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歼-20战斗机未来空战机翼图景空战机翼

距离庆祝中华人民共和国成立70周年还有一周的时间。经过上周和本周的两次全元素彩排,虽然这次阅兵的细节还不清楚,但它的大体面貌已经“被琵琶半遮半掩”。在阅兵式的空中阅兵部分,7架歼20战机将飞越天安门广场。解放军空军微博发布7架编队演习视频后,立即引起了全世界的关注,因为它显示歼20战机将飞越天安门广场。20架战斗机已经服役,即将开始更大的生产。

不知道是不是巧合。大洋彼岸的美国空军也在同一天,也就是10月1日,通过媒体发布传闻,他们将推出旨在争夺未来天空“霸主地位”的战斗机研制计划,到目前为止一直很慢。Tun Tun的“下一代天空统治”(NGAD)技术预研计划已进入一个新阶段。与此同时,美国公司Lexion也宣布,他们正在研制“游隼”下一代空空导弹,用于未来的空战。通过今天的文章,让我们猜测一下空战的未来。

苏57战斗机

203X年的一天,在中东某地,伊斯兰共和国卫队空军的两架Su-57E战机顶着初升的太阳起飞,然后转身飞越南海。随着该国内战进入第二个年头,西方国家发动空中干扰行动的可能性越来越大。自从它到位以来,它已经击落了数架敌方侦察无人机,甚至包括从美国海军航空母舰上起飞的MQ-25E电子侦察机。这种幽灵般的电子侦察机不是MQ-170什么的消耗性无人机的出现,意味着美国已经深入到对伊斯兰共和国防空能力的测试中。

苏57编队完成转弯,开始加速,利用机翼前缘的UHF波段有源相控阵雷达进行扫描。该雷达具有一定的隐身目标探测能力。他们以前用这个雷达来定位MQ。-25并引导R-77-2空空导弹攻击并击落无人机。

Su-57机翼前缘的L波段相控阵雷达天线

在如此紧张的局势下,伊斯兰共和国的飞行员当然明白,频繁在附近作业的美国海军舰载机,以及隔海相望的几个阿拉伯国家的陆基战机也应该有所反应。此刻。在A-500预警机大功率AESA雷达的空中态势图上,可以看到,在距其约200公里的距离,有2架F-15SA和2架阵风与其平行飞行,并且还有其他几个。很难跟踪不时出现和消失的目标。从信号特征推断,它们是美国海军的F\A-18E\F Block 3或空军的F-15EX“准隐身”战斗机。这些飞机的隐身性能和他们的苏57差不多。只是他们不需要打开雷达,所以比苏57还要鬼鬼祟祟,但似乎并没有靠近的打算。

两名飞行员保持着很远的距离,通过数据链密切关注周围的环境——知道他们的对手可能在附近有看不见的目标。不过由于Su-57上的雷达预警系统也是最新升级的型号,即使是对F-35、F-22这样的目标,也很难从后方进行不引人注意的偷袭。他们的注意力,但为了安全起见,两架苏57还是小心翼翼地靠近海岸线。伊朗最近从俄罗斯和东亚国家购买了具有强大反隐身性能的远程预警雷达,已部署在沿海地区。这些雷达可以在数百公里的距离内发现隐形战斗机,并向空中的 Su-57 发出警告。

在这个时代,空战可能比过去更像是潜艇战,飞行员也学会了像潜艇指挥官一样多疑,因为即使是最先进的雷达也只能捕捉到那些隐身性能最好的目标。一些痕迹,以及在这个敏感时期出海的战斗机是这些隐藏敌人报复的完美目标——但这也是伊斯兰共和国向其对手展示其反隐形防空系统信心的最佳方式。

