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“战场飞机”打破低空战场旧秩序(下)

2006-08-24傅前哨

现代军事 2006年9期
关键词:低空战场武装

傅前哨

从80年代初到现在,国际形势发生了很大的变化。尽管前苏联大规模坦克集群的威胁已经消失,但有关轻型螺旋桨战斗机争论的硝烟并没有散去,它仍在对军用飞机的设计思想产生着影响。人们对此类低速、高机动作战飞机的认识也随着讨论的深入而进一步明晰……

如果现在给“战场飞机”下定义的话,那么可以这么认为:这是一种以低空、超低空为主要活动空间,主要用于夺取陆战场和海战场低空、超低制空权的固定翼战术飞机。

低空、超低空、极低空位于陆地(海面)与天空之间,是两种介质的交界面,具有显著的特殊性和复杂性,不是所有的军用飞行器都适合在该领域活动。而在这个空间的作战行动又带有交叉性的特征,上可制空,下可制陆、制海,其地位非常重要。从理论上讲,只有完全获得了低空、超低空(而不仅仅是中高空)的自由活动能力,才能称得上真正掌握了制空权。毫无疑问,在未来战争中,低空、超低空制空权的争夺,有着重要意义,这个空间的作战行动也将更加激烈。目前,各型武装直升机、无人驾驶飞行器是低空战场的“主角”,因此,“反武装直升机”、“反无人机”作战,或与己方的武装直升机和无人机协同作战,已成为夺取低空制空权的主要内容之一。新型“战场飞机”对于掌握和保持低空、超低空制空权将产生极为重要的作用。

“战场飞机”以活塞发动机、涡桨发动机、桨扇发动机为主要动力装置,飞行速度在马赫数0.1~0.7范围内,具有优良的低空、低速机动飞行性能和短距起降能力,适合前线部署和由大型舰船搭载。它作为未来陆军航空兵的主战装备,单独行动可遂行对地(海)火力支援、侦察监视、精确打击等任务,与武装直升机协同行动,可实施伴随性火力支援;作为基干力量,担负空中护航和反敌武装直升机的作战任务,夺取局部战场的控制权。在海军航空兵中也可占据一定的地位。由于它们的升力大、起降距离短,不必依靠航空母舰,在一些经过特殊设计或改装的大型舰船(如两栖攻击舰、滚装运输船等)以及一些经过整修的岛礁上就可起降,配备不同设备和武器的舰载“战场飞机”可执行多种任务,如舰队护航、反舰、反潜,空中布雷等等:由于它们的航程远、低空性能好、飞行速度较高,还能完成中继通信、远程侦察、搜索救援,拦截敌方的舰载机、反潜机、预警机等使命。

“战场飞机”的比较优势

“战场飞机”在性能上和使用方面与其它的作战机型的机种究竟有些什么区别,其特点如何呢:

“战场飞机”vs喷气式攻击机

在主要的作战功能上,“战场飞机”与喷气式攻击机有些相似,但在综合性能和具体使用方面,也有许多不同之处:

(1)“战场飞机”的最大平飞速度虽然比喷气式攻击机要慢一些,但它们的起降性能要比喷气式攻击机优越,维修保障也相对简单,受起降场所的制约较小,能以前线的野战机场、公路跑道等作为临时基地,因此反应更快,火力支援更为及时;

(2)“战场飞机”的低速性能要比喷气式攻击机优异,因此,其低空、超低空突防能力更强,不易被敌方的地面雷达和空中预警机发现,

(3)“战场飞机”的最小机动速度要比喷气式攻击机低很多,因此,在打击敌地面(海面)的固定和活动目标时更稳定,攻击精度更高;

(4)“战场飞机”的转弯半径要比喷气式攻击机小,而瞬时盘旋角速度则比喷气式攻击机大(可达35~/秒以上),因此,能灵活地规避敌方歼击机的拦截,并有更多的机会反击敌机。

“战场飞机”vs武装直升机

与现役武装直升机相比,“战场飞机”的速度范围更宽、机动能力更强、航程更远、载弹量更大、攻击能力更强、升限更高(能满足高原作战的要求),其“非对称”优势主要表现在:

