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“跨越式”發展:中國航空武器發展的趨勢
送交者: 張廣平 2004年01月13日19:24:12 於 [軍事天地] 發送悄悄話

摘要:以觀念與技術創新思維為導向,立足國情,從戰略、戰術、管理、技術的角度提出了空軍武器裝備"跨越式"發展應重視的問題、重點突破的方向、目標定位與發展方略。還討論了飛行試驗研究與"跨越式"發展的相關性,提出了飛行試驗研究應重點發展的關鍵技術與發展方向。

關鍵技術現代戰爭是以電子戰、信息戰為先導,依託於C4ISR作戰指揮系統,利用隱身、人工智能、精確打擊技術,追求高機動性,強調致盲、致聾、致啞、致癱的核威懾條件下的基因、生化、信息、磁、光、電、能全面應用的非對稱、超時空、超限性的全方位立體化戰爭。武器裝備的技術水平是決定戰爭勝負的關鍵因素。審視國外軍事技術、裝備的強勁發展和海灣戰爭、科索沃戰爭給世人帶來的啟示,未來戰爭,對空中力量更加倚重,一種全新的作戰理念正在形成。尋找一條符合國情、軍情的道路,使我國航空武器裝備實現"跨越式"發展是一項事關民族興衰的大事。

一、我國航空武器裝備研發與國外的差距

1.管理上的差距

在我國航空工業發展的指導思想上,思路不夠鮮明、持久、堅定,管理體制與管理模式尚未適應新經濟形態高速發展的需要。缺乏有效的約束、激勵機制和目標管理及績效評定的評價體系。目前還沒有解決好投資與效益,局部利益與整體,競爭、激勵、約束與集團利益和人的公平期望,科研與生產,型號與預研,創新與跟隨,成果與轉化之間的關係。低水平重複建設,重複勞動,機會工程,面子項目及浪費與效率低下的現象普遍存在。

2.技術上的差距

技術上的差距從大的方面來說體現在整個的工業技術基礎,例如,材料、電子元器件、生產創造工藝等尚不足以支持航空高技術的快速發展。就飛機而言,在航空產品研製的技術與實驗能力上還存在薄弱和空白的領域。航空材料、航空電子設備和系統、航空發動機還遠遠落後於飛機設計、製造技術。在飛機/發動機一體化設計、火/飛/推一體化設計、航電綜合技術、武器火控系統及空氣動力學在非定常狀態下的研究、隱身特性的研究與應用、發動機推力矢量技術的研究和應用等方面差距更大。航空技術的發展在很大程度上取決於航空試驗技術、試驗能力、實驗設備和測試技術的發展與完善。

二、走自主、特色式發展之路

從戰術、戰法、攻擊手段與總體作戰效能上形成多種形式的攻防打擊力量是實現武器裝備"跨越式"發展的有效途徑。鑑於目前的軍事對比與態勢,我國應着手發展高超音速、高機動性能的攻擊機和巡航導彈以及高空長航時無人偵察、干擾機,目標誘鉺機、尋地式無人自殺攻擊機,並加緊機載能束武器,磁、波、光、聲及發射後不管武器系統的研發,大力發展被動式探測技術和星、空、地一體化預警、定位、跟蹤、搜索、探測、攻擊及射頻攻擊控制技術。

1.發展的指導思想

航空武器裝備的發展必須根據現代戰爭的特點和發展趨勢,立足於未來假想敵和所擔負的任務上。目標應直指打贏未來高科技局部戰爭,應樹立攻防兼備,以攻為主的戰略思想,重視整體作戰效能的提高。走需求牽引、技術推動相結合的特色發展之路。

