隐形技术的出现和发展得益于美军全球进攻战略的需要。在由战斗机、防空导弹和高炮组成的现代防空网的面前,即使依靠软硬杀伤的共同努力,执行进攻任务的常规战斗机也无法保证自己的损失在可以接受的范围内,美军在越南和以色列在第四次中东战争中的教训至今令人记忆犹新。因此,出于全面提高战斗机作战效能和生存率的考虑,美国发展了隐形飞机。 采用隐形技术的F117和B2飞机先后参加了美军入侵巴拿马、海湾战争和科索沃战争,在现代防空火力下经受了考验。其间,隐形飞机成功打击了大量得到严密火力保护的目标,自身仅在南联盟损失1架,考虑其任务的难度和攻击的成功率,应该说其设计还是相当成功的。 继对地攻击飞机之后,美国又把隐形技术用到了空中优势战斗机上。F-22、JSF和美国海军的F/A18E/F都全面或者部分的使用了隐形技术。隐形已经成为美国新型作战飞机设计的一个必然要求。 从实战来看,隐形对于提高战斗机的生存能力上的贡献是不容质疑的,但是对于未来的第四代制空战斗机来说,为了实现隐形而牺牲部分机动能力是否值得,已经成为航空界争论的焦点。 从技术实现上讲,隐形与机动的矛盾焦点在于,为了保证良好的机动能力,飞机的气动和发动机则要求采用较大的垂尾、鸭翼,可调式进气道和光滑的横截面分布;而实现隐形需要飞机尽量采用平行排列的反射面、武器燃油内装、内埋式发动机和有屏蔽的进气道和尾喷口,尽量避免采用垂直相交平面并减小控制面,最好采用无尾布局。两者矛盾几乎无法调和。因此,即使是进行了大量的计算机最优化设计,作为机动性最好的隐形战斗机F22,其机动能力仍然只有第三代战斗机水平,某些方面甚至达不到俄罗斯SU27/30的能力。这样就引起了很多、尤其是俄罗斯和中国的航空设计师的抨击。他们担心,牺牲机动能力会导致美国在越南空战中的失败重演。在这种思想指导下,俄罗斯最新设计的第四代的技术验证机MFI和S37仍然没有隐形能力,而着重强调了机动性,其超机动能力令世人侧目。 美俄在隐形和机动上的争论,说到底是对超视距空战和近距格斗空战的认识不同。从越南战争开始,美国就开始考虑超视距空战,并在实战中进行了实践。但是,由于当时的技术限制,中距导弹和敌我识别技术并不成熟,美国的F4鬼怪战斗机在格斗中败给了苏制米格战斗机。一时间,超视距空战声名狼籍,已经拆掉的航炮又装了回来。根据这次战争的经验,双方均设计出了高机动性和具有一定中距空战能力的三代战机。 但是,美国从未放弃过超视距空战的梦想。为了解决导弹和敌我识别问题,美国投入了大量人力和资金,并发展出了第四代主动制导的AIM120空空导弹。1991年的海湾战争、随后的禁飞区空战和1999年与南联盟空军的较量,美军在超视距大获全胜,更给了其对超视距空战的信心。 根据美军的观点,未来空战在80%的情况下将在迎头展开,双方首先发射“发射后不管”的中远距空空导弹攻击对方,然后在迎头发射全向的红外空空导弹,最后才进入机动空战。而在这个过程中,70%将结束于中距,只有很少的情况下才能进入第三种状态——而随着预警指挥和空空导弹的发展,这种概率还将减小。 隐形战斗机在超视距空战中具有很强的优势,其很小的雷达反射截面积将使对方很难发现。而且即使在近距离内,由于其雷达反射回波的方向性,使隐形战斗机在对方雷达屏幕上也只是一个时有时无的光点,依靠雷达制导的导弹基本无法截获和攻击。相反,隐形飞机则可以在远距离从容不迫的发射导弹将对方击毁。正是基于这一点,同时结合其对未来空战的理论,美军才做出了牺牲部分机动能力来换取隐形性的选择。 尽管超视距空战非常诱人,美军也没有完全把赌注全压在超视距和隐形上,毕竟在概率上来说,近距格斗还是有可能发生的。为了弥补隐形战斗机与俄罗斯超机动飞机在机动能力上的差距,美军采取的办法很值得借鉴——发展了新一代的格斗导弹。 