於美國當時GDP的十萬分之一,相對價格已經躍升了四十倍。有評論就說,如果照這個速度發展下去,總有一天一年的軍費可能只夠買一架飛機。

  在這種局面下,美國內部在採用哪種武器系統方面開始出現不同的聲音,是採購和裝備大批量的簡單低端武器,還是少量的高端複雜武器系統。顯然,這是個在實戰檢驗之前“公說公有理,婆說婆有理”的事情。幸好現代技術的發展使得相對準確的作戰模擬成為可能。當時美軍對未來空戰進行了大量模擬,得出了這樣一個結論:在雙方飛機數量較少的情況下,技術性能高的飛機將取得較高交換比;而當雙方投入的飛機增大到一定數量後,單機性能對交換比的影響就比較小了。也就是說,一架F一15或F一14對一架米格一23的空戰交換比可能高達7或者10,但30架F一15與30架米格一23在體系支持下的大機群空戰中,交換比很可能只高出百分之幾十(作者未必正確,貝卡谷地戰役不支持這種理論)。

那麼,美國將要面對的軍事形勢是怎樣的呢?當時世界上的最強武力集中在中歐,冷戰時期雙方時刻準備的就是應付發生在中歐戰場上成千上萬飛機、坦克的大決戰。很顯然,單純裝備一種昂貴複雜的主力戰機是不划算的。一種性能類似於F—15的輕型廉價戰鬥機就成為一個重要的選擇。可以想象,這樣的搭配將能夠更好地應對高中低各種烈度戰爭,既可以在中小規模空中作戰中取得明顯優勢,又可以經得起大規模戰爭的消耗。因此,我們會發現F一15與F一16的性能比較接近。如果說鼓吹能量空戰的“戰機黑手黨”沒能在F—15身上盡情施展的話,那他們對格鬥性能的極端追求在F一16身上則得到了淋漓盡致的展現。F一15號稱“沒有一磅重量是為了對地攻擊”,中低空空戰機動性是其拿手絕活。F一16又何嘗不是,其在中低空的機動性、敏捷性上比起F一15有過之而無不及,這是由其基本定位來的。早期F一16甚至不能發射中距彈,更接近一種晝間格鬥戰鬥機。換句話說,F一16能幹的,F一15基本都能幹,“鷹”的影子可以基本籠罩“戰隼”。當然,後來美國空軍還是給F一16裝上了更完善的航電,並越來越多地讓它執行對地任務。這牽涉到美國內部比較複雜的軍費分配、作戰體繫結構矛盾的調整以及國際局勢的變遷等多種因素。

  回過頭來看“閃電”Ⅱ。F一35產生於美國戰略條件最為寬鬆的時期,當華約集團崩潰後,美國判斷從90年代起的20年內是難得的戰略機遇期,可以從容布局,為應對未來新的大國崛起做好準備。美國軍費雖然因為冷戰結束而遭到很大削減,但是外部軍事壓力很小,可以通過壓縮軍隊規模來平衡質與量之間的矛盾。因此,美國軍事科技的發展基本沒受太大影響。而20世紀80~90年代多項關鍵性技術的突破給軍事領域帶來巨大衝擊,信息、隱身等技術的成熟與發展使得軍事轉型成為新時期各國軍界關注的焦點。在這個大背景下,美軍的各個軍種都在籌劃着未來自身的體系架構與角色。於是,F一35就不再是一個簡單的F一22的低端補充,其任務區域顯然與後者重疊不多。F一35能做的和要做的,大部分是F一22不會去作也往往做不如F一35好的。再考慮到F一35是一種前所未有的三軍通用戰機,不像F—16那樣只屬於空軍,那麼完全可以說該機是一個肩負着把美國幾大軍種乃至盟國一攬子帶入隱身和網絡中心戰時代重任的新型作戰平台。從這個意義上講,F一35和F一22在美軍裝備體系中的地位幾乎同等重要,並無高低之分。甚至在一些美國國防部高官的眼裡,前者的地位在一定程度上還要高於後者。

  所以我們會發現,F一35在航電先進性和設備完備性上超越了美國和盟國現役的所有戰機,達到當代的巔峰,可以說是足斤足兩的主力戰機,而決不只是F一22的“廉價影子”。而F—16剛出來時最多只能說其航電採用的技術水準不低,但在功能強大和設備完善上相對當時的F一14、F一15、“狂風”、甚至“幻影”2000都處於一定的劣勢。 在這裡筆者列舉一些細節,就會發現很多有趣的地方:F一16擁有三代戰機里最好的座艙視野,這對於一架對地攻擊機其實並不是必須的。可美國人後來確實主要拿F一16丟炸彈,“戰隼”的空戰戰績反而由來自荷蘭的飛行員取得。可以說F一16在盟國才是干自己該干的活。而F一35呢,很明顯,它在未來要做的工作早已設計好,絕不含糊——在美國國內,“閃電”Ⅱ將是絕對的對地打擊主力,如果有更多的對空作戰需求,美國人直接生產更多的F一22將是更方便、高效的選擇。所以美國人對其空戰能力的提升並不很熱心。F一16的座艙視野比F一15要好,F一35的座艙視野則不如F一22,這可以算是一個肩負使命的外在表現吧。當然,到了盟國手中,F一35將第一次使它們踏入隱身空戰的時代,為其空戰能力帶來質的提高,估計把各種先進空空導彈等整合到“閃電”Ⅱ身上將是這些JSF計劃夥伴國更熱心的項目。