一架单独的RQ-180高空无人机腹部的大型光电装置转动了数英里,继续跟踪Su-57。这种光电装置可以有效捕捉200多公里外的空中目标,同时不会触发对方敏感的电子预警系统。不过,由于苏57安装了激光预警设备,发射激光束进行测距并不是一个好主意,所以只能用跟踪画面中运动目标的角速度等方法来进行近似距离测量。这个误差太大,不能用来引导导弹攻击。

RQ-180无人机

来自 RQ-180 机翼尖端的高指向性数据链天线的信号被传输到两架 YF-201 战斗机。这架飞翼设计的战斗机,就像有人在翻A-12舰载攻击机的图纸。刚出来的时候,由于采用了最新的隐身技术,F-201的全光谱隐身已经达到了和RQ-180一样的水平,只要不太接近有效探测距离俄罗斯刚刚向伊斯兰共和国提供的几台光子量子雷达。几乎没有找到。这一次,仍处于试验状态的样机投入实战,一方面打击刚刚获得先进装备的伊斯兰共和国的嚣张气焰,另一方面,

两架 F-201 分别在距离目标 200 公里处发射了一架小型无人机。这是一款刚刚投入使用的“飞塔”无人机。它们的外观看起来接近几十年前的X-45无人机,虽然这种廉价的一次性无人机无法实现全光谱隐身,但只要小心翼翼地保持在Su-57的UHF波段雷达扫描区域之外飞行,问题不大。

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X-45 无人机和随行的 F\A-18D 大黄蜂战斗机

有人/无人联合舰队是目前研究的热点

“飞行挂架”发射后,打开加力,迅速达到2马赫的速度,从目标后半球逼近。因为可以通过安全的数据链进行实时控制,所以用无人机进行远距离攻击不需要像导弹攻击那样进行。路线规划的精确测距。

但是,Su-57 并非没有反应。两架飞机的巡航速度也达到了1.2马赫,在飞行中不时地左右转弯,弥补了它们的反隐身雷达无法全方位覆盖的缺点—— - 类似于冷战时期苏联潜艇经常使用的“疯狂伊万”机动,以避免被美国潜艇近距离秘密跟踪,在苏57强大的“产品30”发动机的帮助下,速度损失通过超音速机动可以快速补给,在高威胁空域巡逻已经成为这个时代的普遍做法。

由于目标的高速,200公里的追击显得相当漫长。在此过程中,苏57的“疯狂伊凡”行动成功俘获了一个“飞塔”。特高频雷达捕捉到目标后,飞行员立即启动了自己的火控雷达,采用集中力量的跟踪方式“烧穿”对手的隐身。同时,该机的光电系统也捕捉到了高速飞行中犹如巨大火炬的超音速无人机。

然而此时,“飞塔”距离苏57还不到100公里。在苏57采取反制措施的同时,“飞行挂架”在远处战斗机飞行员的控制下,启动了飞机上的小型雷达,与苏57进行了通讯。Su-57 是针锋相对的。

雷神公司自筹资金的游隼导弹只有 AIM-120 的一半大小,但射程相当

美国空军透露,他们目前正专注于研制AIM-260远程空空导弹

双方几乎同时发射了R-77-2和游隼导弹。

“飞行塔”发射导弹后,F-201战机便不再关注。这架飞机依靠自己的AI,开始躲避来袭导弹,继续吸引Su-57的注意,并继续使用自己的雷达。跟踪 Su-57。

同时,根据“飞塔”利用火控雷达获得的苏57目标信息,两架F-201发射了AIM-260空空导弹。射程远超后者,可达200​​-300公里。导弹发射后,迅速冲上天空,划出一条抛物线,朝着苏57飞去。在飞行过程中,它还会根据数据链传输的数据进行多次修正,以提高命中率。