在过去的10年里,由于欧洲发展先进短距空空导弹(ASRAAM)的严重滞后,导致美军在格斗导弹上没有可以与俄罗斯P73抗衡的武器(根据美国与欧洲的协议,由美国负责研制先进中距空空导弹AMRAAM,欧洲负责研制ASRAAM),为了弥补这一缺陷,美国自己开发了AIM9X导弹。该导弹加装了惯导段;采用了红外焦平面凝视成像导引头,进一步提高了抗干扰能力;离轴角达到了±80°,最大过载超过50g,可以迎头攻击20公里外的目标,也可以实现越肩发射。 美国认为,在使用了这种导弹以后,即使机动能力略低于对手,其隐形飞机也可以实施有效的攻击。由于飞行员身体的限制,战斗机过载达到9G以后已无法继续增加,因此在视距以内,面对可以大离轴角攻击的高机动导弹,即使具有超机动能力,可以成功摆脱的可能性也不会很大。要想避免这种近乎交换自杀的格斗,只有实现超视距攻击,近距格斗只能作为备份手段。“以隐形提高超视距,用导弹弥补机动”,从这一点来说,美国对第四代战斗机的设计思想要合理的多。 设想一下F22与俄罗斯当前最先进的SU35之间的空战过程。 空战由前半球开始(考虑F22的隐形能力和美军的预警指挥能力,希望能从背后偷袭F22的可能性几乎微乎其微)。 如果没有预警机支持,F22装备的APG77有源相控阵雷达和SU35的N011M雷达的探测距离在理论上均为200公里,由于F22的RCS只有0.008,而SU35则达到了6,这样,F22在200公里外即可发现SU35,而SU35在40公里时才能发现F22。F22完全可以在这个距离以外进行超音速巡航,发射多枚AIM120,然后脱离。等到SU35的机上告警系统得到导弹来袭的告警时,AIM120已经进入了末制导过程。即使SU35利用其超机动能力进行规避,但在多枚导弹的连续攻击下最终将因为能量的丧失而失去机动能力而被击中。 有人认为,SU35可以利用远程反辐射导弹先摧毁美军的预警机,迫使F22打开雷达来暴露自己。但是,由于目前被动定位技术的限制,也不大可能对一架打开雷达的F22进行精确定位。而且进一步说,由于F22的外形实现了对雷达回波的方向性集中反射,即使在很近的距离上,SU35也无法使用雷达制导的导弹对其进行截获跟踪和攻击。 假设SU35能够顺利的躲避F22发射的多枚AIM120的中距攻击,也不考虑SU35在规避机动时所损失的能量(实际上这种能量损失在近距格斗中是致命的),而且F22的飞行员也愿意进行近距空战,那么双方将迎头进入近距。F22可以在20公里即发射AIM9X,而SU35的P73З射程要近的多;即使冒着被击中的危险发射,由于P73的双元导引头抗干扰能力较弱,也很可能被干扰。面对迎头打来的AIM9X,SU35可以使用其超机动能力来躲避,但是面对离轴角达±80°、最大过载超过50g的AIM9X,可以设想摆脱的成功率——而且其红外焦平面凝视成像导引头也不是简单的红外曳光弹可以欺骗得了的。 空战中的真实情况当然不是设想的这么简单,战术、飞行员的训练都会起重要作用,但是仅从技术上来看,没有隐形能力的俄罗斯战斗机是很难与以F22为代表的美制第四代战机抗衡。不过,值得我们注意的是,俄罗斯强调超机动能力,并非完全是其真正认为超视距空战不重要,而是由于俄罗斯自身在超视距空战所必需的微电子技术等方面有缺陷,因而不得以为之。尽管俄罗斯各大设计局在公开场合一再对美国的隐形飞机不屑一顾,但他们也从未放弃过发展隐形技术。俄罗斯所公开展示的MFI和S37仅仅是技术验证机而非原形机,其真正的四代战机设计方案从未在正式场合公开露面。因此有理由相信,俄罗斯也从未放弃研制隐形的空优战斗机的努力。 |
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