俄第六代战机:航空制造业的一场革命
2017-10-12姜永伟
姜永伟
编者按:2017年3月,俄正式启动了研制第六代战机的计划。第六代战机是有人驾驶飞行器与无人驾驶飞行器组成的独一无二的空中联合战斗群。它在未来几十年的时间里,将确保对地面和空中任何敌人保持绝对的优势。第六代战机主要组成部分将是无人机。无人机飞行速度可以达到高超音速,它与不可或缺的,但又极易遭受攻击的第六代战机组成空中联合战斗群。必要时,无人机可进入近地空间作战。对此,俄通社-塔斯社资深记者德米特里·列舍特尼科夫,专访了俄无线电电子技术联合企业第一副总经理顾问弗拉基米尔·米赫耶夫。
拟定第六代战机作战概念与构想
记者(以下简称记):首先,请您简要介绍一下您们企业主要的科研与生产任务。
米赫耶夫(以下简称米):我们无线电电子技术联合企业主要负责研制和生产军用和民用产品,现由97家军工企业组成。我们企业主要担负以下三个方面的科研与生产任务:第一,为现代军用和民用飞机、直升机,以及无人机研制生产机载电子系统。第二,研制生产电子战系统。第三,研制生产敌我识别器系统。
记:请您描述一下未来第六代战机是什么样子?
米:第六代战机是指由第六代有人驾驶飞行器与无人驾驶飞行器组成的联合飞行器战斗群。该联合飞行器战斗群,被称为空中联合战斗群,其作战使用原则是集体遂行作战任务。通常,空中联合战斗群编有1~2架有人驾驶战机,剩余的都是无人机。这两种飞行器均具备自动起降功能,以及自动遂行作战任务的能力。基于飞行速度无法达到高超音速等原因,有人驾驶战机只能遂行部分复杂战术环境条件下的任务。无人机具备了完整战术技术性能,其飞行速度达到4~5马赫,可以进入近地空间遂行作战任务。
记:第六代战机空中联合战斗群是如何遂行作战任务?
米:每个空中联合战斗群都有主战飞行器,并根据作战任务的分工,分为对敌地面目标实施空袭和与敌战机进行空战的飞行器,以及遂行空中侦察等任务的飞行器。无人机将担负掩护有人驾驶战机的任务。第六代战机可以自动识别驾驶自己飞行的飞行员或是飞行大队长,或是普通飞行员。根据职务不同,有人战机便可以得到数量不等的无人机。例如,如果是彼得罗夫中尉,那他指挥的无人机数量可能就会少些。如果是伊万诺夫上校,那他指挥的无人机数量就会多些。同时,这些无人机知道在保护谁。
记:第六代战机采用的优异作战概念和思路,是您们企业自主原创呢?还是您们的订货商——俄国防部提供的?
米:这是我们无线电电子技术联合企业与俄联合飞机制造集团公司共同开发的创新成果。首先,我们要对第六代战机的概念达成共识。当然,这都是预先设定的,形象的说,就是按照高矮排列和轻重缓急的原则,对设计思路和规划进行梳理。例如,第五代战机的主要概念是超音速巡航和隐身,而第六代战机的主要概念则是无人驾驶飞行器。
我们与联合飞机制造集团公司都同意这一观点。无论第五代还是第六代战机所具备的战术技术性能,在一定程度上让飞行员变得有些多余。飞行员身体条件限制了战机的战术技术性能。因为他们无法承受在机动飞行条件下的更大过载,以及在近地空间会遭受有害X射线的辐射。同时,第六代战机装备机载电磁武器或机载超高频电磁武器的可能性极小。机载超高频电磁武器产生极强电磁脉冲,会对飞行员身体造成极大的伤害。即便对飞行员驾驶座舱屏蔽和隔离,电磁辐射依然会穿透座舱。实际上,我们制定了许多防护措施,例如将飞行员进行隔离、佩戴专用眼镜、为驾驶座舱安装带有金色涂层的玻璃,以降低电磁武器的辐射。但是,这些措施无法达到100%的防护效率。
此外,第六代战机在过载、速度和高度方面同样也受到了限制。因此,第六代作战飞行器首先应该是无人驾驶航空兵。在1架有人驾驶战机所在的空中联合战斗群中,应该配备5~10架无人机。
记:它们可以协同作战吗?
