F-35系列联合攻击机分析及应对研究
2015-01-09傅中力国防科技大学国家安全与军事战略研究中心湖南长沙410073
傅中力,吴 彤,赵 炤(国防科技大学国家安全与军事战略研究中心,湖南长沙,410073)
F-35系列联合攻击机分析及应对研究
傅中力,吴彤,赵炤
(国防科技大学国家安全与军事战略研究中心,湖南长沙,410073)
美国国际评估与战略中心资深研究员理查德·D.费舍尔(Richard D.Fisher)撰写的《美国2020年前后如何威慑中国》报告发表后,引起了广泛关注。首先对报告中涉及F-35内容的主要观点及对我国国家安全的影响进行了分析,然后剖析了F-35的技术可行性,最后从技术及装备的视角对我装备建设目标、手段运用、技术研发等方面提出对策建议。
F-35;联合攻击机;技术可行性
2014年4月26日,美国国际评估与战略中心的理查德·D.费舍尔在台湾地区“中国军事能力态势”研讨会上,发表《美国2020年前后如何威慑中国》报告,该报告以2020—2030年为时间节点,以中国为假想对手,以新型战略武器为支撑,以亚太安全为烘托,提出2020年美国应针对中国发展战略威慑手段[1]。主要观点之一是“大规模部署F-35B战斗机”,本文分析F-35系列联合攻击机设计理念和作战影响,并提出启示和建议。
1 报告相关内容分析
1.1报告主要观点
报告认为,F-35较F-16等四代战机性能更优异,尽管平均单价已超过1.3亿美元,但仍然建议大量采购F-35B短距起降战斗机。理由有3个方面:一是可大幅提升现有两栖攻击舰的作战能力,F-35B的垂直/短距起降特性将使美国海军的13艘两栖攻击舰成为攻击力强大的“航母”,增加美军可用“航母”的数量;二是可利用其机载红外弹道导弹预警装置和先进的网络通信能力,大幅提升美军的战区反导能力;三是可有效威慑遏阻中国军队。对于日本、中国台湾等潜在购买国家和地区,F-35B是其获得五代机的唯一选择,是借此大幅提升海上航空实力的捷径。
毋庸置疑,F-35作为美军及其盟友倾力研制的新一代战机,其设计初衷就是为了满足空军、海军和海军陆战队各自提出的要求,宣称具备隐身、超声速巡航、短距起降、超机动性、易维护等特点[2]。综合分析美军现役装备特点和Fisher报告形成上述观点的引文原文,本文认为上述前两条理由的合理性均值得商榷,具体如下:
一方面是关于两栖攻击舰装备F-35B后变航母的问题。受舰型和动力限制,美军现役两栖攻击舰的最大航速仅为22kn左右,与美军现役航母的最大航速(约32kn)有较大差距,战时将难以伴随标准化的航母编队执行高机动性的作战任务。另外,由于两栖攻击舰未装备弹射器且甲板面积有限,无法起降固定翼预警机,则该编队在面对具有较强海空突击能力的强敌攻击时生存力堪忧。因此,两栖攻击舰(或类似舰船)在装备F-35B之后与一般航母的作战效能有多大程度的吻合仍值得商榷,Fisher的结论过于武断。
另一方面是关于F-35B作为传感器节点扩展美军基于信息系统体系作战能力的问题。利用F-35B的强大隐身能力、网络通信能力和机载传感器探测能力,在战区前沿甚至敌后纵深地区执行侦察监视任务,能够显著扩大和保持美军作战体系的信息优势,这是Fisher报告原文及其所引用的一些参考文献中所体现的观点。但考虑到F-35B仅前向隐身性较好且在非空中加油条件下作战半径有限等特点,美军已装备或正在研制中的长航时无人机似乎更适合执行此类任务。
综上,本文认为,尽管F-35B将是一款技术先进、战场适应性较强、并有可能改变未来作战样式的战斗机,但并不意味着可以得出“在现有基础上,美国及其亚太地区的盟友会更大规模的采购F-35B”的结论,甚至要警惕Fisher报告中所隐含的“夸大F-35B的性能以震慑对手、并向盟友推销”的企图。我们应审慎分析应对,不能人云亦云,亦步亦趋。要在科学研究基础上,分析其先进的作战理念及对现代战争发展的影响,另一方面要汲取其教训,研究应对举措。
1.2F-35系列飞机设计理念与作战影响
1.2.1推动新作战概念的实践运用