这时,A-500预警机终于注意到了AIM-260导弹的信号,向两架苏57发出警告。

不过,此时的苏57正面临着来自对方的多枚先进空空导弹的威胁,不可避免地会忽略对方。

首架苏57在听到预警机的警告后迅速放弃R-77-2导弹的中继制导,发射拖曳诱饵和红外干扰弹,适时进行大超载机动,成功逃生导弹的方向。两枚“游隼”导弹自行飞行,然后用最大加力恢复速度,朝着AIM-260导弹飞去。在最后时刻,飞行员利用推力矢量进行了不可思议的大过载机动,但 AIM-260 在双脉冲发动机第二级点火后获得了更高的机动性,并且仍然接近目标。爆炸后,碎片击中了 Su-57。飞机拖着浓烟在陆地上空滞留,飞行员跳伞逃生。

另一架 Su-57 坚持通过数据链引导 R-77-2 直到它的导引头打开以跟上目标,但这也导致他没有足够的时间来应对“游隼”导弹,尽管战斗的“游隼”单位威力较小,仅损坏了一侧的发动机,但后来到达的 AIM-260 将 Su-57 分成两半。

A-12攻击机模型

这场战斗,美军消耗了两架“飞塔”无人机和8枚导弹,击落了两架Su-57。整个过程中,YF-201只是在发射AIM-260导弹时才被A-500预警机的雷达捕捉到。闪了几秒。随后,通过吹嘘的新闻报道,各方都知道美军投资了这款最新型的战机。

第二架苏57飞行员的降落伞在空中摇晃坠入大海——阿拉伯国家的护卫舰使用高端游艇船体与伊斯兰共和国海军和海上革命卫队的小艇将展开角逐为飞行员。开始一场激烈的海上冲突——但这不是我们要谈论的。

以上简短的空战故事是根据本周美国、俄罗斯等国媒体近期公布的空战技术未来发展信息进行的小解读。涉及的很多武器装备可能并没有真正进入市场。在服役中,未来的空战可能不是这样的。

作者之所以写这样一段话,是因为我在和小说《国家意志》的作者吴军先生交流的时候,他总是说隐身时代的空军和空战很难描述,而且他更喜欢在 1980 年代的技术条件下写空战。但如果不写这样一段话,就很难描述未来空战技术的进步——毕竟经常看评论区的读者都知道,对这些问题一无所知的人有很多,但他们喜欢自己堆积很多。明白其含义的名词……无人机群、高超音速、空天飞机、激光武器……但未来技术的前景必须植根于对现代技术的理解和发展时间,

吴军小说中描述的印巴小规模空战的一些情况,与巴基斯坦最近披露的现实中今年2月发生的克什米尔空战颇为接近:双方的第三代战机,在预警机和电子对抗方面。在系统的支持下,空空导弹在空中以最大射程相互发射,扰乱对手的部署,以高过载动作迫使对手消耗能量,然后试图抢占其部署中的缺陷。击落敌机的距离是一项壮举。

当然,这与小说中热衷于偷袭、喜欢在超低空悄悄飞行接近敌机、使用红外系统甚至肉眼悄悄追踪敌机的老萨米完全不同,而且最后使用红外战斗导弹一击必杀。(虽然大家都怀疑巴基斯坦空军一开始是不是这样玩的)——吴军先生说,这种玩意是1980年代的。那个时候雷达的俯视能力有限,比较容易上当受骗。同时,雷达制导导弹在远程攻击中的成功率也受到质疑。一些飞行员技术不错的空军真的很喜欢玩这套(比如以色列)。

当然,具体是巴基斯坦空军与当时的阿富汗和苏联空军之间的空战(1986年到1989年,巴基斯坦的F-16A击落了2架Su-22、2架MiG-23、1 Su-2 -25,除了一架被机枪击落外,其余的都是AIM-9“响尾蛇”导弹),巴方经常使用这套战术,一个因素是当时巴基斯坦的F-16A战机没有“麻雀”“导弹。所以,书中这么多的近距离偷袭,很大程度上是为了塑造一个80年代的老飞行员萨米这个角色,和现实中的现代空战已经不一样了,吴军先生曾说过,他原本安排老萨米在空战中被击落身亡,为这位“过时”的空战英雄画上圆满的句号,但读者的强烈要求最终让他留在了笔下——就像当年柯南道尔不得不“复活”福尔摩斯一样。