米:是的。这里最重要环节是转交作战指挥权。例如,在这个作战空域,1名飞行员驾驶第六代战机与无人机组成的第一空中联合战斗群遂行作战任务,而在1 000千米之外还有第二空中联合战斗群。此时,第一空中联合战斗群遭受了损失,那么第二空中联合战斗群便迅速实施空中支援。此时,拥有高超音速飞行速度和可进入近距空间作战的无人机的作用显得至关重要,它们可以在最短时间内,从一个作战空域飞抵另一个作战空域,以补充遭受损失的空中联合战斗群。
记:如果没搞错的话,联合飛机制造集团公司与您们企业共同完成了第六代战机的最初方案的设计?
米:是的。我们企业主要任务是为第六代战机提供全部最先进的机载电子系统。
记:第六代战机计划何时完成首次升空试飞?
米:第六代战机的首次试飞计划于2025年前完成。当然,在2020—2021年之前,我们就应该做好研制第六代战机的科研储备,而部分研制方案应在第五代战机上完成试验。
研发新型机载电子战系统和机载电磁炮
记:您们企业打算为第六代战机研制哪种机载电子战系统?
米:我们企业将负责为第六代战机研制全部机载无线电电子系统。该系统被称为一体化机载系统,即每个组合都可以担负多种作战职能。例如,同样一种机载电子系统既可以是机载雷达系统,又可以是电子战系统,也可以是信息传递和通信系统,甚至可以是飞行导航和敌我识别系统。此外,所有组合都可以相互补充,提高了整个机载电子系统的可靠性和作战效率。endprint
记:也就是说机载电子战系统,不仅可以压制敌人,而且可以传递信息?
米:是的。它还可以担负通信、导航、敌我识别和雷达侦察等作战任务。因此,该组合不仅实现了一体化,同时又是收发两用的机载设备。其实,它是利用1台功能强大的计算机工作的数字传输和接收设备。
记:请您具体谈谈新型机载电子战系统的研制情况。
米:目前,外国军队的作战条例,其中包括俄军作战条例,都明确写进了“无线电电子压制”的军事术语。电子战系统可以给予敌人电子杀伤,致使其雷达无法工作。
电子战系统的大量数字信号,可以制造假的回波信号,以扰乱敌方雷达正常工作。如果加大数字信号干扰的强度,我们将使敌雷达接收通道处于饱和状态,从时间上讲这种饱和状态可以持续几秒钟、几分钟,甚至几小时。此时,我们的飞行员可以关掉电子干扰机,驾驶飞机去喝咖啡,而敌人的雷达却始终无法恢复工作。
记:第六代战机机载识别与检验系统是如何工作的?
米:头盔显示与控制系统和专用飞行服,将飞行员与机载驾驶导航系统融为一体,并与机载识别与检验系统链接。飞行员的生理和心理情况,处于机载识别与检验系统的掌控之中。飞行员可以承受多大的飞行过载?飞行员的飞行驾驶技能如何?机载识别与检验系统都一目了然。根据这些数据,飞行员担负的空战任务有多有少。整个空中联合战斗群实际上是一个智能机器人系统,飞行员只是智能机器人系统中的一员。
记:T-50第五代战机,即苏-57战机安装了类似的一体化系统了吗?
米:是的。第六代战机的部分设计方案,已经在苏-57第五代战机和地面进行过试验。苏-57战机机载驾驶导航系统借鉴了部分一体化设计的元素。
记:这种一体化设计元素是什么?
米:苏-57机载雷达系统,既可以扮演雷达的角色,也可以扮演空中侦察和电子战的角色。当然,它的主要任务是发挥雷达的职能。换句话说,苏-57已经具备了依赖机载一体化系统,调整和分配作战任务的能力。目前,苏-57机载一体化系统的表现极为出色。我们国内同行都按照这个思路开发机载一体化系统。
记:美国F-22战机也装备了此类一体化系统了吗?
米:是的。不仅F-22战机,而且F-35战机也装备了此类一体化系统
记:您们还研制出了哪些新型电子战系统?
