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F—22A战斗机战术分析

2014-07-08谭勇谢文婷

现代军事 2014年6期
关键词:视距数据链空战

谭勇+谢文婷

由美国洛克希德·马丁和波音公司共同研制、以普·惠公司F119发动机为动力的F-22A“猛禽”战斗机是世界上最先研制成功并投入使用的第四代战斗机,也是目前唯一一型宣称已经具备了全面作战能力的第四代战斗机。F-22A具有隐身、超声速巡航、高机动性、先进的航电系统等诸多技术性能特征,其在战术使用方面也独具特色,值得我们认真研究和分析。

2005年12月15日,兰利空军基地的第27战斗机中队宣布F-22A达到初始作战能力,F-22A开始正式服役。2007年12月12日,美国空军空战司令部(ACC)宣布F-22A已经具备全面作战能力。

2008年7月18日至8月2日,美国将5架F-22A部署到关岛安德森空军基地。在部署期间,F-22A同先前部署在关岛的F-15E和B-52一起进行了战术演练。按计划,F-22A的飞行员将完成3项主要训练任务:

第一项是演练“防御性制空”任务,主要验证、提高F-22A的空战能力,这包括针对敌方的空中威胁进行近距空战或超视距空战,保护地面目标和区域以及高价值的空中资产;

第二项任务是“进攻性制空巡逻”,实际上就是为攻击编队护航。当执行该任务时,F-22A在攻击机群前方清除空中威胁,让攻击机群对经过选择的目标进行不受威胁的攻击;

第三项任务是“进攻性防空压制”,此时F-22A成为一个进攻性平台,可携带小直径炸弹等精确制导武器,利用其先进的隐身和超声速巡航性能以及综合电子设备突破对手的防空网,摧毁敌方先进的地面防空系统,完成“把门踹开”的任务。

至此,我们可以大致总结出F-22A的一些主要战术使用方法,供大家参考。

超视距空战

所谓超视距空战是指敌我双方战斗机在目视范围之外,通过机载探测设备搜索发现和截获对方,并用中远程导弹进行攻击的一种空战模式。其中相距12~100千米范围内的空战被称为中距空战,100千米以上的空战被称为远距空战。决定超视距空战胜负的关键在于“先发现、先射击”。F-22A的空战将以超视距空战为主。

作为四代机,F-22A具有下述性能优势:

(1)隐身性能好。

F-22A的雷达反射面积约0.1平米,可以做到先敌发现、先敌攻击,大大增强了作战的突然性和隐蔽性,提高了作战效能。

(2)具有超声速巡航能力。

发动机不开加力,飞机也能以马赫数1.58作超声速巡航30分钟,不但可大大提高导弹发射的初始速度,延长射程,更重要的是可把敌机拦截在更远的空域,这在双方迎头相遇的超视距空战中尤为重要。

(3)装备更先进的电子设备和机载武器。

F-22A的电子扫描相控阵火控雷达具有多功能、大空域、多目标、高数据率、抗干扰能力强的优点。其以AIM-120为代表的机载武器射程远,精度高,经实战检验,技术先进、成熟。

(4)具有高机动性和敏捷性。

F-22A在爬升率、盘旋角速度、滚转角速度、加速特性、爬升特性等性能上都优于F-15战斗机。

上述性能(特别是隐身性能),使F-22A面对三代机时具有了“先发现、先射击、先脱离”的优势,适合于超视距空战。

在朝鲜空战中,被击落的“米格-15”中超过一半的战例是被F-86偷袭,美国航空兵在越战中击落和被击落飞机中有80%也是偷袭的成果。历史证明,战斗机发现目标的能力可以在很大程度上决定战斗的胜负,隐身技术的低信号特征所争取的恰恰就是这个关系胜负的先手。战斗机的雷达反射面积如果降低90%,则平均战斗损失率可以降低60%~70%,如果在超视距空战中交战双方的雷达探测距离差距达到1比3,那么优势一方将可以在超视距空战中依靠远程导弹和雷达探测距离的优势实现单向打击,获得完全意义上的主动权,技术劣势的一方在这样的条件下几乎没有用战术弥补技术差距的机会。