  看透了這些我們就可以理解:為什麼F一35在迅速超過原先設定的價格水準後,並沒有對美國軍方造成太大刺激;為什麼美國空軍吵着要F一22,而美國國會與國防部卻堅決支持F-35。因為F-35不止是屬於空軍,它是屬於國防部未來國防體系整體規劃的一部分。為了保證整個計劃的順利進行,所有的資源不能都放在空軍最鍾愛的F一22上。或許可以這麼看,如果說F-22是新的“超級F一15”的話,F一35卻不是“超級F-16”,而是“聯合隱身作戰平台”。它帶來的是一種不能隨便類比的新的體系概念。

  新一代的F一111?

  很多人都注意到F一35是一種相當“肥胖”的飛機,如今空軍基本型F一35A的空重已經超過13噸,縱向來看,當年F一15A試飛時也基本是這個水平。也就是說F一35已經與當年的雙發標準重型機空重相當,而比當年的單發輕型戰機F—16重了將近一倍。橫向來看,歐洲新一代主力戰機“颱風”空重約11噸多,“陣風”不過10噸多一些。假如F一35作為F一16接班者而被稱為輕型機的話,那“陣風”就要算小型機,我國“梟龍”只能叫微型機了。這顯然是荒唐的,可以說F一35是世界上第一種單發重型戰鬥機。

  為什麼會這樣?我們知道在40年前,美國海軍飛行員也曾經面對着一架停在甲板上的龐然大物搖頭嘆息,那是美國上一次海空通用戰機嘗試失敗的結果一一F一111B。實際上,從基本設計理念來看,F一111與F一35的相似之處幾乎不比F一16少:F一11l也是謀求成為一種海空軍通用飛機,都追求完善的航電系統以及巨大的內部燃油載量,都不過分追求機動性能。當然,相似之處基本也就是這些,它們在戰略理念上仍然有着巨大的差異。上世紀60年代,美國國防部長麥克納馬拉為了節省經費,鼓吹多軍種通用武器。但海空軍顯然對武器要求是不同的,空軍需要以對地攻擊為主的飛機,而海軍需要遠程巡邏與對空攔截能力更強的飛機。將這兩種窘異的要求結合在一架飛機上可是不容易。從技術所提供的資源來看,當時設計人員對於可變後掠翼這樣的新技術能帶來多大效益仍然沒有充分的經驗,硬着頭皮上馬的結果就是這個被飛行員稱為“土豚”飛機的肥胖與笨拙。最終,海軍型被廢棄,空軍型則修成正果,成長為卓越的重型戰鬥轟炸機。

  F一111艦載型的失敗有幾方面因素,有一個是很多人不太注意的,那就是冷戰高峰時期的巨大壓力使得項目技術預研很不充分。後來F一14計劃的成功既得益於海軍得到獨立發展飛機的許可,從而把設計要求修正得更加合理,也得益於之前F一111計劃積累下的寶貴技術經驗。那麼現在美國人重新搞起了三軍通用飛機,而且又是一個如此肥胖臃腫的大傢伙。這到底是發展方向的再次失誤還是技術發展的必然無奈?這或許是很多人的疑問。

  首先,F一35顯然不是一個準備不足的試驗品,其用到的隱身、氣動、航電等相關技術都經過了長期成功的驗證,不止是子系統,其整體技術方向在F一22上其實已經做了部分驗證。它之所以是現在這個樣子,是因為美國軍方想讓它是這個樣子,事情並沒失控。這和很多人臆測的恰恰相反。當然人們產生疑問也是自然的,因為當今航空技術的發展已經可以讓美國輕而易舉地研製出一種飛行性能超強的單座輕型戰鬥機——接近20噸級推力的先進渦扇發動機、二元或三維矢量推力技術、先進複合材料的製造和加工技術、各種驗證機與世界最大規模的風洞群、最先進的計算機模擬技術等等,無不讓其他國家的戰鬥機設計人員眼紅心熱。可最後美國佬拉出廠房的卻是這樣一頭“肥豬”,“養雞廠”變成了“養豬廠”,莫非美國人得了失心瘋?