米:目前,我们至少研制出了至少5种新型的电子战系统,其中,为苏-57战机研制出了“喜马拉雅山脉”机载电子防御系统。该系统能确保苏-57战机生存概率提高数十倍,但研制成本没有增加。此外,新型地面电子战系统,可以确保战场士兵免遭敌高精度武器的攻击。新型电子战系统可以使敌巡航导弹致盲和阻塞敌情报传输系统。总之,我们为俄各军种研制出了不同型号的新型电子战系统。其中,许多新型电子战系统在叙利亚反恐作战中投入使用,并取得了明显效果。
记:据悉,可以将电磁炮制作成便携式的,那么,战机携带的便携式电磁炮从何处获得能量呢?
米:实际上,机载电磁炮并不是便携式的。众所周知,每架现代战机都是一座飞行发电站。它可以释放出数十千瓦的能量,而依靠天线放大器将其变成超高频信号后,它可以释放出数百兆瓦或十亿瓦特的能量,即所谓的核武器同位素辐射能量。我们可以使用这些能量将敌任何物体“烧毁”。
记:电磁武器的作用距离是多少?
米:目前,普通超高频电磁武器有效作用距离为几十千米。
记:您们已经研制出电磁炮样品了吗?
米:我们该项研究工作已经取得了进展,并研制出了几种超高频电磁炮样品。同时,我们还为雷达接收通道和导弹导引头研制和安装了专用滤波器,以防范敌超高频电磁武器的攻击。自古至今,战争就是矛与盾的斗争。
记:无论是超高频电磁武器,还是无人机,都是价格不菲的高精端武器?
米:应当说,人的生命高于一切。任何一架无人机的价格,要低于有人驾驶飞行器。在批量生产时,并不是所有第六代战机都将装备驾驶系统和飞行员生命保障系统,这些没有裝备驾驶导航系统和飞行员生命保障系统的战机,是纯粹的无人机。我们将依靠生产无人机,达到节约资金的目的。
当然,先进的武器价格从来都是昂贵的。由于将超高音速、隐身、高度防护性能、智能化和高功率微波武器集于一身,无人机将成为高精端武器。因此,这种无人机的价格也不会太低。此外,第六代战机还将安装最新型武器控制系统、侦察系统、电子战系统、导航系统和敌我识别系统。
记:俄国防部对此持何种态度?
米:根据先进武器装备的研制方案,俄空军科研所与我们企业紧密合作。他们负责修改我们提供的先进武器装备设计方案,该工作有条不紊的进行。这并非纸上谈兵。我们计划2020年后形成技术储备。随后,我们将从俄国防部得到技术任务书,并将技术任务书变为具体产品。此前,部分元件已经在军用飞机和民用飞机接受试验。我们很清楚这些元件的效率怎样?它们的定位、导航、制导、防护、通信和控制原理是什么?距离是多少?频段是多少?普通雷达和量子雷达信息处理内存容量是多少?endprint
开发新型机载量子雷达系统
记:请您谈谈第六代战机机载量子雷达系统的开发与研制情况。
米:目前,我们企业正在积极推动机载量子雷达系统的研发工作,并以试验模型为基础,研制出了机载量子雷达系统的辐射器和接收机。我们辐射超高频信号对目标实施定位。超高频信号遇到目标反射回来,我们接收到了这些目标反射信号,对其进行处理,并获取了目标雷达图像。
记:您们下一步有何打算呢?
米:接下来,我们将按照科研计划,制做一个货真价实的机载量子雷达系统模型,拟定量产模型的战术技术性能。目前,机载量子雷达系统模型的外形尺寸、工作频段和发射功率都已完成设计。此外,我们企业代表还制定出新型机载量子雷达系统辐射器、量子晶体和振荡器的技术工艺。根据与我们的客户——俄国防部达成的协议,只要进入试验设计阶段,我们便可以将新型机载量子雷达系统的量产模型生产出来。
记:请问您们为何要为第六代研制新型机载量子雷达系统。与普通机载雷达系统相比,它都有哪些优势?