其实即便是在近距空战中,隐身性能也同样可以为飞机提供有效的战术优势,因为隐身技术应用的效果就是飞机的目标信号特征降低,因此在格斗空战中更容易发挥主、被动电子对抗的效果。隐身战斗机在近距离被格斗弹瞄准时虽不可能依靠隐身能力摆脱,但低信号特征的目标被飞机雷达/光电系统跟踪的距离更短,导弹雷达和红外导引头锁定隐身飞机的距离也更短且跟踪稳定性也更差,而隐身战斗机采用主/被动干扰措施的效果却可以得到明显的提高。当电子对抗装置需要保护的目标信号特征较低时,对干扰系统的遮蔽效果将越强,同样的电子对抗设备和威胁环境下,隐身飞机的生存能力将远比常规飞机高得多。国外进行的多次近距离模拟攻击隐身飞机的试验证明,技术水平较高的隐身目标施放干扰后很容易摆脱常规制导武器的跟踪,在预先采用雷达/红外压制技术后,甚至使攻击方的制导武器难以稳定跟踪目标。F-22A发动机采用二元喷口和混流措施可以将红外辐射削弱90%,红外导引头对F-22A发动机喷口的跟踪距离比常规轴对称喷口降低了45%~55%。

小编队游猎与重点打击

F-22A有限的装备数量使其不具备支撑整个战术空军作战的规模,美国空军不会使用数量有限的F-22A去执行全面空优的作战任务,更多的是采用“小编队游猎与重点打击”的方法,即在战争中将F-22A组成游动制空线或有针对性的突击编队,战争中主动突击到敌方空域去攻击重要目标,通过精确打击杀伤对手的空中信息平台、重要作战节点和关键编队,在对方的防空体系中打开缺口,在F-35形成规模之前支援和配合常规航空作战力量的作战行动。

猎杀预警机

空中预警机是现代化战争中保证空中作战系统完整有效所必须的中心信息源,对这个信息源的打击可以从基础上动摇对手空中作战指挥系统的运行。假设较现代化的机载预警雷达可以在100千米距离上发现迎头方向的F-22A,那么从发现目标到召唤护航战斗机进行阻击期间所需要消耗的时间以足够超声速巡航状态下的F-22A完成瞄准和远程导弹攻击。速度缓慢和机动性很差的预警机很难摆脱F-22A的这种攻击,护航战斗机又很难消灭完成攻击任务后一心脱离的F-22A,将护航战斗机巡逻线前推又会使缺乏情报支持的战斗机成为F-22A的目标。目前,世界多数空中预警指挥引导系统与战斗机在对抗隐身飞机时还难以有效配合作战。endprint

撕开防空缺口

F-22A的隐身性能在对地攻击中起到的作用是缩短防空系统的发现距离。现代化地面防空导弹系统虽然采用多型号、多层次重叠部署的方法,但是任何国家都没有能力在整个战场范围内密集部署先进防空导弹系统,如果F-22A依靠低信号特征将被发现的距离降低2/3,那么就可以在加强密度的多层防空系统中找到雷达探测的盲区,各目标搜索雷达探测范围之间的间隙可以为F-22A提供一条相对安全的空中走廊。防空系统采用网络通信和被动跟踪等方法确实可以发现F-22A的存在和大致的位置,但是这些探测手段必须获得稳定的目标航迹积累数值才能够概略地估算目标位置,类似的反隐身措施对长时间纵深突防的B-2轰炸机有些作用,但是对执行浅纵深战术突击任务并灵活选择突防航线的F-22A则意义不大。F-22A凭借这种渗透能力和机载对地武器,将实现对地面防空重点目标的精确打击,从而在敌方严密的地面防空系统中撕开一道缺口,完成“把门踹开”的任务,为后续部队开辟出一条安全的空中走廊。

多机协同作战

从作战应用来看,单架飞机作战时有可能出现故障或者战损而无法继续完成作战任务,并且由于观察角度的限制又只能看到局部信息,因此执行作战任务的成功率较低。随着超视距空战样式的出现,作战飞机对空战态势信息的依赖越来越大,唯有多机协同,信息共享,才能形成整体威力,实现力量倍增的作战效果。F-22A可以与F-22A协同,即F-22A编队内部的协同,以实现作战信息共享;F-22A可以与F-35协同,负责完成初始打击,夺取制空权和通过网络化的空中战场管理引导初始空中优势作战,而F-35可专注于对地攻击;F-22A可以与F-15协同,为F-15提供战场态势信息和作战指挥;F-22A还可以与B-2协同,为其提供编队护航和指挥,实现航空航天远征。

F-22A间的协同

目前F-22A之间使用的数据链是机间数据链(IFDL),通过IFDL,F-22A编队的指挥官可以在其通信、导航和识别系统(CNI)多功能显示器上清楚地了解到本编队各架F-22A的位置、燃油和武器剩余情况,甚至还能了解到被己方锁定战机的情况,因此极大地提升了编队的作战效能和灵活性。