1980年代,巴基斯坦空军F-16A通常挂4枚AIM-9L“响尾蛇”导弹

对于这些历史和现实,虽然由于种种“战场迷雾”,我们仍然不能说完全掌握了全部真相,但不难为这个时代的空战模式勾勒出一个大概的画面。毕竟,现代大国空军将高度模拟实战全过程的空战演习作为重要的训练手段,在这个信息爆炸的时代,相关的公开和半公开信息总能被理解。

但空战的未来会是什么样子,是一个关键且难以把握的话题。

歼20战机总设计师杨伟院士在接受采访时表示:“过去,中国战机的发展是基于别人有的,我会研究的。总体设计、布局、性能指标。”战斗机都是国外研制的,我们只需要模仿就可以了关于中国的战略需要独立制定——这是进入‘自由境界’的体现。让对手研究你,这曾经是我的梦想,现在已经实现了。”

研究对手是各国打造下一代空战装备的首要课题——很大程度上,这有点“赌”。一旦“赌”对了,往往就能获得针对性的优势,获得优势。但如果“赌”错了,往往会付出双倍的代价。苏联在研制二代战机时对电子系统和导弹系统重视不够(当然也有技术落后的原因),直到米格23出现。首次提出战斗机和导弹系统统一设计的概念,比美国晚了十年;而在21世纪初,俄罗斯在第四代战机的性能演示中,由于其“独到的认识” 隐身性能,造出“不像四代机”的苏57问世。尽管该机有UHF波段反隐身雷达等设计,试图“有针对性地克制”对手,但仍无法取胜。

杨威大师说的是,我们如何才能避免这种情况发生。

在本周接受媒体采访时,美国官员提到,NGAD将于10月1日宣布推出“百式战斗机”研制方式(实际上相当于每5年迭代一次设计,与其说是“百式战斗机”接近1950年代。“百花盛开的方式,而不是现代的“互联网思维”),据说采用这种开发方式的一个重要考虑是让对手无法追踪,因为每推出新的原型五年之后,各种奇葩事都会发生,很难看出美国空军对未来空战的思考——但实际上,这主要是因为美国空军本身没有对未来的思考。

百架系列战机,从左下角顺时针一圈,F-102、F-105、F-104、F-106、F-10< @1、F-100

前段时间,笔者受国内一家通信领域公司的邀请,参加了该公司关于技术创新之路的研讨会。当时我介绍了美国国防部高级计划局(DARPA)的模式——虽然外界有各种各样的DARPA,但是DARPA对自己的发展模式有个有趣的总结,那就是“代际技术发展”。

也就是说,DAPRA 开展的项目通常只持续 5 年。在这5年里,负责的项目经理在人事和财务方面拥有完全的权力,可以找到合适的公司、组织和个人,并通过开发原理原型来开发原型。或者设计原型来验证他们认为具有巨大潜力的技术。

如果在这 5 年——可能不到 5 年——项目经理认为项目没有突破的希望,那么他可以立即中断项目,将剩余的资金投入到其他项目中。

但这并不意味着项目的结束。一段时间后,另一个项目经理(DARPA 的项目经理通常只有 5 年)可能会认为美国的另一个公司、组织或个人,或者仍然和以前的项目经理一样。承包商已经突破了这个项目的一些瓶颈——然后 DAPRA 将拨款重新启动项目并重试。

从DARPA的历史来看,很多项目都是以这种“代际传承”的方式进行的。他们从 1950 年代的“地震网络”开始,到 1960 年代的 APRA 网络,再到 TCP\IP 协议的发展,已经成为当今互联网的雏形,是“跨代”的典型成功案例。技术开发”。

当然,也有很多“代际技术开发”项目,已经研发了几十年,还在寻找突破口,比如定向能武器和外骨骼,这些项目从1950年代起都至少有十几个. 十轮技术迭代。

1950 年代 DARPA 资助的外骨骼

经过几十次迭代,如果解决了动力问题,外骨骼可能离实用还有一步之遥。

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现在,这个模型终于要应用到战斗机的研制上了。

但是,有一个问题。以实际生产原型为核心的快速迭代方式,在互联网软硬件开发中是没有问题的,在手机等消费类产品中也没有问题——但在战斗机上,这个成本问题可能就有点问题了。...

