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東大“六代機”飛了 美帝的“六代機”了?
送交者: 一劍破天 2024年12月28日21:56:46 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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■美國NGAD六代機想象圖

近期,東大兩款“六代機”試飛引爆世界網絡。而海的對面,美帝“六代機”現在又是個啥情況?實際上,六代機的概念最早是美國人提出並開發驗證的,但現在美國空軍堅持的第六代“下一代空中主宰” (NGAD) 載人“戰鬥機”計劃卻正在接受深入審查,在川普即將提名新政府空軍部長之際,美空軍12月5日宣布,將把其六代機NGAD的決策推遲到川普上台後。最近科技巨頭埃隆·馬斯克,就美空軍F-35戰鬥機項目那是一頓猛批,希望有人機被無人機所取代,這可把NGAD架在火上烤了,要知道,NGAD可能是最後一代集成有人駕駛的六代機了,現在它就站在命運的十字路口,它到底該往哪兒走呢?川普會不會一狠心就讓NGAD下馬?

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■東大三發版六代機想象圖

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■珠海航展展示東大六代機概念圖

一、美六代機NGAD是怎麼回事?

美空軍在F-22和F-35這些五代機陸續服役後,就開始琢磨發展下一代戰鬥機了,於是“下一代空中主宰”NGAD項目就這麼誕生了,其旨在打造未來強穿透、遠航程、大載彈量的制空裝備體系。2010年,美空軍發布下一代戰鬥機發展的信息徵詢書。2014年,美國國防部高級研究計劃局提出“空中優勢倡議”研究,2015財年,美空軍首次編列“下一代空中主宰”項目預算,標誌着項目正式進入採辦階段。2015至2016年間,美空軍圍繞2030年代空中優勢需求開展概念設計,確定了“系統簇”發展路線,為整個項目打下了基礎。2020年9月,美國空軍成功試飛了全尺寸演示驗證原型機,項目進入了技術驗證階段,2022年6月,美國空軍宣布項目進入工程與製造開發階段。項目的目標就是要在2030年代搞出一款比五代機還要先進的新型跨代戰鬥機,以應對不斷變化的全球軍事態勢和潛在對手的挑戰,維持其空中力量的領先地位。

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■NGAD情況介紹圖

NGAD計劃玩的是“系統簇”理念,目的是構建有人機與無人機協同作戰體系,其核心包括具有高隱身性、強機動性的載人戰鬥機,以及承擔偵察、打擊、干擾等任務的無人僚機“合作式協同作戰飛機”(CCA)。其中載人戰鬥機高度和速度可能與F-22相當,尺寸或看齊B-21隱身戰略轟炸機,可攜帶更多燃料和武器,包括遠近搭配的空空導彈、吸氣式高超聲速對面/對空導彈等,以滿足遠距離“穿透式”作戰需求。此外,還可搭載定向能武器、先進傳感器、電子戰吊艙等設備,並採用新的隱身塗層等技術降低可探測性,兼具制空、對面打擊以及壓制/摧毀敵方防空系統等多種能力。無人僚機CCA是NGAD項目中不可或缺的重要組成部分,將與載人戰鬥機搭配作戰,承擔情報/偵察/監視/目標獲取/瞄準、火力打擊、電子攻擊/干擾護航等任務,能夠搭載AIM-120、AIM-260及其他遠程彈藥,成為消滅目標的射手,並且可由載人飛機飛行員操縱,與CCA項目相互配合。NGAD的動力由下一代自適應推進計劃(NGAP)提供支持,發動機具備自適應能力,可增強航程與能源供應。NGAD還配備先進傳感器和高速穩定的數據鏈通信系統,保障對戰場的全方位感知與實時信息共享,助力作戰決策,旨在構建強大的未來空中優勢體系。