IFDL最多可支持16架F-22A(相当于1个中队规模)组成大编队进行超视距空战。其具体形式是16机分成4个4机菱形小编队,每个小编队的4架飞机可通过IFDL的“内部通信模式”进行信息交换和语音通信,每个小编队都有1个长机,4个小编队长机之间可通过IFDL的“编队之间通信模式”进行信息交换。超视距空战中,整个编队中只要求最靠前的2架F-22A的机载雷达开机,将探测到的目标信息与其他F-22A共享,其余14架则保持雷达静默,以降低射频信号被敌方截获的概率。

由于F-22A雷达探测范围非常大,各小编队之间的距离可以拉得很大(标准间距为16千米)。在拦截轰炸机这样的大目标时,小编队的间距甚至可以达到64~80千米,从而大大提高了拦截效率。以这种编队进行超视距空战时有很多战术变化,各小编队的阵形可随战场态势进行变化,例如截击敌方轰炸机或远程巡航导弹时,4个小编队可以一字排开,每个小编队都有1架突前的飞机保持雷达开机,以进一步扩大探测范围。当和敌方战斗机编队争夺制空权时,F-22A可采取前后2排,每排2个小编队的阵形接敌,前方2个小编队依次发射导弹后马上机动脱离,以避免进入敌机雷达探测范围之内,而后方2个小编队将打开机载雷达,对漏网的敌机进行第2波导弹攻击。

与F-15的协同

随着F-22A的计划装备数量从研制之初的750架降到2002年的381架,再降到2010年的187架,一再削减的装备数量使F-22A已不能实现设计之初制订的在全球任何时间、任何地点都完全掌控空中优势的全局使用设想,因此,如何更好地利用这些为数不多的F-22A就成了美国空军急需解决的难题。基于此,美空军计划将为数不多的F-22A与大量装备的F-15战斗机组成混合编队,通过协同作战来弥补F-22A在数量上的劣势。

F-22A与F-15如何进行混编可以从目前美国空军装备F-22A战斗机的飞行联队配置上窥知端倪,这些飞行联队的普遍配置是1个F-22A中队加2个F-15中队。由此可分析出,F-22A的空战编组将不会采用传统空战战术单元的双机编队模式,而是按照F-22A与F-15数量比为1∶2的比例,以1架F-22A带2架F-15的3机编队构成新的战术单元,另外还可根据实际空战需要灵活扩展为6机、9机甚至12机编队等。

作为编队中2型存在代差的战斗机来说,F-15的各项性能与F-22A相比都相差甚远。从机动性来看,F-22A高达1.4以上的空战推重比,使其具有优异的加速和爬升能力。据美空军数据显示,F-22A的加速性比F-15高40%左右,再加上矢量推力,使其机动性远远优于F-15;另外从作战半径来看,F-22A的机内载油系数为0.35,高于F-15的0.27,使其作战半径也优于F-15。因此从传统空战编队的观点来看,F-15与F-22A混编时将陷入“腿短”和机动性差,造成空战中跟不上的尴尬境地,二者混编不仅不能提高整体威力,反而会拖累F-22A。基于此,美国空军放弃传统的空战编组模式,为其打造出以信息化为基础,以数据链为纽带的新型空战混合编队,该信息化编队将充分发挥F-22A的性能优势。

首先,F-22A将成为混合编队中的“千里眼”。F-22A装备的APG-77有源固态相控阵雷达的探测距离可达迎头290千米左右,远大于F-15的170千米左右,而且APG-77除了传统雷达的功能外,还能用于情报侦察、电子干扰和通信、空空导弹中段指令修正、导航等功能。因此可以提早为编队提供探测的目标信息和战场态势。另外,F-22A还可利用其超声速巡航和隐身能力潜入到敌人的战线后方,利用其雷达特有的无源探测功能和其他光电传感器设备进行隐秘探测,侦察到预警机无法看到的地面或空中目标,然后通过数据链与编队内的F-15战斗机共享,使其可以先敌发现,直观地了解敌我双方态势,并根据实际情况提早抢占有利发射位置,提高攻击的突然性和有效性。endprint

其次,F-22A将成为混合编队中的“指挥官”。F-22A安装的任务管理软件具有传感器数据融合处理能力,可将自己获取的信息与预警机或其他情报侦察系统探测的海量数据进行处理整合,然后建立起跟踪文件,进行目标位置和威胁等级评估,确定跟踪优先级、跟踪精度和攻击排序及导弹分配等。这样不仅增强了战场态势感知能力,做到知己知彼,而且可以替编队中的F-15战斗机完成信息整合工作,使F-15的飞行员可以将时间和精力专注在空战上而不是无线电信息、雷达探测以及导弹有效范围之类的数据分析处理上;还可以有效地指挥引导编队中的战斗机绕开威胁区域,集中打击需要优先摧毁的目标。