2.戰略戰術和關鍵技術

樹立超限和非對稱性的戰略思想,以干擾和摧毀敵方的C4ISR系統,提高電子對抗和電子戰、信息戰能力為前提,加速發展隱身和反隱身技術與精確打擊能力。增強打衛星、航母、潛艇作戰能力。在航空武器裝備發展上應優先發展機載電子設備和系統。重點發展機載雷達、通訊導航、武器系統的技術水平,以提高先敵發現、敵我識別、自主跟蹤、超視距攻擊、全天候作戰能力。尤其是要高度重視國外四代機的隱身、推力矢量控制、綜合電子設備、超音速巡航、高機動性、高敏捷性技術特徵,提出對抗手段、辦法和未來戰機的發展構想。其次是密切注意和重視國外無人作戰飛機的研製進程與動態。在我國航空武器裝備的發展過程中還應注重實戰效果、可靠性和維護性能以及維護費用等問題。正確處理好需求和可能的關係、高技術和實用性的問題,充分考慮現有技術儲備和經濟能力的可能性、風險性,減少研究成本和風險,追求整體效果。

3.發展重點與模式

航空武器裝備發展的重點應放在隱身技術、電子對抗與電子戰技術、先敵發現和超視距精確打擊技術之上。樹立兩個平台漸進式發展的概念,即有人作戰飛機和無人作戰飛機技術平台的不斷技術演進。現今以機體為平台,快速更新機載設備和武器系統已成為軍備競賽的敏感區。確立航空技術的發展模式和策略,加強航空實驗技術與能力的建設是當務之急。走立足于堅實的技術基礎之上的不斷創新式的發展之路,正確處理好趕超與跟隨的關係是實現"跨越式"發展的保障。跟隨不是一味模仿,而應是在關鍵技術上保持不落伍,進而趕超。如隱身技術有多種實現的理論和方法。如果能從隱身材料、結構、外形、等離子發生器的某一方面以新的理念來實現,要比國外的發展方法科學和經濟的多。因此,跟隨是針對新技術的性能和作用,目的是提出我國未來戰機的技術性能指標要求和實現途徑。如果是一味模仿跟隨,一是經濟能力和技術儲備不足,同時還導致發展周期長,最終結果是永遠跟不上。

一味仿製必定導致永遠跟不上

4.航空武器裝備"跨越式"發展的創新性思維

武器裝備的發展不單是一個技術性問題,還必須解決好發展的指導思想與立足點問題。從航空武器裝備的發展來看,其核心動力首先是來自航空理論、關鍵技術的突破和完善與實戰應用的檢驗與需求及革命化的創意。隨後是緊隨科學技術的發展步伐在技術上全面跟進與廣泛採用。高、新科技成果在不斷地沖刷着航空武器裝備的設計思維。突破音障後產生了噴氣超音速時代。電子工業的迅猛發展,新材料、新工藝、新技術,尤其是計算機技術的廣泛應用,實驗技術能力的不斷提高,動力裝置的不斷改進,又產生了"三代"作戰性能更好的飛機。隱身技術與推力矢量技術發展又促成了"四代機"的概念。從其發展的規律和趨勢上看,在今後相當長的一段時期內,航空理論上的突破將不再成為武器裝備實質突破的直接動因,相反日新月異的各種新技術、新工藝、新材料將導致飛機的不斷變革。因此,我國的發展策略應是以發展建立起一個系統,即C4ISR作戰指揮系統。確立兩個平台,即有人和無人作戰飛機技術平台和六項突破:發動機技術的突破;機載電子設備、系統的突破;綜合一體化(火/飛/推)設計技術上的突破;隱身與反隱身技術上的突破;電子對抗與電子(信息)戰技術上的突破;飛控(敏捷性、機動性)技術上的突破的發展戰略理念。這裡所說的飛機技術平台的概念是指以一、二、三代機的原型機為標誌的、以某一特定的飛機氣動布局與總體結構和強度設計加動力裝置而構成一個基本技術性能平台為基礎,在這一平台基礎上,相關的航空技術除考慮作戰性能與平台技術融合和匹配外,還要不斷推陳出新,根據性能與作戰用途的要求,延續一個技術平台的序列,就像美、俄在初始三代機技術平台上發展了F-15、F-16,蘇-27、蘇-30等。如果特定性能的平台有了實質性的技術、性能上的突破,則進而發展更高一等級的平台。國外航空武器的發展正是在這樣的理念之上前進的。這也應是我國航空今後發展的模式與道路。