美国杰出的战略思想家和军事理论家约翰·R.博伊德提出,能否在空战或其他战斗中取得胜利取决于战斗人员做出决定的速度和准确度,即要首先完成观察、调整、决策和行动(Observation-O-Decision-Action,OODA),优势取决于获得信息支援优势的一方[3]。与第四代战机相比,F-35在设计上充分体现了博伊德的思想,把信息因素及其获取、融合、展示和应用的速度作为研发重点。美军F-22战机飞行员训练已验证了这一变革对于作战方式的影响,F-35研发充分借鉴了F-22战机的成功经验,美海军陆战队第1航空武器和战术中队正积极适应F-35带来的变革,着眼有效提升“情报、监视、侦察(ISR)”能力,构建空海一体作战体系,并已运用于制定《陆战队F-35B型机训练与戒备手册》,积极为跨军种训练的发展和作战概念的演变做准备[4]。
1.2.2力争打造可升级的军事存在和能力融合
F-35系列飞机不仅是具备隐身性能的武器系统,而且是重塑未来空中作战的“中枢”。F-35战机的研发是建立在允许各作战系统相互作用的基础之上,共同构成一个由机载电脑统一管理的“作战体系”,通过高速数据总线,将包括通信、导航与识别系统、有源电子扫描阵列雷达、光电分布式孔径系统、电子战系统、光电瞄准系统联成统一的整体,为其他各种前沿部署的作战平台提供相互连接[5]。例如“宙斯盾”系统,近海战斗舰,前沿部署的基地等,这也是要研制海军、陆战队和空军通用系统的原因。值得注意的是,尽管F-35研制计划一再延迟,但日本最近仍决定购买F-35A型机,缘于日本作为美国“宙斯盾”系统的重要合作伙伴,对于整合“宙斯盾”系统和F-35战机能够创造的作战优势非常了解,不仅因为二者传感器系统的无缝连接,更是由于F-35具备管理众多海空装备的作战能力,F-35已成为美军及其盟友塑造新太平洋战略和能力的关键[6-8]。
1.2.3旨在提升美军亚太部署能力
美海军陆战队第2飞行联队司令乔恩·戴维斯上将曾指出,F-35B将为陆战队飞行员提供一种融合“鹞(AV-8B)式”“大黄蜂(F/A-18)”和“徘徊者(EA-6B)”多种飞机性能,既拥有“鹞式”战机的远程基地式能力,又具备“徘徊者”的电子战、电子干扰和通信能力,还具有“大黄蜂”的多用途特性的综合能力。F-35B特有的短距起飞/垂直降落特性,将大大增强美军现役两栖攻击舰的作战能力,并使美国及其盟友重新审视力量投送的概念,使其盟友武库大幅标准化,不仅增强在复杂电子战环境中夺取制空权的能力,而且颠覆了空中力量为海上作战提供支援的模式[9-11]。通过部署F-35系列飞机,实现了美军及其盟友前沿部署的多元化,从以平台为中心向关注于构建更加灵活、敏捷、实现协作式作战的新体系转变,而且降低军队和目标的集中度还有利于大大提高其威慑力,实现其宣称未来武器装备“将没有一个平台是孤军作战的”目标[12-13]。
2 F-35系列联合攻击机技术特点分析
2.1以打造先进的航电系统为依托,实现信息优势向决策优势的转变
较传统战机,F-35战机最重要的技术优势就是其优越的机载设备处理能力,它可使飞行员同时实施以往由多个平台接续开展的多项操作,实现各项数据自动处理并融合进信息系统,使飞行员具备极高的态势感知能力,进而更加全面地做出决策,创造一个更加完备的作战环境和指挥控制体系,带来一场以“信息轴”(或称为Z轴)为代表的作战革命。它是首款具备360°视野的战机,能够为飞行员提供围绕机身的全景视野,其搭载的AN/AAQ-37光电分布式孔径系统使操作员或飞机编队管理人员能够全方位了解数百千米外的空中态势[14-15]。其装备的AN/APG-81型相控阵雷达,具有搜索空中目标、探测地面目标、制导空空导弹、操控空地导弹、进行通信领航、实施电子对抗等多种功能,可以在较远的距离上对目标进行精确的探测和识别,完成高分辨率成像、自动跟踪、红外搜索和跟踪等任务,帮助飞行员实时了解战场电磁环境,增强自我保护能力。头盔显示系统能把关键作战要素,如目标信息、关键飞行数据以及夜视能力整合到头盔里,使飞行员更全面地了解战场态势[16-17]。
2.2通过C4ISR+D(决策)赋能技术实现,促进各种作战平台的有效连接