3机编队可编为3机横队、3机纵队、3机梯队和3机三角等队形,但根据F-22A和F-15的信息化混编使用思想,三角队形将成为其作战首选队形,3机之间前后相守,左右掩护,队形变换灵活,进攻点多,具有较大的战术空间。三角队形中2架F-15在前,1架F-22A在后,2架F-15战斗机之间保持较小的间隔,以确保雷达照射和导弹攻击范围保持一定的重叠,以火力协同为主,可轮番进攻或同时发射导弹进行饱和攻击,力求增加攻击的有效性。与2架F-15之间的协同以信息为主,F-22A主要担负战术预警指挥、目标分配、火力支援、电子干扰掩护、导弹指令修正以及作战掩护等任务。当然,编队的队形可根据实际情况灵活调整,F-22A更是可以利用其机动性和速度优势不断变换位置,为F-15提供更为全面的信息。

F-22A与F-15的混合编队未来面临的主要威胁可能还是数量上的劣势。为对付一个F-22A混合编队,敌方很可能派出4机甚至8机编队来对抗,这就需要充分发挥F-22A在远程探测与攻击、编队指挥、电子干扰和隐身攻击能力上的优势,通过编队战术进行快速有效的攻击,以求迅速改变双方的力量对比,避免遭到敌方的围攻。

在空战战术上,F-22A与F-15的混合编队可采用强攻战术与诱敌战术。

强攻战术

主要是提高编队的中远程攻击效能。

首先,利用F-22A战斗机强大的雷达探测和信息支援能力既可以使编队中的F-15更早更全面地了解空情状态,又可以完成攻击排序、火力分配、雷达扫描计算、最佳引导指令计算等一系列攻击准备工作,使2架F-15可以更早占据取得最高命中概率的有利位置,然后快速发射近程或中程导弹,达到先敌发现、先敌开火、先敌击落的目的。

其次,F-22A高达马赫数1.5的超声速巡航相当于为空-空导弹增加了一个助推级,可以使导弹射程增大近50%。这样,F-22A可在敌机探测和武器射程之外就对其实施导弹攻击,打乱敌方编队的战术布置,迫使其进行防御机动,为F-15战斗机创造攻击机会。

诱敌战术

由于F-15与F-22A在隐身性能方面的巨大差异,随着对抗双方距离不断接近,雷达截面较大的F-15必然较早暴露。此时,F-15双机作为诱饵,将运动到目标侧翼,进行防御机动。敌方若集中注意力对F-15进行瞄准攻击,那么F-22A将利用其隐身和速度性能上的优势,从最有利的攻击位置发起突然攻击;如果敌机没有攻击F-15,而是分心去侦测隐藏在暗处的F-22A,那么F-15战斗机则立刻佯动掩护转化为进攻,迅速反转迂回,对目标机实施包抄夹击。此外,诱敌战术还有一个较高的战术目标是打击敌方预警机或加油机等高价值目标。同样是由F-15充当诱饵,引开或牵制预警机或加油机的空中掩护飞机,然后F-22A隐蔽接近,攻击得手后,随即利用其超声速巡航能力远遁。

F-22A与F-15的混合编队虽然具有较强的空战能力,但也并非无懈可击。随着各国主力战机性能的不断提升以及现代头盔显示器和大离轴角近程空空导弹的普遍装备,飞行员已不再需要将飞机指向对手,便可实施攻击。更何况在近距格斗中,F-22A的隐身和超声速巡航等性能也无从发挥,混合编队在近距格斗上并不占太大的优势。因此,F-22A混合编队的空战任务重心仍是中远距离上的超视距空战,而非与对方战机的缠斗。

与B-2的协同—航空航天远征

早在F-22A诞生之前,美国空军就开始了作战机构和战术使用的变革计划。当时,美空军出台了发展航空航天远征部队的构想。根据该构想,美空军将组建10支航空航天远征部队,构成空军强大的突击力量,使其能及时出现在全球任何威胁美国国家利益的地点。

按照组建航空航天远征部队的计划,F-22A将在其中扮演对其他作战飞机实施指挥的特殊角色,美空军现役的B-2战略轰炸机(甚至将来的F-35战斗机)将成为F-22A指挥的对象。

按照美国空军的战略,执行全球打击特遣任务将由48架F-22A战斗机(2个中队)和12架B-2轰炸机组成。据报道,由F-22A和B-2混编组成的联合远征作战编队(JAEF)在执行打击任务时,在21千米高空巡航的F-22A可使用其独特的数据链系统将攻击目标和威胁信息传送给同样在高空隐秘飞行的B-2隐身轰炸机,并由后者通过数据链间接瞄准技术完成打击任务。