5.航空武器裝備"跨越式"發展的目標定位

實現"跨越式"發展應以技術跨越、時間跨越和武器裝備系統總體作戰效能的提高跨越為標誌。航空武器裝備"跨越式"發展的目標應建立在突出重點、協調發展、講究實效、形成特色、提高總體攻防能力之上。尤其應突出技術與時間上的跨越。在具體操作上應分為二個目標和二個發展階段,並堅持走重視質量之路。

第一步,要充分考慮作戰環境的影響和適應能力,以實現有效對抗為目標,加大預研工作的廣度和深度,提高實(試)驗能力,增強技術儲備。在重視發展戰鬥機的同時,應重視相關作戰系統的發展,如預警機、加油機、電子戰飛機。在技術發展上要完善"三代機"技術平台,重點突破機載電子設備和武器火控系統性能,增強電子對抗能力和對付隱身技術的辦法,尤其是應重視航空軍用發動機技術水平的提高。要以實現強有力的電子對抗,反隱身能力、多目標跟蹤、識別、偵察、干擾、探測,超視距攻擊和精確摧毀能力為標誌。

第二步,在強大的技術儲備和充分消化吸收現有先進航空技術與理論的支持下,重點發展我國的"四代機"技術平台和無人作戰飛機平台,掌握推力矢量技術和隱身技術的應用,實現航空器的短距起降和艦載能力。並在戰術需求的牽引下發展不同用途和性能的作戰飛機,相關的航空技術要重點突破信息戰技術、 能束武器、智能材料、智能彈藥、電磁戰與隱性通信技術、被動性探測與攻擊、人工智能。以良好的機動性、敏捷性、穩身性為標誌,以優異的一體化設計、高度的技術融合為特色,以高可靠性和維修性為特點,實現對全方位、全天候的打擊力量。

三、飛行試驗研究是確保航空武器裝備"跨越式"發展的基礎

現在一架新機的飛行試驗在費用上約占整個飛機研製經費的1/4~1/3,占整個飛機制研周期的50%。飛行試驗貫穿於基礎研究、型號研製以及航空器使用和發展的全過程。

1.飛行試驗與航空武器裝備發展的關係

現代科研是建立在科學試驗的基礎之上,飛行試驗同樣也影響着航空技術和武器裝備的發展。航空武器美、俄技術領先,其強大的試飛基地和能力是其發展的重要支柱。先進的電傳操縱系統,推力矢量技術,隱身技術,綜合航電系統,火/飛/推一體化設計技術等都必須應用飛行試驗演示驗證的手段,才能使其儘早地形成生產力和戰鬥力。現今飛行試驗的重點已從飛機性能、結構轉向航空電子綜合試驗。綜合航空電子系統的飛行試驗架次和小時數已占整體的一半以上。以美國F-22飛機為例:投入的9架試驗機中有6架用於航電綜合、隱身特性及武器系統的綜合試驗上。現在飛機綜合性提高,性能、功能增強,飛行試驗的測試參數劇增,目前一架新機的被測參數都在4000個左右,試飛架次也在2400架次之上。投入的試驗機也在6~9架不等,有的甚至更多。同時隨着航空技術的發展,先期技術演示驗證試驗在試飛中的作用和比重越來越突出。因此,提高對科研試飛的認識,弄清預研試飛和驗證試飛的定義與重要性是致關重要的。地面仿真、空中精飛、技術驗證、預研攻關、系統綜合鑑定、定型是現代試飛的特點。

2.我國飛行試驗研究發展的現狀

跨越式發展是唯一方向和保證

我國飛行試驗研究已經歷了40餘年的發展歷程,通過多種型號試飛的實踐,積累了豐富的經驗。飛行試驗的手段也從以光線示波器、磁記錄器、搖控搖測發展至今天的實時採集、傳輸、監控、處理階段。目前已擁有DAMIEN-Ⅵ、8000系統,A/G DAS、Delta-600系統,Gyber-972和CD4680系統等一批具有國際先進水平的設備,基本實現了數據處理的及時性。但與國外飛行試驗的發展水平和今後承擔的任務來比較,還不能適應和滿足今後我國航空技術發展的需要,必須加快軟、硬建設的力度和步伐。