  事實並非如此。美國人之所以這麼做,是因為技術的發展改變了規則。如果不站在美國軍方這個使用者的角度來看,就不能很好地理解F一35作為革命性飛機的重要意義。所以,我們先以一個設計者的身份看如何滿足空軍使用上的要求。

  首先,我們可以確認,想要一架全隱身戰鬥機的話,內置彈艙是必然要求。這會造成機身體積擴大,從而使空重與阻力的增大。其次,這架戰鬥機的機內載油必須要大。為什麼呢,既然已經有了彈艙,為了控制重量和體型,應該減少油量才對。但是一架隱身戰機如果機內載油少的話,將對其作戰使用帶來極大的制約。通過實戰人們發現,空中加油和掛載副油箱都有先天的缺陷——依賴空中加油將對加油機隊構成巨大的壓力,美軍在海灣戰爭期間為了維持每天2000架次的空襲規模,動用了幾百架空中加油機,幾乎已經達到使用極限。這些“空中乳牛”對於整場戰役的勝利可以說絕對不可或缺的。更應清醒認識的是,擁有幾百架大中型加油機的國家只有一個——美國。對於其他加油機數量遠不到三位數甚至只是零星幾架的國家來說,其加油機隊所能支撐的空中作戰規模是極其有限的。類似英國以“火神”突襲阿根廷斯坦利機場那樣的特種遠程作戰還可以支持一下,對於長時間大規模的作戰將是杯水車薪。而且,機內載油多、載油係數高的飛機也將從空中加油上獲得更大的好處,帶來更強的使用彈性。

  正因為如此,擁有700多架加油機、占世界加油機總數80%的美國也始終在追求作戰飛機更大的機內載油量。F一35A空軍型機內載油超過了8噸,要知道當年F一15A的這一數據也不過6噸出頭。加大機翼面積的F一35C海軍型現在所展現的巡邏飛行能力是非常驚人的。

  有人說不是還有副油箱嗎?但對於隱身戰機來說,外掛副油箱和彈藥都將破壞其隱身特性,必須在敵境外一定距離就拋棄副油箱,機內載油不夠的話仍然會影響對敵縱深目標的打擊,這對一架飛機的隱身能力無疑是種浪費。而且面對瞬息萬變的現代戰場,這也必然造成作戰使用上的諸多不便。

  我們再來看機載設備。對於隱身飛機,一些原本可以用吊艙解決的能力現在也最好整合進機體,比如F一35的光電和紅外系統、分布式孔徑系統等。此外,還要預留好充足的設備升級空間。畢竟航電設備升級是提升戰鬥力、保證戰機不落伍的最重要手段。對於F一35這樣長期主力戰機來說,在服役幾十年內可能需要搞很多次升級。作為參考,我們看看F一16,其後期改進在 發動機推力上可以始終滿足新的要求,但燃油不足只能增加保型油箱,設備空間不足就增加機背設備艙,一來二去已經面目全非。

  現在我們回過頭來盤點一下:兩個內部大型彈艙、8噸以上的機內載油、全套內置航電及其相關設備,很明顯,這個飛機怎麼設計都小不了。於是,必然需要一種極強悍的發動機,不然飛行能力就堪憂了。而即使是推重比達到10的發動機,當推力從13噸躍進到18噸以上時,重量也還是淨增長的。這麼一來我們就會發現,13噸的空重指標對F一35來說一點也不奇怪。更何況,F一35還要兼顧海軍型和陸戰隊型的作戰性能要求,並盡力維持各型別生產通用性的要求。除此之外,還要兼顧生產成本、生產模式以及降低後勤保障要求。這種系統工程的難度已經是駭人聽聞了。從現在情況來看,以洛·馬為首的這個工業團隊完成得還是很不錯的。

  說點題外話,其它國家將來如果想設計一款全隱身戰機時也這麼算一下,就會知道:在發動機、材料技術、航電等技術進化到足夠水準之前,別指望讓飛機性能平衡收斂在一個可以接受的點上。如果想達NF一35這樣進一步在作戰性能、通用型、成本等各方面全部平衡在一個高水平上,在可預見的時期內都是不可能的。但後來者仍然可以有所作為,以局部優勢塑造自身的不對稱戰法。比如採取雙發設計、減小機內載油從而提高推重比;只裝備針對空戰的航電設備;追求隱身性能的同時保持足夠的高空高速性能而適當放棄高機動性能,以在防空作戰中以合適戰法對抗四代機;或是以隱身性能為核心,放棄格鬥空中能力,以長程隱身對地打擊能力形成威懾。在必要的情況下,在成本、可維護性甚至可靠性上都可以先作部分犧牲等等。總之,如F一22和F一35這樣性能均衡,是以美國雄厚的科技和經濟實力才可以達到,那看似平庸的外表下是傲視天下的實力。作為追趕者,則必須有自己的戰略和戰術構思,有選擇、有重點地勾畫下一代戰機,才有可能實現自身軍事體系的成功進化。 說這裡我們就可以看清楚了,F一35的沉重與F一111的沉重完全不同:F一111是由於其技術不成熟和思路不清晰造成的失控;而F一35則是在作戰要求下基於技術與成本的主動平衡。

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