由此看来,美空军专家将F-22A战斗机称为“小型空中预警指挥机”绝非偶然。不过需要指出的是,由于F-22A配置有大功率的雷达、采用了先进的隐身技术,因此可直接进入作战空域,从而拥有比空中预警指挥机更高的作战指挥效率。除了向战斗编队及时通报空情外,F-22A还可以对敌作战飞机和地面机动防空火力系统进行打击。此外,为了提高F-22A对地攻击的作战效能,美国还研制了重量仅115千克的小直径炸弹(SDB),这样每架F-22A在携带8枚SDB制导炸弹的同时,还可携带4枚空空导弹,从而保证了其对空、对地的攻击能力。

F-22A与B-2的协同战术在2009年5月的“极地闪电”军演中得到了很好的检验。美军过去的传统战术是:利用强大电磁干扰和火力压制,采用大编队、大数量空中战机复杂协同的战术手段突防攻击。而此次演练则是美空军尝试新的远程奔袭战术,即以隐身战机为主体,小机群、小编队密切协同远程奔袭。endprint

F-22A的数据链之忧

数据链是数字化数据通信的别称,许多国家空军都装备了数据链系统,如北约标准的Link-16、美国和英国采用的联合战术信息分配系统(JTIDS)等。这些系统能够向飞机传送其他飞机传感器探测到的信息或经过处理后的态势信息(包括敌我位置、速度等),并能够通过数据链传送战术指令。主要用于对编队的战术控制(如指挥引导、目标分配和攻击确认等),大大提高了多机编队的战场态势掌握能力,是完成态势判断、指挥引导、目标分配和战术选择的基础。

通过机载数据链,编队内战斗机保持战术联系,调用友机的信息,实时了解到友机的飞行、战术信息和控制中心的通报情况,进行战术协调以同时攻击多个目标,从而使战斗机具有很强的协同作战能力。另外,由于信息网传输速度的提高、飞机定位精度提高以及发射后不管的中距空空导弹的广泛使用,各国开始探索依靠数据链实现中距空战的方法。

在目前所使用的各种数据链中,功能最强的是美国花费数十亿美元研制的JTIDS。该系统可使每一个作战单元实时了解各自所在的位置和作战情况。由于联合战术信息分配系统的问世,使现代战斗机实际上已成为庞大作战通信网络中的一个环节,战斗机飞行员可在数秒钟内,通过接收各种信息源(如机载预警指挥系统、其他战斗机、地面指挥引导系统等),获取整个战场的情报信息,接受战术指令。但由于JTIDS的信息传输速率相对较慢,且不支持飞机间实时交互信息流,为了提高击毁目标的概率,F-22A还采用了机间数据链(IFDL)。

IFDL的通信必须基于专用的发射装置,只能与配备同类设备的飞机通信,从这个意义上说,这并非是一种网络设备,不能支持F-22A和其他作战平台交互数据。尽管F-22A配备有JTIDS接收机,但只能接收信息而无法向其他飞机发送信息,如果要主动与其他飞机沟通就只能通过非隐身的语音广播,而F-35现在配置的“多功能先进数据链”(MADL)还不能和F-22A直接对话,与其他飞机联系更只能通过不具备LPI(低概率截获)功能的Link16数据链进行。

可以说,具有低截获概率,高传输速率,能够与其他作战平台广泛连接的数据链是F-22A实现上述战术的物质基础,就目前情况而言,F-22A的数据链之忧还将在一定时间内持续存在。

未来发展

在20世纪的空军作战概念中,空中资源基本上是功能齐全的独立部队,需要有自己的资源支持空中作战,如预警机和电子战飞机,作战能力只依赖挂载武器的战斗力。而在第四代战斗机推动下的新作战概念中,其核心竞争力还在于引导其他平台实施打击,因此,单架飞机的战斗和打击能力并不完全由它所携带的武器而决定,而主要取决于引导所部署网络成员的能力。考虑到战争爆发时,敌方会重点打击预警机,因此空战指挥管理必然向网络化分布式的方向发展。过去,美国空军主要通过地面的联合空战中心(CAOC)并依赖于预警机进行指挥作战。随着第四代战斗机的部署,首先是F-22A,然后是数量更多且盟国也将装备的F-35,其空中ISR以及指挥与控制(C2)系统就将组成网络化的联合空战中心,新型传感器和隐身技术相结合使第四代战斗机可以作为分布式空战管理系统节点。endprint

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