当然,美军在这方面也有考虑。据称,在“数字百式战斗机”系列的研制中,将采用智能制造技术和更先进的“全寿命数字模型”技术来控制研制成本。另一方面,空军采购处也曾表示,将让制造商自筹资金先进行研发,而美军只为选定的项目买单——换句话说,这个“百Type Fighter”项目有些“空洞”。“狼”在其中的意思是战斗机飞行速度是多少,将部分成本转嫁给战斗机研制公司。

另一方面,“跨代技术发展”有一个潜在前提,即美国在综合技术发展方面领先世界。如果说这个世界上有什么技术可以突破,那一定是美国人率先突破——这样才能保证“代际技术发展”始终保持领先。

不过在高超音速技术的发展中,这种发展模式已经出现了问题——虽然DARPA在2010年就开始开展HTV系列高超音速演示器项目,以20倍音速飞行速度的HTV-2演示器两次废钛在太平洋上空燃烧,该项目流产。DARPA已进入等待技术瓶颈被打破的阶段。

燃烧的 HTV-2 划破天空

同一时期,中俄两国继续咬紧牙关,对高超音速技术进行不断的研究——尤其是中国在该领域加大了投入。

2014年,中俄两届高超声速技术年会公布了一系列理论和实验突破,让美国有些傻眼。

2014年至2015年,中国利用“长征二号”火箭成功进行了8次高超音速试飞。具备20倍音速飞行能力时(实际飞行速度超过10马赫,但飞行高度较低,模拟为20倍音速)。音速空气动力加热)中国高超音速飞行器在中国西北上空划出一个令人眼花缭乱的大圆圈(中国高超音速滑翔试飞的方式是在低空以10马赫的速度盘旋,覆盖20000公里)航行结束后,它轻轻降落在沙漠完成恢复),美的手心都冒汗了。

针对这种情况,美国国会在 2017 年追究了 DARPA 的责任——不要忘记,当 DARAPA 成立时,该机构的主要任务是“防止‘人造卫星时刻’再次发生”。——当然是问责制因此,国会还是普遍肯定了DARPA的创新模式,并将问题归咎于美国近年来的产学研体系问题。

我们之前翻译过美国相关领域专家的文章,指出近年来,由于商业航天等领域吸引了大量人才战斗机飞行速度是多少,高超声速技术领域的人才已经停产。同时,国防部开展的“美国国防工业基地自查”也发现,此前为美国国防工业提供大量专业技术能力的小微企业遭遇了大规模近年来经营困难数。美国只有一家公司专注于热保护技术,短时间内不可能在这方面取得突破。

这真的不是 DARPA 的“跨代技术开发”模型可以解决的问题——它的基础不太稳固。

还记得当年频发的“UFO事件”吗?那是大国意志闪烁

美国国防部在“创新”问题上的焦虑十分明显。在特朗普政府任期内,美国国防部建立了不下几十个与“创新”相关的机构——甚至前段时间,美国空军也专门写了一篇文章。《创新报告》称,空军通过“创新”缩短技术开发时间的总和达到了一百年。

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然而,这种所谓的“创新”节省时间在很大程度上只是在推动正在进行的项目的时间安排。

甚至还有我们前面提到的,反舰弹道导弹研制时间节点超前,要求使用“现成产品”。结果没通过军队的技术人员只好先写报告说2021年可以完成试射——然后再写报告说“鱼叉”等导弹的导引头不能直接用在导弹上(其实他们能从一开始就明白吗几个月后……至于什么时候完成,我不知道。

