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隱身和超巡能力存疑的蘇-57算五代機嗎?

隨著技術的發展,超視距空戰取代狗鬥成為現代空戰的主要形式。為了應對這種潮流,戰機的電子戰能力和信息能力不斷增強。到了五代戰機的時代,隱身和先進航電對戰機的重要性已經不亞於甚至超過了戰機的飛行性能。在這種背景下,脫離隱身和航電討論五代機性能無疑是片面的。

在上一篇文章中,我們簡單的討論了五代機「4S」標準中的超機動能力和超音速巡航能力。接下來我們將繼續討論五代機更具革命性的技術特徵——隱身能力和先進航電,並對一些特定的先進戰機是否屬於五代機做初步的探討。

戰機的隱身能力對於大眾來說算是比較熟悉的了。無論是F-117「夜鷹」的多邊形造型,還是B-2「幽靈」的平坦光滑的飛翼造型,都給人留下了強烈的視覺衝擊。然而實際上廣義上的隱身技術早在戰機發展的黎明時期就已經有所運用了。一戰時期,人們就意識到戰機在地面停放時採用迷彩色偽裝可以有效降低被敵人從空中發現的概率。這種地面迷彩偽裝到了冷戰時期仍然被很多低空突防戰機所運用。如今,戰機在視覺隱身方面主要採用低可視度的灰色塗裝,也就是所謂「空優灰」塗裝,雷達隱身所用的特殊塗料也儘可能的調配成這種顏色。

(圖-1:狂風戰機的地面迷彩塗裝)

(圖-2:F-15的空優灰塗裝,在天空背景下輪廓線非常模糊)

撇開目視隱身的傳統技術,對於現代戰機而言,「隱身」主要指雷達隱身和紅外隱身,一般在設計上以雷達隱身為主,紅外隱身為輔——畢竟目前的紅外隱身技術在先進格鬥彈的熱成像導引頭面前就是個笑話,紅外隱身設計只能作為熱餌彈等紅外對抗手段的輔助措施。雷達隱身相對來說則要重要的多,也複雜的多。

實現手段其一是低雷達發射面積(RCS)的外形設計,其二是採用複合材料,其三是隱身塗料。三者中最重要的是外形設計,主要方法就是保證機身設計平坦規整,避免「空腔」和「角反射體」的出現。這方面做的最極端的是B-2「幽靈」,其規整的幾何外形令人印象深刻,當然它也在操控性和機動性上付出了巨大代價。反例則是蘇-57(T-50),其機腹兩個發動機吊艙中間的升力體結構雖然在氣動設計上有一定優勢,但是雷達反射面積恐怕在五代機同僚中算得上「慘不忍睹」。

(圖-3:不怎麼隱身的蘇-57)

(圖-4:非常隱身的B-2)

但是必須說明的是,隱身能力不是孤立存在的,它與先進航電一起,共同構成了現代戰機的信息能力。F-117「夜鷹」折翼南斯拉夫的一大問題就是當年美軍嚴重高估了隱身設計的作用,並沒有給F-117配備必要的態勢感知航電,「夜鷹」別說雷達,連雷達告警系統都沒有,被老式導彈鎖定都渾然不知。顯然這種脫離感知能力的隱身性能是缺乏實用性的。

那麼五代機的航電先進在哪裡呢?要理解這個問題,我們要先了解目前各國戰機上普遍裝備的1553匯流排式航電。這是一種開放的匯流排式航電,就像一條主幹道一樣貫通整架飛機,各個航電就像主幹道上的一個個工廠,將感測器接收到的原始信息處理成精簡的產品之後,通過同一條主幹道發送給任務計算機和飛行員。這套系統的優勢在於開放程度高,兼容性好,對匯流排帶寬的要求相對較小。舉例來說,JF-17/FC-1「梟龍」之所以能兼容多國武器,就是因為目前大部分國家的戰機都採用了1553標準的航電系統。

(圖-5:經典1553航電的梟龍戰機)

但是這套標準隨著電子技術的發展逐漸讓步於被稱為「寶石柱」(PAVE PILLAR)的先進綜合航電。由於光纖的成熟應用,先進綜合航電完全可以讓各個感測器將海量的未經處理的原始信息發送給一台「中央計算機」進行集中處理,而不是像經典的1553航電一樣由各個子系統自行處理。

先進綜合航電的革命性在哪呢?首先,現代機載計算機對電力和散熱的要求都很高,將計算機集中到一處,統一供電,統一散熱,可以有效的降低航電系統設計的複雜程度。其次,由於所有航電功能都是由同一套硬體上的不同軟體來實現的,如果需要添加一項新的功能,只需要按照標準編寫一套新的軟體就可以,一般不需要對原有硬體進行重大修改,這極大的減少了航電系統的開發和升級成本——要知道,現代戰鬥機成本的六成來自於航電系統。第三,也是先進綜合航電最大的優勢——「數據融合」。我們可以來看看殲-20飛行員張昊在接受採訪時是怎麼說的。「……我的眼睛是一個感測器,我的耳朵是接收另外一個頻率段的感測器,我的鼻子,嗅覺,也是一個感測器,我全身的皮膚也能感受來風……各種感測器造就了它一個信息融合的程度」。