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■NGAD“系統簇”以構建有人機與無人機協同作戰體系

當前NGAD 計劃面臨的主要問題和矛盾十分突出,導致空軍緊急叫停項目並重新對其進行審查評估。一是項目超支越來越嚴重,導致現階段單價越來越攀升,這其實也和後面講到的第三點有關——作戰需求變來變去,導致單價水漲船高。二是技術風險挑戰嚴峻。要達到那麼高的性能指標,可不是那麼容易的事兒,裡面有好多技術難題。比如說新型自適應變循環發動機研發起來困難重重,全向全頻譜隱身技術實現起來也很複雜,還要集成激光等定向能武器。這些技術難題要是解決不好,項目進度就得延遲,成本還得增加,甚至飛機的性能都得受影響。三是作戰需求不確定。美國人認為潛在對手的能力一直在提升,作戰環境也在不停地變化,特別是東大等國家軍事技術方面的進步,令美軍對 NGAD 的作戰需求也跟着變來變去。這項目剛啟動的時候想的挺好,可後來威脅認知變了,作戰概念也跟着改,這就導致飛機的設計、性能指標、武器裝備這些方面都得不停地修改,進一步增加了項目的不確定性。當然還有其他因素的影響,比如俄烏戰爭帶來的無人機技術迅猛發展,直接讓美國新一屆政府高級諮詢機構——效率部部長埃隆・馬斯克對F-35戰鬥機項目提出了尖銳批評,認為F-35是“狗屎設計”製造有人駕駛戰鬥機是“傻子”行為,並認為無人機崛起將改變戰爭格局,傳統有人機或被淘汰。此次批評再一次將已按下暫停鍵的NGAD項目推上了“風口浪尖”,讓美國軍方和國防工業巨頭狠狠捏了一把汗。

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■埃隆馬斯克對F-35提出尖銳批評

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■NGAD採用的變循環自適應發動機,這是保證其久航性能和高速飛行的核心,技術研發難度大、成本高

二、美六代機NGAD會不會下馬?

前面說了那麼多,那麼NGAD到底會不會下馬?我的看法是川普上台後不太可能讓其下馬。主要原因如下:

首先發展NGAD是美軍戰略上的剛性需要。美國認定如今是大國競爭時代,印太戰區是衝突的最前沿,特別是一、二島鏈地區面臨着超級嚴峻的挑戰。他們認為東大的A2/AD(反介入/區域拒止)網絡已經具備威脅其二島鏈甚至三島鏈的能力,必須主宰這一區域的絕對控制權,美軍提出了穿透式打擊、“馬賽克”分布式作戰等概念,就是想憑藉NGAD超越以往戰鬥機的遠航久航能力、多武器/高密度掛載帶來的高殺傷力、超聲速無尾布局帶來的全向極低隱身等系列能力突入高烈度對抗的“反介入/區域拒止”環境,與B-21轟炸機和無人機協同穿透東大的防禦體系,藉助以其技術優勢消滅對手的空中力量,徹底摧毀A2/AD體系,為後續軍事打擊開闢進攻通道,因此NGAD對美國是軍事戰略上的剛性需求,根本不可能下馬。

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■美軍認為面對大國競爭確保太平洋地區的主宰權必須突破拒止環境,B-21和NGAD的組合是穿透打擊的理想武器

其次發展NGAD是裝備升級換代的必然需求。美國為了保持空中主宰優勢,始終將獲取跨代優勢奉為圭臬,不停地更新戰鬥機技術。現在五代機技術都慢慢擴散傳開了,東大、俄、韓、日、土耳其等好多國家都能研製和生產五代機,這讓美國技術上的優勢受到嚴重挑戰,加之東大六代機首飛成功的消息,將進一步刺激其加快發展NGAD。發展NGAD是美國保持裝備技術優勢、鞏固軍事領先地位的關鍵一招。NGAD 項目若下馬,美國在未來空戰中的技術優勢將大打折扣。F-22 等現役五代機逐漸老化,而F-35在某些性能上與NGAD預期性能存在差距,這可能導致美國會喪失空中優勢,這對美國來說是不可接受的。

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■隨着五代機技術的擴散,美國的戰鬥機技術優勢正在衰弱

最後解決NGAD當前的矛盾問題是有措施辦法的。NGAD成本超支問題十分嚴重,可以優化項目管理,通過調整技術指標,縮減成本設計,多採用成熟技術等手段,按照螺旋式迭代思路解決,通過發展中等規模能力的有人駕駛平台及更多CCA,就能在保證作戰性能的前提下,把成本和性能平衡好。另外,AI和CCA這些新興顛覆性技術能夠有效賦能NGAD項目,將有人機上過多的功能分解到無人機上來,能極大降低有人機的研製難度。特別是AI技術能讓戰鬥機的態勢感知、決策能力和自主作戰水平提高一大截,在複雜的戰場上能更快地做出反應。CCA和有人機組隊協同技術能夠增加彈夾深度提升火力,擴大偵察監視範圍提升感知,增強信息作戰水平提升優勢,任務靈活性和整體戰鬥力都增強了。靠着這些新技術,可以重新優化“系統簇”架構,降低NGAD系統規模,有效平衡性能和成本。

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■CCA是NGAD發展的必然,將極大壓縮成本,顛覆空戰

三、美六代機NGAD將走向何方?

