F—40隐形无人机:美军下一代轻型战机?
2015-09-10郑大壮
郑大壮
通过美军隐形无人机的发展来看,从常规到隐形,从在自由环境中执行任务转向威胁空域内活动,从单纯的情报监视与侦察转向侦察/打击双重任务,这些都是无人机领域技术和战术的重大突破。隐形无人机,或将成为美军未来战场的生力军。在技术上,隐形无人机将朝着航程更远、隐形能力更强的方向迈进;在战术上,根据未来战场需要而不断进行模块化改进,使得无人机能够搭载的“有效载荷”不断升级。
1971年,美空军开启了第四代轻型战机项目的研发,相继推出了经典的F-16“战隼”和F-18轻型战斗机。之后,根据实际作战需求,F-16与F-15重型战斗机形成了高低搭配的空中作战模式。进入21世纪以来,随着无人战机的迅猛发展,美空军考虑拟定下一代轻型战机的建造计划。
当前,美空军对于下一代轻型战机的定位是:小型化的隐形无人航空器,机身整体设计要与有人轻型战机有着本质区别,最显著的就是机动灵活性强,价格低廉,作战半径不逊色于重型战斗机。这款新型无人机的设计代号为F-40,未来将成为美空军作战部队的主战力量。
可以坦言,F-40隐形无人机将是美空军部队的战力倍增器。就拿F-40来说,其不仅可采取远程遥控模式飞行执行任务,也可采用自主飞行模式而在飞行编队中作为僚机(编队飞行中跟随长机执行任务的飞机——编者注)使用。
我们要肯定的是,无人机的“大脑”还是需要人来操控。当然,无人机与有人机有着本质的区别,无人机不需要具备有人机的强大配置和作战能力,过分的“装饰”将导致成本过高甚至破坏无人机与空军作战的协调度。F-40作为下一代轻型战机需要具备以下基本能力:
自主飞行,能够自主接收导航信息,可以进行敌我识别以及对外通信联络;机身小,具有高机动性能,飞机过载达到7G(飞机所能承受的加速上升或减速下降产生的加速度即为飞机过载,单位为G,1G=9.8m/s——编者注);作战半径接近F-16战机,速度为高亚音速,升限至少达到9.14km;机身内外均可挂载载荷,可模块化安装航空电子设备等有效载荷;机身的雷达和红外信号特征较弱,不易被探测;短距离起飞与降落;能够随时接入美军的各种战术网络。
GBU-39小型炸弹。F-40无人机可挂载这种炸弹
GBU-32联合直接攻击弹药。F-40无人机同样可以挂载该弹药
其小尺寸的机身更加方便运输,缩短了前沿战场部署时间。由于机身体积较小,在敌方雷达上的信号也相对较弱,敌方雷达和电子侦察部队也不易对其进行探测。同时,F-40的重要载荷,例如侦察传感器和航空电子设备都要安装在机身内部,这样进一步降低了飞行阻力并减少被敌发现的几率。
其者,模块化安装航空电子设备可以提升飞机的作战效能,优化整体结构,同时可降低研发和制造成本。F-40可根据任务需要加装不同的有效载荷,而这些有效载荷也可以应用到其他航空平台上。换句话说,这款无人机在基础设计上就考虑到了要灵活地增加或删减某项“能力”。
再者,垂直起降技术的应用赋予了F-40特种作战能力,尤其可以在受损的机场跑道、恶劣的山地丘陵地区或是海上部署的舰船上随时起降,增强了该无人机的通用性和机动能力。不过,虽然具备垂直起降能力,但很可能影响到该机的航程和反应速度。
此外,由于F-40在作战上还要与有人机协同使用,因此必须能有效地接入美军的各种战术网络,这样才能保持对它的指挥与控制。由于美军的战术网络之间存在差异,F-40使用何种数据链来接入将是今后需要继续探讨的话题。
F-40无人机的3个型号均可携带AIM-120先进中距离空对空导弹
在展会上展示的CBU-97集束炸弹内部结构。F-40无人机可携带该炸弹对建筑物或敌方人员车辆等目标进行纵深打击