(圖-6:殲-20飛行員張昊談信息融合能力)

我們都知道,視覺不是在眼球產生的,眼球只是接受光信號,將其翻譯成神經信號之後傳遞給大腦,由大腦根據這些信號產生視覺,並對圖像進行分析和理解,聽覺嗅覺同理。人是通過視覺,聽覺,觸覺同時感受到「風吹草動」的,通過多種感官的相互比對,人類就不容易被單個感官的錯覺所欺騙。先進綜合航電也是同理,感測器採集到的原始數據通過光纜統一發給「中央計算機」處理,而「中央計算機」在處理這些信號時可以將多種不同頻率段的信號相互比對,極大的增強了識別能力和抗干擾能力。

數據融合能力有多強大呢?根據英國飛行員的說法,只要從「伊麗莎白女王」號航母上起飛四架F-35進行執勤,就能取代預警機的信息感知能力。如前文所言,現代的超視距空戰本質上就是電子戰和信息戰,而在這樣強大的信息能力和隱身能力面前,上一代戰機既不能率先發現五代機,又不能逃過五代機的探測,可以說在超視距空戰中毫無機會,這也就是五代機在演習中對上一代戰機實現驚人的戰損比的真實原因。

(圖-7:五代機的強大電子戰能力和信息能力)

到此為止,我們已經簡要的討論了五代機的經典「4S」定義,是時候來看看頗受爭議的蘇-57到底算不算五代機。第一,超機動,蘇-57顯然符合標準。可動邊條加上矢量推力帶來的強大機動力不容置疑。第二,超音速巡航能力,存疑,儘管俄羅斯方面不斷強調他們的新發動機「已經在路上」了,但是蘇-57的寬間距發動機布局帶來了極大的濕面積,超音速巡航能力值得懷疑。第三,隱身性能,存疑,即便我們沒有「肉眼測RCS」的能力也能看出雷達隱身並不是蘇-57的設計重心,不過其隱身性能至少要比大部分四代機要好。第四,先進航電,基本符合,蘇-57的N-036EVS航電系統基本符合先進綜合航電的概念,儘管其子系統,尤其是光電探測系統相比於分散式光學孔徑系統仍有差距。

(圖-8:「及格」的五代機蘇-57)

總的來說,儘管蘇-57不那麼符合五代機的經典定義,但是鑒於其對上一代戰機的決定性優勢,稱其為「五代機」依然是沒有什麼問題的。那麼大家對於蘇-57為何有如此之大的非議呢?筆者認為,這是大眾在討論武器裝備時往往脫離戰略環境。現實情況是,主要國家將在2020至2025年間大規模換裝五代機,美國甚至將以一年三位數的速度讓F-35迅速成為其主力戰機。但是與此同時,大量的四代機仍然將在各國軍隊中服役。所以五代機的任務無非就是兩項:其一,單方面的獵殺四代機;其二,與敵方五代機進行對抗。

然而在可以預見的未來,主要軍事強國之間正面交鋒的可能性仍然是渺茫的。既然如此,對於主要軍事強國來說,完美兼顧「4S」的「高端五代機」只是用於維持強國間軍事平衡的砝碼,在對抗其他二流甚至不入流的國家時,「次等五代機」足以作為「四代機殺手」,從這個角度來說,蘇-57是符合俄羅斯空天軍目前的需求的。即便是面對其他國家的「高端五代機」,蘇-57仍然有利用戰術進行拚死一搏的機會,至少不會被單方面收割。進一步展開來講,FC-31應該也屬於此類「四代機殺手」。儘管雙發中推和常規布局註定了其超音速性能沒有什麼優勢,但是憑藉隱身性能和先進航電,「鶻鷹」一樣能讓大部分不具備五代機的國家「有空無防」,同時其作為外貿機也不會對主要軍事強國構成威脅。

(圖-9:作為「四代機殺手」的FC-31「鶻鷹」)

不過筆者認為,F-35絕不是什麼「次等五代機」或者「四代機殺手」,在美軍手裡不是。美國軍方對於未來空戰的理解是信息能力主導,機動性和超音速性能堪用即可。F-35憑藉其先進綜合航電和先進的感測器,信息能力在現有五代機中應該是獨佔鰲頭的。再想想看,美國已經開始讓X-47B無人技術驗證機參與夥伴加油實驗了,無人機依託五代機信息能力直接參与空戰的時代還會遠嗎?不難想像屆時空戰樣式將會再次發生天翻地覆的變化,不過那就是另外一個故事了。

(圖-10:掛載夥伴加油吊艙的X-47B,未來空戰將離不開無人機的協助)

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