NGAD既然被取消的可能性不大,那麼未來就很可能會在多方面進行調整優化,以更好滿足需求。那麼重新審查後的NGAD將變成什麼樣子?我們可以根據美國的國情、軍事戰略和作戰需求等情況進行分析預測,可以確定的是NGAD必然要進行改變,但其作戰定位和核心功能將保持基本不變。當前NGAD研發成本過高、作戰需求反覆、部分功能性能指標過高、採用的許多新技術過於超前,已經嚴重影響其後續的開發部署,這是其必然要進行改變的根本原因,調整後的NGAD應該會更加突出成本控制,聚焦核心作戰能力。

一是在經濟條件限制下,成本與規模必須進行取捨。根據美空軍相對穩定增長的預算費用規模,NGAD項目的整體預算預計不會變化,必須要大幅壓減約3億美元的單機成本,採用縮減成本設計,對有人機平台能力進行優化取捨並增加更多數量的CCA。有人機平台應當聚焦F-35等現役五代戰鬥機無法實現的高威脅、遠程空中優勢需求,通過取消過於超前的能力降低研製風險,降級NGAD有人平台的部分信息感知和作戰能力、減少武器燃油攜帶量,並將其分散到相對低成本CCA平台上,以維持“系統簇”的體系作戰能力。

二是在對手威脅持續增長的背景下,將更加聚焦新型作戰概念,突出核心作戰能力。美國將東大視為“唯一有能力”的競爭對手。先後出台“聯合全域作戰”“馬賽克戰”“分布式殺傷”“敏捷戰鬥部署”等一系列概念,意圖對對手進行模式塑造,讓對手按照美軍的戰爭設計以對美軍有利的方式進行作戰,形成路徑依賴,陷入美軍構設的兩難境地。NGAD就是一系列作戰概念催生的結果,千變萬變,匹配作戰概念滿足作戰需求的這個根本是不會改變的,它必須適應西太平洋地區所謂區域拒止環境和分布式敏捷作戰的要求,實現功能任務的分散化、可替代化,形成可分可聚、攻防一體的作戰體系,能夠通過任務式指揮和“敏捷戰鬥部署”實現兵力前推、隱身穿透、快打快撤。

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■馬賽克戰作戰概念架構示意圖

三是在“變與不變”基本邏輯框架下,功能性能將進行優化組合。為平衡成本和功能,應對威脅,可以預見的是NGAD將是一型注重隱身穿透、分布式協同、持久存在、多域作戰的六代機。首先在隱身能力上將追求極致的全頻譜、全方向的高隱身性能,相較於傳統五代機在隱身指標上至少提升一個數量級10dB以上,頻段覆蓋全頻譜,4π空間無明顯隱身“死角”,這是確保隱身穿透作戰的首要要求。預計其外形將採用超音速飛翼式無尾布局,使用新一代的隱身塗料。

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■五代機F-35並不是全向隱身的,頭部±30°左右的RCS最小,側向最差,六代機追求全向全譜高隱身性能

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■從雷達方程知,雷達發現目標的距離與該目標的RCS的四次方根成正比。若飛機的RCS減小一個數量級(1/10),則雷達探測距離相應降低為原來的56%,即減少了44%。