F-40无人机将有A、B、C三种衍生型号。F-40A是基本型,不使用雷达波吸收材料,这也是一种大大降低成本的方案,主要依靠机身外形和复合材料降低在敌方雷达上的信号特征。F-40A的设计较为灵活,机体内部预留了用于安装预警设备、自我防护系统、卫星通信系统、光学通信系统及战术数据链的充足空间。同时,F-40A的内部有2个武器舱,每个武器舱可以携带1枚质量为454kg的GBU-32联合直接攻击弹药或质量为420kg的CBU-97集束炸弹,或者4枚GBU-39小型炸弹。此外,机身外安装有2部可拆卸式挂架,能携带AGM-84“鱼叉”反舰导弹、AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹或是用于急需的保形油箱(保形油箱是指在保持或不大改变飞机整体流线形气动布局的前提下,紧贴机体设置贮存燃油的容器,使容器圆形表面与机翼或机身的表面相切,从而减小飞行阻力和雷达反射面积——编者注)。据美国国防高级研究计划局的相关报告透露,F-40A为技术验证机,最终可能不生产不装备。
F-40B的性能参数及各种配置与A型基本相同,但该型号使用了雷达波吸收材料,是真正意义上的隐形无人机,也是最具看点的一型。除了挂载与A型相同的攻击武器外,F-40B还安装了在高危地区进行前期侦察工作所使用的摄像装置,未来很可能大规模投产应用。
F-40C的配置也与前两款基本相同,但安装了更强大的发动机,与其他战机的协调性更好。B型和C型机都无法携带保形油箱,使得航程受限,不过可以进行空中加油。
F-40的所有型号空对空作战能力有限,而且都未安装空对空雷达。所有型号都能够携带AIM-120先进中距离空对空导弹,这种防区外武器的使用也是无人作战飞机的一大发展趋势。F-40最简单的操控形式就是自主起降飞行,事先设定程序而不用远程遥控,具有飞行中报告和任务规划能力,或与“战斧”巡航导弹的使用方式相似。除了紧急迫降,三款机型都可以进行灵活的飞行操作,包括威胁规避等等。F-40拥有两个控制回路,一个用于威胁规避,一个用于油料管理。自主起降飞行可以执行空中拦截任务、补给任务和战术侦察任务,并可与其他无人机通过数据链实现情报共享。当与有人机协同作战时,F-40的任务指令也较为简单,易于系统整合。有人机对其发布指令,F-40在收到后即对目标发起跟踪和打击。如果该目标发生移动,F-40可对其重新定位。
在作战使用上,首先,F-40可用于近距离空中支援,为美国陆军的斯特赖克装甲旅战斗部队提供火力。按照作战想定,由E-8“联合星”战场联合监视飞机携带2架F-40无人机在接受指令后前往既定位置进行投放。F-40利用所携带的GBU-32联合直接攻击弹药和CBU-97集束炸弹对建筑物或敌方人员车辆等目标进行纵深打击,从而掩护己方部队。在遭遇敌大规模战场集群时,E-8飞机也可投放4架F-40无人机,以更强大的火力实施进攻。
其次,与有人机协同作战执行空对地或空对海作战。典型的作战配置是,4~6架F-40无人机与4架有人机组成战斗编队,在有人机发动进攻后,无人机可提供附加火力,尤其可以对较为分散的目标进行突然打击,同时可弥补有人机因弹药不充足而导致的不佳攻击效果。此外,F-40使用一定数量的弹药可打击敌方防空系统,凭借其隐形能力压制敌防空火力,也可执行情报侦察任务。
再次,一些航空平台可将F-40无人机作为保护伞。例如,B-52和B-1等远程战略轰炸机在即将接近战场时可以投放携带的F-40无人机对其进行空中保护。由于受到地球曲率和地形地貌等地理特征的影响,处于低纬度的美军RC-135侦察机在距离目标较远时很难对其进行直接观测,对美军的作战造成一定影响。使用F-40来充当RC-135的助手,能够克服这些困难。F-18战斗机也可以用相同的方法利用F-40来压制敌方防空火力。
最后,能够实施快速部署和海上部署。由于质量轻、体积小,通常1架C-17运输机可携带4架F-40,1架C-5M运输机可携带6架F-40,很快就可运送至前沿阵地进行部署。另外,F-40可以在航母、两栖攻击舰等大型舰船上起降使用,美空军海军和陆战队可以交换使用F-40无人机。
C-5M运输机可携带6架F-40无人机,很快就可运送至前沿阵地进行部署
综上所述,F-40具备很强的作战能力和通用性,但今后能否真正取代F-16还是个未知数。美国的无人机技术虽然发展了若干年,但在整体成熟度上还有待提高,况且有人机的作用和地位是很难动摇的。其实,F-40的出现不仅仅是验证下一代轻型战机的概念,更多的则是为美军真正的联合作战提供有力支持。无人机能够在诸多领域应用,符合未来战场需要。当然,面对高威胁环境和财政紧缩,美国将会做出何种抉择,尚待未来揭晓。
编辑/刘兰芳