速度优势受旋翼系统、动力装置、结构等的限制,武装直升机的最大平飞速度一般在250~320千米/小时之间,而“战场飞机”的最大速度很容易达到400~750千米/小时;

高度优势武装直升机的动升限一般在5000米上下,无地效的悬停高度则更低,而“战场飞机”的最大飞行高度可达8000~15000米。双方交手时,爬升率更大、升限更高的“战场飞机”可以采取俯冲攻击的方式对付武装直升机,而武装直升机则很难获得这样的机会;

航程优势武装直升机由于旋翼的气动效率很低,100千克拉力最多可以拉动300千克重量,而以螺旋桨为动力的固定翼“战场飞机”的100千克拉力最多可以拉动1500千克重量,运输效率要高得多,也因此,“战场飞机”的作战半径要远远高于武装直升机。武装直升机的最大航程不过500千米左右,而轻型螺旋桨飞机的航程往往在1500~2000千米以上;

武器优势武装直升机一般只携带自卫用的轻小型空对空导弹,这类导弹的射程近、威力小。而螺旋桨“战场飞机”则可挂载常规的空对空导弹和空对地武器,因而作战火力更强。武装直升机的机载武器一般只能平射和下射,而“战场飞机”的机载武器还能够上射,攻击范围更宽;

机动性优势武装直升机由于受结构、气动和操纵机构的限制,使用过载小,纵向过载为-0.3~0.5G,法向最大过载不超过3.5G。而固定翼的“战场飞机”的纵向过载为-1.5~2.5G,法向过载可以超过6G,甚至达到9G,其最大使用过载和垂直机动性明显优于直升机,

可用度优势直升机的构造复杂,故障率高,机务维护繁琐,可用度和任务可靠度差。历史上曾多次发生因直升机任务可靠度差而导致作战行动失败的例子。与之相比,轻型螺旋桨“战场飞机”的维修简单、可靠性好、出勤率高;

经济性优势AH-64D“长弓阿帕奇”武装直升机的单机价格为2000多万美元,而低速螺旋桨飞机的制造成本只有几十万美元,即使是全新研制的“战场飞机”,其出厂价也只有几百万美元;

伴随性优势虽然武装直升机的垂直/短距起降性能优异,可部署于前沿,但它们的最大速度较低、航程较短、维修保障复杂,使其对地面部队的快速支援和伴随能力受到影响。相比之下,“战场飞机”的短距起降性能较好,对跑道的要求低,可使用前线的简易机场,便于前推部署。加之其巡航速度较直升机要高很多,因此在近距火力支援、快速伴随地面部队行动等方面有着非常明显的优势,几乎可以“随叫随到”。

当然,与武装直升机相比,战场飞机也有其不足之处,最明显的是基本上不具备垂直起降和空中悬停能力。不过,这一弱点可通过一些特殊的技术措施来弥补,例如,采用动力增升技术、展向和弦向吹气技术、推力矢量(或拉力矢量)技术等,使其最小机动速度能够降至与直升机接近的水平。

可以这么说,性价比以及综合作战

效能均很高的“战场飞机”一旦形成作战能力,将大大挤压敌方武装直升机的活动和生存空间。而从另一个角度看,低速机动性好、航程远的“战场飞机”,又是己方军用直升机在执行作战任务时最合适的协同者和“保护神”,二者联手,将更有把握夺得低空和超低空的制空权。

“战场飞机”vs喷气式战斗机

先进空对空导弹的大量使用,使空战中的速度和高度优势的作用明显下降,谁先占据导弹发射位置,谁就具有了真正的优势。“战场飞机”转弯角速度可高达35/秒,它携带格斗导弹与高性能战斗机进行缠斗时,完全有可能居于上风。