米:普通机载雷达系统,通常依靠电真空器元件和半导体元件产生辐射,其辐射能量利用率较低,仅为30%~40%,剩余60%~70%的辐射能量均变成了热能。新型机载量子雷达的雷达信号产生,是借助量子晶体将相参激光能量变为超高频信号辐射。机载量子雷达系统发射机发射的有效辐射能量达到60%~70%,即将大部分激光能量变为雷达辐射能量。基于这一技术原理,我们可以制造大功率量子雷达。
新型机载量子雷达系统可以接收到普通雷达无法接收的超宽频带辐射。它不会单独安装在第六代战机的机头位置,而是分布在战机的不同位置,有点像T-50五代战机,即战机正面安装了1部N036-01-1有源相控阵雷达、侧面安装了2部N036B有源相控阵雷达、翼尖安装了2部N036L有源相控阵雷达。T-50战机雷达工作在不同频段和不同方向,具备了360度全方位发现目标的能力。
实际上,第六代战机机载量子雷达系统,是1部由3~4部量子雷达分系统组成的完整的雷达系统,其每部分系统位于战机机身的不同位置。可以同时从战机的不同方向和角度观察战机周围的所有空域。
记:新型机载量子雷达系统作用距离超过了现在所有的机载雷达系统吗?
米:是的。我们可以在宽频谱范围照射敌人,可以精确掌握敌机在空中的位置。在经过处理后,我们将得到清晰的视频图片,它对于我们确定敌机型至关重要。例如,机载计算机可以及时和自动判明是1架美国F-18“大黄蜂”战机,具体携带了哪种型号的导弹。
此外,新型机载量子雷达系统将利用发射机和接收机的超宽频带,规避敌释放的电子干扰。同时,它还可以兼顾电子战任务和传递情报任务。第六代战机还将装备新型机载多光普成像光学系统。该系统工作在激光、红外、紫外线和光学频段,对量子雷达是一种补充。
拓展国内外无人机市场
记:众所周知,您们企业是目前俄国内研制无人机的骨干企业。请问,你们确立了哪些无人机发展战略?你们打算填补无人机的哪些空白?
米:我们企业是俄国内研制和生产军用飞机和军用直升机机载电子系统和电子战系统的最大的中心。我们将在未来广泛使用无人机的条件下,继续保持企业创新发展的势头。目前,由于采取这些措施,我们已经研制出了世界先进水平的无人机机载电子系统,所有机载电子系统均采用了开放式设计结构,根据担负的作战任务不同,制造出各种模块化的机载设备。这些模块化的机载电子设备,既可以装在俄国产无人机上,也可以出口,为我们拓展了军用无人机和民用无人机前景广阔的市场。
目前,我们无人机的销售额已经达到了70亿美元。根据俄行业专家保守预测,2020年前,俄无人机销售额将达到100亿美元,其中机载电子系统约占无人机价格的30%~70%。该数字充分证明我们将创造更多的价值。
记:无人机机载电子系统的特点是什么?它与有人驾驶飞机机载电子系统有何不同?
米:无人机机载电子系统的最大特点,不是由飞行员来操控,而是依靠机载自动系统自行操控。实际上,在现代航空技术飞速发展的今天,飞行员不仅在操控航空技术装备方面,而且在实现航空技术装备技术创新方面,似乎已经变成了多余的负担。
如果没有飞行员的话,无人机机载驾驶导航系统将会得到更大的技术完善。在研制无人机时,无需考虑保护飞行员承受过载,无人机可以按照发动机空气动力学原理和性能所提供的速度飞行。在过载3~5g的条件下,普通人会失去知觉。经过训练的飞行员,可以短时间承受6~7g的过载。而无人机可以在超过20g过载的条件下正常飞行。
随着现代科学技术的发展,无人机的发展可以说是独辟蹊径。例如,1架由飞行员驾驶的战机,从得到信息到定下决心驾驶飞机,需要一定的时间。有时,这段时间很漫长。当飞行员定下决心时,有人驾驶飞行器已经飞行了几十米,甚至几百米。无人机在毫秒时间内可以自主给出多种行动方案,这主要依靠功能强大的计算机搜集和传递信息的速度和质量。
由于取消了飞行员驾驶座舱,无人机无需考虑承受超高频辐射等限制,它可以高超音速在等离子体层飞行,并能够承受更高的温度。此外,无人机可以极大速度沿弹道轨迹飞行。例如,在近地空间,无人机将会遭到更强大的X射线照射的辐射,其它许多不利的因素有很多,我不想全盘托出。今天,我可以明确的说,我们已经步入了无人航空兵的新世纪门槛。
记:无人机机载电子系统将担负怎样的任务?