除了这种强行推进时间节点的“创新”,美国国防部也推行的另一个更现实的“创新”概念,就是将互联网思维引入军工发展。单位”,该机构干脆将办公室设在硅谷等地,并广泛发布“招聘名单”,现场“招贤纳士”。该机构的项目周期比 DARPA 短。最短的只有三个月。只要相关技术和产品获得批准,美军将立即开始采购。

不得不说,这种“互联网思维”的创新体系确实够激进,也体现了美国国防部对军事技术创新的迫切要求。

这能有多大用处……恐怕至少短期内看不到,但美国国会和军方的一些人已经表达了对这个创新体系的不信任,并指出 DARPA 一直在2010年以来在基础技术的发展方面,与上一次相比,对美国的投入明显增加,这可能是美国发展下一代军事技术更实际的基础。当然,这种效果只能以时间来说明。

美国作为现代军事技术的第一梯队,在“烧屁股”的那一刻,必然会有“大跃进”的思维方式——这在历史上其实是有先例的。二战结束后,NASA的前身NCA进行了大规模的气动外形测试,号称“测试所有可能的飞行气动外形”,为美国在接下来的几十年中引领气动技术奠定了基础。笔者认为,这种发展模式可以称为“没有方向的试错”——即在每一个可能的方向上,“没有日期,也没有日期打两极”。在某项技术的起步阶段,如此大规模的试错虽然需要大量的资金,它可以最快地找到最优解。“如果一种愚蠢的方法有效,那么它就不是一种愚蠢的方法”。

现在,他们又开始了新一轮与战士的“无向试错”——可能会有各种各样的麻烦和问题,但对手却采取了如此激进的举动,密切关注,警惕是绝对必要的。

相比之下,我国在这方面其实也面临着同样的问题。歼20战斗机出现了,“利剑”无人机也造出来了,先进的空空导弹也很令人满意……最近我们的主要任务,当然是把现有的歼- 20架战斗机尽快进入全面作战能力,然后通过量产配备涡扇10改装的歼20A,为这款战斗机的量产开辟道路,进而力争完成总装尽快推进涡扇15,并继续扩大生产配备涡扇15的“歼20完整版”……这些任务非常重要。未来十年,航空工业将是空战装备的核心。这些任务可能都围绕 J-20 展开。

去你!

总师杨伟此前透露,下一步是研制歼20两座型。你也可以猜测,额外的飞行员和无人机有关——因为杨伟院士也提到了他的理想“第六代”战斗机,应该是歼20及其无人机的进一步改进。

另一方面,美国人的“一次性无人机”或“忠诚的僚机”肯定会成为下一代发展的重点——无人机空战,此前中国已经提出要在2035年实现。距离美国空军提出的采购空战无人机的当前时间表不远了。

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但是,在这方面,作者是这样看的。我国和俄罗斯传统上倾向于发展“针对性”武器,即针对强敌的一些先进技术,以及针对它的对抗及相关技术的发展——类似于美国人的“过渡性”武器。就像现代科技的发展一样”,这也有一个潜在的前提,即我们的技术能力总体上仍然落后于我们的对手。

一般来说,即使在我们现在可以看到的遥远的未来,这种“瞄准”可能还是少不了的。我们还是要密切关注对手的发展,进行客观的分析——并不是说对手发展了什么。这一切都值得“瞄准”。这就是冷战时期双方头脑发热时所做的——我们应该真正考虑到自己的情况,着眼于发展,“你打你,我打我”。

但另一方面,我们也进入了一些领域的“无人区”。到了某个时候,我们也应该开始做一些“定向试错”的工作,正如杨伟院士所说,在歼20研制时,他的理念是:“不对称超越,无国界创造”,这也可能是为我们打开未来空战胜利之门的口头禅。