美国第五代空中靶机项目发展情况浅析

第五代空中靶机（5GAT）项目，是美军近年唯一一个全尺寸靶机项目。该项目从2006年就开始酝酿，之后进展到验证机实机发展阶段，验证机首飞坠毁后项目停止，2023年又重新启动。该项目和靶机本身的发展，都值得进行分析并吸取其中的经验教训。

QF-16A/C靶机

发展5AGT靶机的目的，是补充并一定程度取代QF-16A/C靶机。因此有必要首先探讨QF-16A/C的发展和使用。

改装所需的F-16A Block 15和F-16C Block 25/30此前都封存在亚利桑那州戴维斯·蒙森（Davis-Monthan）空军基地。它们会首先解除封存，然后由波音公司改装为QF-16。

具体改装内容包括：增加一套通用遥控自动驾驶仪/自动油门系统（使飞机实现完全无人遥控飞行）；增加一套视觉增强系统（VAS），一套指令遥测系统（CTS），一套有效载荷控制系统（PCS），一套飞行中断系统（FTS），一套矢量命中记录系统（VSS），一套传输距离220千米的海湾靶场无人机控制系统（GRDCS）数据链。此外，QF-16不但能携带常规的箔条弹和红外诱饵弹，还能Pez7PpjxUkAyueYgDC+YLIxnwkYP7qfDaEt4jEJa0dI=挂载AN/ALQ-167和AN/ALQ-188等电子战吊舱。

完成改装后的QF-16靶机会有最多300小时飞行寿命。在此期间，主要飞无人任务，但需要时也可以有人构型飞行，这可能是因为要维持飞行员飞行技能，也可能是因为用户需要有人在环来支持任务（如支持陆军爱国者导弹系统测试）。这些飞机会先飞非摧毁性任务直到剩余约10小时寿命，之后用于可能被摧毁的供靶任务。

从上述内容可以看到：QF-16A/C全尺寸靶机，能够比较真实地模拟三代机。但它的生产和使用成本仍然比较高，而且完全不能模拟具备隐身能力的四代战斗机。也正是出于这个考虑，美军才启动了5GAT靶机项目的发展。

5GAT靶机项目概述

鉴于确实存在的使用需求，早在2006年，美国国防部就着手组建了一个团队去分析新一代隐身靶机的具体需求。这个项目定义阶段一直持续到2016年，才完成靶机初步设计。在此期间的主要工作，是细化提炼对隐身靶机的具体指标要求。论证期间的一个重要变化是不再寻求彻底替代QF-16A/C靶机，而是作为前者的补充。此外在这个阶段，成本一直是论证工作中的重要因素，这也导致了最终将动力装置从商用小型涡扇发动机转向来自退役T-38教练机的J85加力涡喷发动机。

2017年3月，论证阶段结束后，作为项目管理方的美国陆军工程兵合同办公室（US Army Corp of Engineers Contracting Office）将合同颁发给Sierra Technical Services（STS）公司，这份合同涵盖到完成5GAT验证机的生产和试飞。2019年2月，公司又收到新的合同，需完成第二架验证机。2020年1月，公司宣称在第一架验证机上完成首次发动机开车，并相继完成了一系列地面测试。测试完成后，飞机控制、使用流程和关键性能里程碑都相继达到允许起飞降落的标准。到2020年9月，公司宣称已经完成所有首飞前的地面试验，包括15次低速滑跑试验和9次高速滑跑试验。2020年10月，第一架验证机在首飞时坠毁，此后项目停滞。2021年1月，公司承认首飞坠毁，同时宣布分包给5D Systems研发的航电包完成既定目标。

2022年4月，美国陆军重启全尺寸隐身靶机项目。2023年8月，更换项目主管单位后，新的发展合同授予位于南卡罗莱纳州的先进技术国际公司（Advanced Technology International， Inc.），合同价值7720万美元合同。而在该合同中，Sierra Technical Services仍然负责机体的发展和生产（2023年10月，Kratos收购了Sierra Technical Services）。但此后该项目再没发布任何后续信息。

因此根据公开资料：鉴于客观需求仍然存在，5GAT项目尚未被再次中止，但何时能再次进展到原型机试飞，还无法预测。

5GAT靶机概况

从其设计用途来分析，5GAT靶机设计重点在于：隐身、低价、高机动。该机并未公开完整参数，但从已经公开的零散资料来看，这些设计要点被贯彻到全机设计的几乎所有方面。

5GAT采用小展弦比后掠翼，上表面与机身上表面几乎完全融合，前缘固定无活动面，后缘除靠近翼尖处外均布置为控制面。前机身细长，后机身与机翼完全融合。后机身两侧为固定式进气口，有很宽附面层隔道。收放式前三点起落架，主起收回后位于进气道和机身外形之间的空间内。面积很大的外张双垂尾，后缘布置方向舵。现有资料都明确称其发动机来自T-38教练机，有资料称其起落架同样来自T-38教练机。