通常情况下,低空、低速的“战场飞机”主要在“下层”活动,不会飞到中高空去与喷气式战斗机对阵,而高速飞机的低空、低速机动性较差,也不会冲至下层空间去,于是,最可能的情况是双方隔着几千米的高度进行“对射”。现代战斗机一般都配备有脉冲多普勒雷达,具备多目标跟踪和下视、下射的能力,但为了将低空飞行的航空器与地面运动的车辆区分开来,机载脉多普勒雷达和火控系统必须把低于一定速度(如200千米/小时)的目标剔除掉,否则,将无法对大量信息进行快速处理。此时,“战场飞机”若把速度降至200千米/小时以下,敌方喷气式战斗机就很难发现它了。与之相反,若“战场飞机”也配有雷达,那么它们搜索和发现空中目标就要简单得多。因为中、高空的背景远比低空和地面“干净”,机载雷达截获运动物体、判断其“属性”均比较容易,从而使“战场飞机”能够在空战中掌握“先机”一一先敌发现、先敌攻击。就算双方同时锁定目标,同时发射空对空导弹,“战场飞机”依靠其优良的低空机动性以及复杂的地面杂波干扰,也更容易摆脱雷达制导的中程弹和红外制导的近程弹的追踪。

“战场飞机”的性能要求

综上所述,“战场飞机”具有杰出的“非对称作战”能力,它们在活动区域、速度范围、机动能力、隐蔽能力等特性指标方面与战斗机、攻击机、武装直升机等军用飞行器均存在差异,可谓独树一帜。从未来空中作战的需求与航空技术的发展情况看,对“战场飞机”的基本战术技术要求是:

良好的短距起降能力

为了提高快速反应能力和隐蔽能力,“战场飞机”必须便于分散配置在公路跑道和前线的简易机场,并能充分利用小型岛礁机场和大型舰船的甲板作为其起降场所。为此,这种飞机的增升效率一定要高,起飞和着陆的滑跑距离应控制在100~300米之间。

优异的低空、低速性能

“战场飞机”的主要活动区域是低空、超低空,因此,不要求它的升限很高,采用活塞式发动机,飞机能达到6000米即可,采用涡桨发动机,能达到10000米即可。但它们的最低飞行高度必须能够降至10米左右,可在海平面以上几十米的高度进行长时间的巡航飞行,其超低空作战半径在400-800千米左右。

“战场飞机”的主要作战对象是敌方的坦克、导弹快艇、武装直升机,不必追求很高的飞行速度,巡航速度250~300千米/小时,最大平飞速度达到400千米/小时左右,超过性能最好的武装直升机即可。若能将最大速度提升到500~900千米/小时,进一步拉大与武装直升机的速度差距则更好。对“战场飞机”最严酷的要求是:需要将其最小平飞速度降至与武装直升机接近的水平(80千米/小时以下),如果能够悬停则更好。在极低速飞行状态下,应能对飞机实施有效的控制。

绝佳的机动能力

为了能够在低空、超低空的格斗中战胜武装直升机,必要时还可在中低空与强击机、战斗机相抗衡,要求“战场飞机”必须具有出众的小速度机动飞行能力和可靠的操稳品质。其最小机动速度应远低于普通的固定翼飞机(小于100千米/小时);海平面最大瞬时盘旋角速度要能达到33~38°/秒;最小盘旋半径应在百米左右;最大爬升率和水平加速性要大大高于武装直升机(不低于15米/秒)。

卓越的对空、对地、对海攻击能力

根据飞机的大小、吨位和发动机功率的不同,“战场飞机”的载弹量应在500-3000千克范围内,其机翼下、机身内应能设置和挂载机枪、航炮、火箭弹、航空炸弹、水雷等常规武器,也可配备各类对空、对面制导武器,以使其既能执行近距空中火力支援使命,也可承担浅近纵深的精确火力打击任务。“战场飞机”应能够在很低的速度状态下瞄准和攻击目标,这样做有两个好处:一是在打击面目标时,不必越过危险性极大的敌防空区的上空,打完就走;二是以小速度飞行,可获得更多的判断和瞄准时间,有利于更精确地攻击目标。

由于战场飞机一般吨位不大,载重量有限,因此需要为其精选一些技术先进、重量较轻的武器,除了多用途的小口径航炮外,空战武器可选择由便携式防空导弹改型成的空空导弹(如我国“前卫”系列),也可配备重量较轻的空对空导弹,如我国的“天燕”、“霹雳9”;对地攻击可选择现役直升机载的反坦克导弹,如我国的“红箭”系列等;如果执行反舰任务则可配装轻型的空对舰导弹,如我国的C-701、“天龙”系列等。