3.飛行試驗研究的發展方向和急需解決的幾個關鍵問題

現代航空技術的發展在很大程度上取決於航空試驗技術、試驗能力、試驗設備和測試技術與手段。目前各航空大國都在積極建設和完善先進的地面、空中試驗設備,並在試飛的組織與管理上下功夫。面對我國航空技術的發展需求,必須在飛行試驗研究的組織、管理、技術、能力上下功夫,創造"跨越式"發展的基本條件。

(1)縮短試飛周期,提高試飛效率,節約工程費用,降低試飛風險是當今試飛工作追求的目標。 為提高我國航空產品鑑定試飛的質量和進度,應積極推行綜合試飛與聯合試飛和主場地原則,即承制方、鑑定方和使用方聯合起來,制定統一的試飛計劃和大綱,但應避免低水平的重複建設。貫徹優化的綜合試飛方法,科學的投放試驗機數量,通過科學的組織、協調,必然會促進試飛技術水平的大發展。

(2)在飛行試驗的技術和能力上應重視軟硬件的建設,使試飛能力能夠達到同期承擔6~9個型號、30架飛機的鑑定試飛和適航審定。年科研試飛不少於3500架次,能實時監測、監控6架飛機,單機測試參數達3000個以上。機載採集和地面實時處理能力4Mbps,大容量(6000個參數),實時變換4種格式,提高數據採集、傳輸、處理、時實監控和外場測試能力。加快新型傳感器、記錄器、採集器及數據和圖像實時壓縮、傳輸、技術的研發步伐。

(3)從飛行試驗技術發展的趨勢上看,全機地面試驗及模擬試驗工作量大增,飛行試驗越來越依賴於從建模、模擬試驗及全機地面試驗獲取數據,通過試驗機進行空中演示驗證,而飛行試驗則側重於對一些選定的關鍵試驗點來驗證數學模型及模擬試驗的結果。因此,應大力發展具有先進航空技術演示、驗證和支撐新型航空武器裝備研製及定型試飛的能力。重視發動機空中試驗台,推力矢量研究機,五軸變穩飛機,可承擔相應專業試飛、預研、攻關的試驗機、研究機的發展建設。加大地面模擬、仿真、建模、參數識別以及在空、地面任務的飛行模擬技術研究,深入開展有動力與無動力模型自由飛的研究,充分發揮地面模擬試驗台和計算機軟件的作用,不斷改進試飛方法和手段,這是試飛研究發展的方向。

(4)重視飛行試驗的理論研究和實(試)驗條件建設與技術人才的培養,加大預研工作的強度和力度,糾正重型號試飛而忽視預研的傾向是飛行試驗研究事業得以生存和健康發展的保障。因此,應加大預研的投入,加快以下幾個方面的建設步伐:氣動/隱身/矢量推力/飛控實驗平台,航電/火控系統試驗平台,電子戰鑑定模擬器(AFEWES),火/飛/推系統試驗平台,紅外輻射特性、雷達目標特性、電磁和光譜成像的測量研究的試(實)驗室和試驗場,以提高實驗、探索能力。與此同時應重視試飛工程師和試飛員的培養,造就一批無私奉獻、技藝精湛、理論知識豐富的試飛工程師和試飛員。

四、結束語

現代戰爭已非是傳統意義上的戰爭,完全建立在高科技的基礎之上。已不是你敢打不敢打問題,而是能打不能打的問題。一場像海灣、科索沃以失敗結局的戰爭是一場民族的災難。中華民族的振興必須是建立在政治、經濟、軍事、文化、科技上的全面振興。因此,必須正確預測未來的作戰環境,設想未來的作戰樣式,確定符合國情、軍情與發展趨勢的作戰指導思想,對武器裝備的發展進行正確的引導,突出特色和創意,建設一支強大的人民軍隊,維護世界的和平。 (作者:中國飛行試驗研究院張廣平 選自《航空科學技術》雜誌)

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