尽管围绕F-35作为指挥和控制中心地位(C2)仍有争议,但在某种程度上,F-35以C4ISR-赋能技术来升级各种已有平台作战能力,美国及其盟友甚至围绕F-35塑造新太平洋战略。由于F-35战机搭载了新一代武器系统并且具备管理更大海空战场的能力,可在远距离上获取大量融合后的目标信息和战场态势,其装备的Link-16战术数据链和卫星通信装置,实现与多种友军的作战平台保持联系,从预警机、战场监视机、侦察机、无人机等情报侦测飞机以及军用卫星上,获得和分享各种战术数据和目标情报,并利用新一代战术数据链为其他作战飞机提供预警和指挥[18-19];美国海军和空军正加紧制订为F-35的有源相控阵火控雷达开发“电子攻击”能力的计划,即以高功率的窄波束干扰敌方火控雷达等电子设备或导弹的导引头,从而不再需要专门的电子战飞机;宙斯盾系统及新型“标准-III”型导弹使F-35能够利用海基导弹扩大其打击区域,F-35和其他战略预警系统协同作战将大大拓展陆上和海上基地的防御能力;F-35技术上的高通用性使得在亚太地区为其建设训练和支援中心会更加便利,实现更广范围的后勤维护和情报监侦资源共享[20]。
2.3综合应用多种新技术,显著提高飞机自身作战能力
F-35战机的设计特色包括经过提升的航程、载荷、机动性和飞行速度以及包括冗余度、机身加固和隐身等因素在内的生存性指数。为实现短距起飞和垂直降落,其升力风扇装的是F-136智能型发动机,不但能提供强大动力,而且维修方便,多数零部件都能在20min内更换完毕;两级对转升力风扇的创新设计,是F-35B动力系统的重要组成部分,可以在不增大主发动机进气道的情况下,为维持战机悬停所需的垂直气流提供足够的空气,进而避免了飞机在超声速飞行时所产生的阻力;F-35B飞机采用的轴传动式远距增升系统与其他的喷气式垂直起降方案相比,它的推力损失很小,产生动力升力的效率较高;在垂直、悬停和过渡飞行阶段,F-35B飞机配备有先进的电传操纵与自动控制装置,飞行员只需发出相关指令,具体的操作与调节便可交由计算机和飞控系统来完成[2]190。上述技术的采用,使得F-35B飞机在经济性、安全性和飞行性能等方面都远远优于“鹞”飞机和AV8-B飞机。据统计,F-35B型和C型是为了斜板技术专门优化设计的一种战斗机,它的作战航程、有效载荷、武器载量等效能大致与美国海军的F/A-18E/F战斗机相当,但是F-35飞机独特的隐身技术和超群的电子作战能力所带来的综合作战效率超过F/A-18E/F战斗机的10倍以上,凭借隐身的优势,F-35B在防空作战中效率较上一代战斗机高15倍以上,搭配精确制导武器,攻击力及效率高40倍以上[21-23]。
3 启示与建议
3.1吸取F-35研制方案过于理想化教训,科学确定装备建设目标
根据F-35建设方案,要打造满足海、空及海军陆战队需求的通用战机,但是建设计划一再延误。一方面是由于各军兵种已经形成了许多相对独立的军事需求,在应用范围、组网形式、传输手段、技术体制等方面存在很大差异,使得不同军兵种的通用战机难以真正实现,而且根据作战对手不同,其“一机”打遍天下的设想难以奏效;另一方面,现代装备往往是集机械、电子、网络于一体的赛博-实物系统,发展这类装备时,很多传统的设计理论、方法不再适用,在诸多关键技术不够成熟的情况下仓促上马,导致屡屡受阻,而且高技术装备是个投入巨大的工程,即使是财大气粗的美国,也感到难以为继,其模块化进程一拖再拖就是实例。因此,需要吸取美军F-35教训,根据国家安全和战略利益拓展要求,在满足未来军事需求的前提下,坚持从本国技术经济实力出发,合理确定装备建设目标,避免走入“贪大求全”的误区。
3.2加强航空装备部署综合评估手段运用,提高体系作战能力
现代空军及战机部署是带有典型的高技术特征、涉及多种因素的系统工程,需要考虑的因素很多,包括现在稳态应急作战和未来激增作战能力需求、飞行员的能力、维修力量,以及保障装备的要求、现有基地及新建基地设施条件、从战斗机飞行员中选拔未来高级领导的能力等。要形成体系作战能力,需要运用现代工程化的手段和方法开展评估。可以借鉴美国兰德公司对F-35部署调整方案评估所采用的理念和方法(美国空军作战司令部批准的部署调整方案就采用了经过评估后的2A方案[24]),建立作战能力指标体系,设计不同级别风险区指数,计算不同条件下装备与人员融合产生的飞行成本,量化预测未来作战需求,并对现役飞行员在空军的发展空间进行评估,进而实现科学部署和资源分配,以满足现在(潜在)增加的作战能力要求。
3.3分析新一代战机技术体制,开展前瞻性技术研究