一流的信息获职能力

在信息化时代,军用飞机的信息战能力极为重要,但并非每架作战飞机都必须拥有齐全、完善的信息技术装备。可以采用模块化设计的方式,以组为单位(例如5架一组),分别配置不同的机载设备和武器。用于指挥、带队的机型(长机或指挥机)可装备新型的雷达、通信、导航、电子对抗、信息处理、综合显示、火力控制和数据传输设备,能够通过数据链完成与整个作战系统的信息交换。而其它的“战场飞机”则安装先进的数据链系统和低价的探测器、侦察设备、信息收集装置、近距格斗导弹。作战时,主要通过设在其它平台上的传感器和战术信息分配系统从指挥机、预警机、侦察机、舰船、地面雷达站收集和感知外界的信息、获取所需的情报和指令。

适当的隐身能力

对于价格低廉的“战场飞机”来说,无需追求全高度、全频谱隐身,只需要采取必要的、简单易行的技术措施,使飞机具有较小的雷达反射截面、较弱的红外和声信号特征,具有低空和地面隐身就够了。例如:采用先进的复合材料制造机身、机翼、尾翼等主要部件,以减轻结构重量,降低飞机的雷达反射截面积,将发动机喷管设在机翼上方、机身背部或两个立尾之间,以屏蔽红外信号,利用螺旋桨滑流迅速吹散发动机的高温排气流,以减弱飞机的红外信息特征,采用对转式螺旋桨,叶尖修形的桨叶,具有吸振、减噪作用的新型材料和涂料,以降低飞机的噪声等。

过硬的防护能力

“战场飞机”主要在低空活动,必然会受到地面轻型防空武器的威胁,因此需要在座舱、油箱、发动机舱等关键部

位配备特殊的防护装甲,如“凯芙拉”、钛板等材料,甚至采用技术上更先进的玻璃陶瓷层压板、碳化硅装甲、碳化硼装甲等材料,以及阻燃材料、灭火系统。另外,飞机上还应配置一定数量的电子干扰和红外对抗设备,以防范空空和地空导弹的攻击。

上乘的可靠性和维护性

这种飞机必须简单、可靠,使用费用低廉,机务维护和战勤支援方便,以利于在野外、无市电、恶劣自然环境中实施飞行保障。因此,在设计阶段就需认真考虑飞机在野战条件下的维修、使用等问题。

便宜的出厂单价

在所有的作战飞行器中,“战场飞机”的生产单价属最低之列(购置费在50万—700万美元之间),适于大量装备和部署。为了达到低价位、高性能的目标,需要尽可能多地选择货架产品、民用产品,或借用现役飞机、直升机成熟、可靠的机载系统和设备。

较短的训练周期和很低的培训费用

这种飞机必须安全、可靠、好飞,学员飞完初教机就能直上“战场飞机”进行改装训练,以利于用很短的时间和最少的训练经费,培养出大批合格的作战飞机飞行员。

几项关键技术

先进的气动技术

“战场飞机”要求具有出众的最小平飞速度、超常的机动性和优异的短距起降能力,这就需要有能产生高升力的气动外形和高效率的气动技术,如鸭式布局、边条翼、前缘缝翼、机动前缘襟翼、双开缝襟翼等等。如果采用一些创新性的技术(如自适应机翼、超环流机翼、展向吹气、弦向吹气、拉力矢量、涡控技术等),使飞行器的升力进一步提高,那么其战技指标还有较大的改善空间,飞机的最小平飞速度可望降至50千米/小时以下,其低空、低速机动性和起降性能将会更好。