5GAT靶机分析

隐身

隐身是5GAT的设计重点。其设计中采取了相当多的措施来缩减信号特征：

总体方案采用无尾三角翼布局，取消了平尾，减少了能产生反射的部件。同时采用外张双垂尾，来消除角反射，进气口平面斜切并与机翼前缘对齐。

固定式进气口进行斜切，进气道有大的S形弯曲来阻挡雷达波入射。发动机喷口外被固定喷口罩包裹且喷口罩后端面进行锯齿处理。

机体几乎为全复合材料结构，如图4所示。机身为若干个硬壳式整体部件组成，主要依靠大厚度壳体承载，内部设施数量很少的复材加强框来承受集中载荷，机翼上下表面均为单个大型复材部件。这种结构形式不但有利于减重，而且能有效减少接缝等不连续处，有利于隐身。机身部件同时也按照隐身要求对部分接缝进行锯齿化处理。

从这些措施分析，5GAT能将雷达截面积（RCS）降低到明显低于三代机的程度。同样，这种全复材结构，在进行大批量生产时能够有效降低生产成本和使用成本。至于“大量采用整体复材构件，会导致口盖数量偏少”的问题，也因为5GAT本身使用频率不高、系统简单而无需大量维护而缓解。

飞行性能

关于其具体参数，鉴于其并未完成试飞，也没有完整公开其设计指标，只在各个渠道有少量零散数据，因此不太能进行详细评估。表1列出了公开消息中的少量相关数据。其中TRAP和DELTA是其方案设计阶段的两个后期方案的设计参数，据信DELTA方案是5GAT的详细设计基础。

5GAT沿用了T-38A的发动机（可能还沿用起落架），两者的平台设计水平和飞行性能就有了比较意义。

首先对比重量。

（1）起飞重量。即便简氏年鉴中都未能给出重量数据，公开信息上起飞总重量也有4.4t/5.4t/1.2万磅级等多个数据。但考虑到有“5GAT靶机借用T-38A的起落架”的说法，可以认为其起飞重量大致在4.4-5.5t这个范围。T-38A为双座教练机，其起飞重量中应包含有2名飞行员、2台弹射座椅、风挡舱盖、座舱设备等，总重量不应低于450kg。换言之，直接将T-38A无人化，重量不会超过5t。所以，5GAT的起飞重量相当于仅比T-38A无人化后最多轻600kg，甚至可能更高。

（2）载油量。有资料称5GAT为1800-2000kg，与T-38A的1700-1800kg（583美制加仑）基本相当；需要注意的是：T-38A的所有油箱都是软油箱而不是重量更轻的整体油箱。因此燃油系统的重量，T-38A基本与5GAT相当。

综上所述，5GAT的空机重量即使在最好情况下也仅比T-38A略轻，甚至可能更重。5GAT几乎为全复材结构，发动机和起落架和T-38A相同，前机身因为无需布置座舱而比T-38A更窄，但在这些有利因素存在的前提下，其空机重量仍然和T-38A相当，那么可以初步认为其机体设计水平低于T-38A。

再对比飞行性能。将收集的5GAT零散性能数据和T-38A进行对比见表2。

同样，如果说5GAT的起降性能不如T-38还可以归咎于“无尾三角翼布局的起降性能固有地偏低”，那么在重量和载油量相当的情况下续航力和升限也明显低于T-38，很有可能是设计的问题。当然，也可能有大S进气道导致的效率不高的因素。

此外，在上世纪50年代研制了F-102/F-106这两种截击机之后，美国航空业就再没有实际研制过战斗机尺寸的无尾三角翼飞机。这种设计经验的断层，或许导致飞控软件的内在缺陷没有被发现，因此即使完成了首飞前的所有测试（包括高速滑跑测试），它仍然在首飞期间因为未发现的软件缺陷而坠毁，并且项目因此就几乎彻底搁置。而在项目重新启动之后，飞控问题是否能得到解决，还有待观察。

总结

随着隐身技术的扩散和实用，美国军方确实需要一种能够真实模拟高机动隐身飞机的靶机。所以，在停止两年后，5GAT项目仍然得以重启。尽管更换了主承包商，但仍然由Sierra Technical Services负责机体的发展和生产，所以可以认为军方对该公司的设计思路仍然是认可的。因此，有必要对该型号的后续发展保持持续关注，从中吸取可供参考的经验教训。