其次在平台飛行性能上將更加突出久航性和高速性。美軍為遏制東大,在加強前沿力量,鎖緊一島鏈的基礎上,強化對二、三島鏈空軍力量的分布式敏捷部署,將突出以迪戈加西亞、澳大利亞、關島甚至夏威夷等區域為戰略支撐點部署NGAD和B-21,這些支點距離東大沿海邊緣線非常遙遠,需要NGAD必須要具備至少3000km左右的作戰半徑、良好的加速性能和大的彈夾深度,這些需求將造成NGAD有人平台體量暴增,成本極劇攀升,可以預測為控製成本其可能嚴格控制機體大小,減少有人平台有效載荷及燃油攜帶量。為增加彈夾深度,標準武器的運載更多地要靠CCA了,這樣就能把執行任務需要的NGAD飛機尺寸控制在合理的範圍內。為滿足續航性能一方面繼續漸進發展自適應變循環發動機,另一方面發展NGAS(下一代隱身空中加油系統)或類似於MQ-25隱身加油無人機伴隨有人駕駛平台遠程作戰。隱形加油機可以在有爭議空域的邊緣工作,這樣就能彌補NGAD因為燃油減少導致的作戰半徑不足的問題。

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■迪戈加西亞、澳大利亞、關島、夏威夷等戰略支撐點基地布局圖,距離遙遠,分布分散,要求NGAD必須具備超遠作戰半徑、久航高速性能

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■為增加彈夾深度,標準武器的運載更多地要靠CCA,圖為承擔武器庫功能的隱身CCA無人機想象圖

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■美海軍的MQ-25“黃貂魚”隱身無人加油機正在為F-35C加油

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■隱形加油機可以在有爭議空域的邊緣工作,這樣就能彌補NGAD因為燃油減少導致的作戰半徑不足的問題

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■隱形加油機概念圖,正在為F-35提供隱蔽加油服務

另外NGAD將向極度去中心化方向發展,強化有人/無人協同的分布式裝備架構。其將對系統功能進行分布式配置,其中載人的 NGAD 組件是整個系統的核心,它和CCA無人機、新型武器、通信架構、傳感器、發動機這些東西一起,組成下一代戰術空戰技術生態系統。關鍵的功能不會都集中在一個平台上,而是分布在好多平台。比如說雷達、紅外搜索與跟蹤系統、電子支援措施及電子戰能力,這些都可以分散到模塊化的CCA和其他平台上,然後通過實時數據鏈接起來。這樣就不會太依賴單個平台的功能,整個系統的韌性就提高了。

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■NGAD將向極度去中心化方向發展,強化有人/無人協同的分布式裝備架構

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■通用原子發布4種新無人機概念,共享相同的核心模塊,分別側重遠程打擊、空戰、假想敵訓練、偵察等任務,體現了CCA的一種實現途徑

此外,NGAD將深化AI賦能作戰體系以實現新的能力湧現。AI將賦予NGAD更為強大的智能自主作戰決策能力。它能夠在複雜多變的戰場環境中,快速分析海量的戰場數據,自主判斷威脅等級,制定最優的作戰策略,並在飛行員授權或特殊情況下自主執行作戰任務。AI也將增強NGAD人機協同的智能交互體驗,使飛行員與飛機的人工智能系統能夠實現高效、默契的配合。

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■AI將賦予NGAD更為強大的智能自主作戰決策能力

最後NGAD可能放棄技術風險過高的突破性能力。比如說激光武器。激光武器裝在飛機上可不容易,重量、體積、複雜性、發電和熱管理這些方面都有很大的問題。另外在機動性方面的性能要求可能會被放寬,比如不要求一直能超音速巡航,也不要求能飛到超高空,這樣就能降低材料和開發成本以及NGAP的研製風險,雖然性能會下降一點,但是技術更加成熟可靠,極大的節約成本。

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■為壓縮成本,降低風險,滿足新的作戰需求,NGAD重新評估後將形成一款有人駕駛平台+三型無人機平台所謂的“1+3”構型(分別負責隱身加油、傳感器信息戰以及武器庫等職能)

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■川普上台後NGAD大概率不會被砍掉,受東大六代機首飛的刺激,其恢復開發後勢必加速研發。

美國NGAD項目處於關鍵的十字路口,其發展走向充滿變數與挑戰。儘管面臨諸多困境,但它依然承載着美國空軍對於未來空中優勢的深切期望與戰略訴求。在全球軍事航空技術飛速發展的浪潮中,NGAD的每一步調整與變革都將引發廣泛的關注與深刻的思考。按下“暫停”鍵的NGAD,對它來說未必就是一件壞事。

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