高效的动力装置

对螺旋桨作战飞机来说,目前有三种不同类型的发动机可供选择,分别是先进的桨扇发动机、通用的涡桨发动机、便宜的活塞式发动机。新型的共轴对转式桨扇发动机具有推进效率高、噪声小、油耗低等优点,采用这种动力装置,飞机的最大平飞速度可达到750千米/小时左右,而且其声隐身效果也不错。这种发动机的缺点是:技术尚不够成熟、价格比较昂贵,活塞式发动机不但便宜、省油,而且环境适应性好,能在草地跑道、土跑道等条件较差的场所使用。其不足之处是:发动机的重量较大,功重比低,影响飞机的最大平飞速度和机动性能,涡桨发动机在性能、费用等方面介于桨扇与活塞式发动机之间,它的功重比明显优于活塞式发动机,而与桨扇式发动机相比,它的技术更成熟、可靠性更好,价格也相对较低。因此,涡桨发动机有可能作为一些“战场飞机”动力装置方案的首选。

先进可靠的数据链系统

现代的空地(地空)数据链系统已可将空中和地面的指挥机构、各种传感器、作战平台、机载武器等链接为一体,是作战飞机依托自身的设备和其它平台,获取情报信息、实施战术决断、进行武器控制的重要工具和手段。航空兵需要三种不同级别的数据链系统作为支撑,即情报级、战术级、弹药控制级数据链。它们的区别主要在于时延:情报数据链的允许时延为分钟级,战术数据链的允许时延为秒级;而武器控制数据链的允许时延为毫秒级,只有达到毫秒级,才能达到“发现即打击”的目的,并在武器投射过程中实现精微的调整、精确的制导、精准的攻击。

灵活的模块化设计

灵活的模块化设计有助于造就功能、性能各异,且易于改进、改型的飞行器。例如,为其配备不同的系统模块,便可开发出空战型、对地攻击型、侦察型、电子干扰型、中继通信型、观测指挥型“战场飞机”;通过加大翼展、更换机身模块,便可衍生出教练机、舰载机、公务机、小型预警机、轻型运输机、远程反潜巡逻机等。这样,在一条生产线上,就能够大批量制造不同类型的飞机,从而使总的生产成本大大降低。因此,在研制工作的早期阶段,就应采取模块化、积木化的设计方法。

“战场飞机”的可行性和必要性

前面的论述对于战场飞机在现代战争中的作用和价值已经阐述得非常清楚了。对于我国来说,研制这种飞机的可行性和时机又如何呢。

研制国产“战场飞机”的可行性

(1)工艺简单,制造容易。“战场飞机”属于低速飞机,研制难度较低,开发周期较短,制造比较容易,材料、设备、发动机、武器系统等均可以立足国内,正规的飞机制造厂或有一定资质的民办工厂都可以大批量生产。

(2)研制费用少,生产成本低。该机的主要工作量集中在气动外形的设计和选型吹风上,总的研制经费仅需要几千万元人民币,生产成本大约几百万元,加上部分较先进的机载设备。单价也不会超过1000万。

(3)适用范围宽,拓展性好。单座和双座的“战场飞机”可改型为军用侦察机、教练机、电子对抗飞机、无人驾驶攻击机、无人驾驶预警机,也能成为武警、边防、海关的制式装备。对机身稍加改动,还可作为比较经济实用的小型公务机。

(4)维修简便,全寿命费用低。这种飞机起降性能好,对机场的依赖程度小,且维修简单,保障容易,买得起也用得起。

现在是我国发展“战场飞机”的最佳时机

苏联解体后,西方国家研制新型螺旋桨作战飞机的迫切性降低,“战场飞机”的发展陷于停顿。他们认为,维持和发展大量的武器装备造成了太大的浪费,甚至怀疑在过去认为数量不足的坦克是不是也太多了。新成立的欧盟防务局驻英国的负责人尼克·威特尼向记者问道:“我们欧洲把钱花在维持111000辆现役的主战坦克上,这有用吗?”他认为,欧洲拥有太多的战斗机、太多的海军舰船、太多的主战坦克,占用了太多的经费,规模应该削减。在这样的背景下,西方国家在短时间内重新启动“战场飞机”计划不大可能。这就给我们留下了赶超的机会。如果国产的先进螺旋桨“战场飞机”能够尽快研制出来,并装备部队,那它将在相当长的时间内是独一无二的,有可能成为新的“撒手锏”兵器。

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