米:尽管具有独一无二的性能,但是,无人机的首要任务是取代有人驾驶航空兵。无论从军事角度,还是从经济角度,无人机的作战效率会更高。无人机的诞生对于俄北极等难以抵达的区域,具有极为重要的意义。为了覆盖北极边境地区的整个领空,俄亟需装备可以对地面和空中目标实施侦察的长航时的无人机。在这方面,无人机将发挥举足轻重的作用。目前,我们已经为无人机研制出了遂行该项任务的机载电子系统。endprint
记:您们在微型光子学领域取得的研究成果,已经为研制中型无人机和第六代战机机载雷达系統研制奠定了基础?
米:是的。正如前面所说,这是我们联合企业的主要科研项目之一。该科研项目名称为机载量子雷达系统,它将首先安装在无人机上使用。无人机机身将安装可以形成超强辐射功率的大面积天线。对于无人机来说,机载量子雷达系统最大优势是长时间滞留在空中,且无需技术维护和保养。该雷达系统的续航能力超过了现代无人机。它可以无需降落维护,连续工作数昼夜。
记:您曾讲过,您们联合企业最权威的科研产品是电子战系统。那么,您是如何评价无人机电子战系统发展前景的?
米:如果谈及无人机,首先不应忘记有人驾驶飞行器。根据战术技术任务,有人驾驶飞行器已经装备了机载电子战系统。目前,我们已经为重型、中型和轻型无人机,拟定出了装备机载电子战系统的方案。战时,无人机将成为敌首先摧毁的目标。敌人试图迅速击落我们的无人机,而我们无人机电子战系统要对其实施电磁压制,以确保无人机长时间保持正常工作。当然,这首先依赖于机载电子战系统的作战效率。
此外,无人机的优势还在于,在无需考虑机组人员的生命安全前提下,安装大面积天线和形成超强辐射功率,在距敌电子系统更近的区域遂行电子战任务。但是,如果飞机上有飞行员,那么必须慎重考虑飞行员的防护,以防止遭受超高频的辐射。这无形中增加了研制战机和直升机的成本和费用。由于无需防护,无人机用不着增加这些研制费用。
记:基于无人机机载电子战系统的作用日益提高,世界各国都在积极研制无人机机载电子战防御系统。您们参加该系统的研制工作了吗?
米:目前,世界各国都已经认识到无人机电子战系统的危险性,并积极研制机载电子战防御系统。与世界其它国家公司一样,我们也制订出了类似的研制方案,并取得了可喜的成果。
今天,无论是在俄罗斯,还是在国外,大家都在联合研制电子战防御系统。我不想公开具体细节。但是,我可以指出,我们在研究如何发现无人机和如何对其电子压制实施防御方面,已经完成了一系列的科研工作。
当然,该项科研工作不仅局限于军用无人机。和平时期,这项工作非常宽泛。随着普通无人机的普及和完善,必须对民用机场和能源等目标实施防御。此外,恐怖分子也可以随意使用无人机。在人烟稠密的地区,直接将可疑无人机击落并不是最明智选择。最明智选择就是利用电子压制将其瘫痪。
如果我们能够切断它的机载通信、导航和信息传输系统,直接操控无人机,那就不会给周边带来任何危险。
在军事方面,我们的任务不仅是目标防御,而且还包括大面积搜索敌无人机。在这里,雷达系统将发挥举足轻重的作用。任何1架敌无人机都将携带大量的机载控制系统、通信系统、导航系统和定位系统。根据其工作特征、数量和质量,我们的雷达可以远距离确定敌无人机的坐标,以提前做好对敌无人机电子压制的准备。
记:无人机如何使用?
米:由于不存在飞行员需要休息和恢复体能的原因,无人机可以昼夜飞行。除了与第六代战机组成空中联合战斗群外,无人机还是保护国家边境领空安全的最有效的武器。无人机可以最佳高度在边境空域上空飞行,消耗极少的燃料,遂行电子侦察和空中监视任务。
基于俄北极漫长的边境线,俄始终积极发展无人机装备。在研发第六代战机基础上,俄将建造特种侦察和监视无人机。它可以在空中滞留数周,向地面转递情报。目前,该型无人机的研制方案已经完成论证和制定。endprint