尽管报告原文提到的F-35B将装备机载红外弹道导弹预警系统,探测距离321.9km,此项技术对指导我军航空装备建设发展具有重大价值,需要开展机载导弹预警相关技术研究。另外,报告提到,虽然F-35B的性能不如F-22,但在未来作战的作用将大于F-22,原因在于F-22服役时,由于隐身特性要求尽量不能向外辐射电子信号,其数据链技术水平甚至不如F-15或F-16等四代机,而F-35则具有更先进的网络化通信能力,更能融入整体的作战体系,因此,结合隐身战机通信技术是美军未来通信技术发展的重点,我们应该尽早开展类似研究,抢占隐身战机通信技术研究的先机。
3.4研究F-35武器系统技术特征,发展针对性反制手段
F-35宣称几乎能够执行作战飞机的全部任务,但“万金油”式的全能在成就其优势的同时也成为其软肋。一是加紧新型战机研制和现役战机升级。在空战方面,F-35缺乏四代机典型的超机动和超音速巡航能力,在空中的优势也没有期望的那么大,我军要加新型战机研制,改进现役战机,提升空中对抗能力;二是加强反隐身飞机探测预警手段建设。针对F-35B飞机采用减小机头锥度和机身的圆截面等较强雷达反射特征,局部采用雷达吸波涂料/结构、缩减机尾喷流引起的红外信号特征等隐身手段,加强天基手段和超视距雷达建设,扩大预警范围,不断提高反隐身飞机能力;三是加强陆基防空系统建设。针对F-35的设计目标和执行任务70%是针对地面目标的特点,加强地空制导武器及侦察预警能力建设,对其实现反制,提高综合防空能力。
4 结束语
随着新军事革命加速推进,世界主要军事强国纷纷深入研究论证现代战争理论,加大军事科技研发投入,大力推进新一代武器装备试验定型,大国之间的军事较量日趋激烈。美军作为新军事革命的先行者和领跑者,其武器装备发展、部署及应用既对我军构成重要威胁,也为我军发展新型武器装备提供借鉴。我们不能盲目跟从,应立足自身国情军情客观分析,研究制定应对举措。
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(编辑:田丽韫)
Analysis and Countermeasure Research on F-35 Joint Strike Fighter Series
FU Zhongli,WU Tong,ZHAO Zhao
(Center for National Security and Strategic Studies,National University of Defense Technology,Changsha Hunan 410073,China)
The report"how Unites States deters China before and after 2020",by Richard D.Fisher,a senior fellow of American International Assessment and Strategy Center,has causes extensive attentions.At first,this paper makes the analysis on the main points of view about F-35 fighter in the report and its impact on our national security,then analyzes the technical feasibility of F-35 fighter.Finally,the paper puts forward countermeasures and suggestions in aspects including objectives of equipment construction,application approach and technical R&D of the PLA from the perspectives of technology and equipment.
F-35;joint strike fighter;technical feasibility
G72
2095-3828(2015)02-0079-05
ADOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2015.02.018
2014-10-08
傅中力(1973-)男,高级工程师,研究方向为国家安全与军事战略。