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設計時少想一步,美軍兩大隱身機成了啞巴,要女武神幫忙傳遞信息

作者:蜀農、虹攝庫爾斯克

11月12日,美國空軍負責採購、技術和後勤的助理部長威爾·羅珀在華盛頓特區一個國防專家小組早餐會上稱,美國空軍希望2020年年初開始測試隱身飛機間的數據融合和交換的課題,將把一架XQ-58A「女武神」隱身無人機作為空中網路的中繼網關,聯通F-22「猛禽」戰鬥機和F-35A「閃電」Ⅱ聯合戰鬥攻擊機這兩大隱身機。

據稱,美軍將測試全新的Gateway1系統,以確保兩種戰機共享信息的同時不會對其隱身性造成損害。相關前期準備工作將於今年12月份開始,包括Gateway1系統的地面測試等。一旦這一空中網路聯通成功,將徹底解決美軍F-22和F-35戰機之間無法信息共享,只能單打獨鬥的瓶頸難題,將這兩大最強戰力徹底融合,實現1 1>2的效能。

一、美軍戰術數據鏈發展概況

現代戰爭已經從平台中心戰轉向了網路中心戰時代。在平台中心戰時代,戰鬥力主要來自於物質與能量,比如坦克火炮的威力、飛機炸彈的當量、軍艦導彈的射程等。

與之不同的是,網路中心戰時代,決定戰鬥力的是信息!數據鏈就是網路中心戰時代最重要的發明,它是指揮、空中、通信、計算機、攻擊、情報、監視與偵察系統(C4KISR)的信息傳輸紐帶,是實現各武器平台聯網、獲得信息優勢、提高各作戰單元快速反應能力、協同作戰能力和作戰指揮自動化的關鍵。

數據鏈的出現可以說徹底改變了主戰裝備的戰鬥力生成方式,最大限度提高了武器平台的整體作戰效能,是當前網路中心戰時代密布現代化軍隊體系的一條條神經網路。

我們通常所說的軍用數據鏈主要指的是戰術數據鏈,這也是數據鏈發展中最重要的一類,從上世紀50年代就首先裝備於地面防空系統、海軍艦艇上,後來逐步擴展到空中作戰平台。

美軍參謀長聯席會議主席令(CJCSI6610.01B)中明確將其稱為戰術數字信息鏈路,其定義是「通過單網或多網結構和通信介質,將2個或2個以上的指控系統和/或武器系統鏈接在一起,是一種適合於傳送標準化數字信息的通信鏈路,簡稱『TADIL』」。

要實現戰場環境對信息數據保密傳輸的要求,戰術數據鏈是按照規定的消息格式和通信協議,利用各種先進的調製解調技術、抗干擾技術、組網通信技術和信息融合技術來傳輸格式化數字信息的,其本質是一種高效傳輸、實時分發保密、抗干擾、格式化的數據通信網路。

美國的戰術數據鏈系統發展最早,早在上世紀50年代就發明了Link-4型數據鏈,主要用於戰鬥機間的導航、協同指令傳輸等,此後又發展出了Link-4A/C和Link-11等數據鏈,擁有了一定的抗干擾能力。要注意的是,早期的這些數據鏈的數字、字母等與先進程度沒有必然關係,這些數據鏈基本上是為不同軍兵種平行發展的,並沒有過多地考慮互通問題,彼此間使用的軍兵種和操作性能迥異,幾乎沒有交互性。

到了上世紀80年代,美國研製成功了跨時代的Link-16數據鏈,該數據鏈是為美國各軍種和北約國家提供通用的數據分發系統,具有4A/4C/11號鏈的絕大多數功能,支持空降作戰、防空作戰、空中作戰、空中偵察監視、空域管制、對地支援、反潛作戰、地面作戰、搜索和救援、海上作戰等任務。

此後,美國又研製了Link-22數據鏈以完全取代Link-11數據鏈,並因與Link-16數據鏈採用相同的數據元素、量化度和大地坐標系統,使得Link-22與Link-16數據鏈之間能夠做到信息兼容。

針對新形勢下新的戰術作戰需求,特別是新型隱身戰鬥機的研製,美軍又研發並裝備了多種戰術數據鏈。

特別是2000年以後,隨著F-22和F-35隱身戰鬥機的試飛和服役,信息傳輸的電磁隱身成為了一項重要任務,為此美軍先後研發了具有隱蔽通信功能的IFDL和MADL數據鏈,前者為F-22戰鬥機專用,後者為F-35戰鬥機專用,實現多戰術鏈綜合使用。

它們在多種抗干擾抗截獲措施的基礎上,進一步增添了高頻段窄波束技術,使抗截獲能力進一步躍升。

二、隱身戰機的數據困惑

雖然美軍數據鏈發展迅猛,但是在F-22和F-35隱身戰鬥機研發過程中卻犯了一個致命的錯誤。由於過於強調數據鏈路的「低截獲/低探測概率」(LPI/LPD)指標,導致為兩種隱身戰鬥機研製了完全不同的兩種數據鏈,兩者無法做到相互兼容,也意味著在完全隱身狀態下兩種隱身戰機之間無法數據共享和交互。

F-22戰鬥機的IFDL數據鏈全稱為「機間飛行數據鏈」,能夠做到與其他「猛禽」戰鬥機點對點共享信息,或者是接收非隱身戰鬥機用Link-16數據鏈發送過來的信息,但不能向其他戰機發送信息。

而F-35擁有的MADL數據鏈全稱「隱形多功能先進數據鏈」,它也不能與任何沒有該系統的飛機共享數據,儘管它們也可以通過Link-16數據鏈接收信息。目前,只有F-35擁有MADL數據鏈,美國空軍還計劃將其整合到現有的B-2「幽靈」隱形轟炸機和未來的B-21隱身轟炸機中,但卻沒有辦法與F-22的IFDL數據鏈兼容。

2013年,洛克希德·馬丁公司在一項名為「密蘇里計劃」的實驗中,展示了F-22和F-35通過Link-16數據鏈交換信息的能力。然而這隻能夠解決非隱身狀態下的數據交換,對隱身作戰幫助不大。

其實,要實現IFDL和MADL數據鏈之間的兼容辦法也很簡單,美軍也早就想到了,就是需要一個在空中飛行的「網關」。所謂網關是計算機術語,又稱網間連接器、協議轉換器。網關在網路層以上實現網路互連,是最複雜的網路互連設備,可用於兩個高層協議不同的網路互連。

辦法雖然有了,但問題是在隱身作戰中誰來充當F-22和F-35戰鬥機之間的「網關」呢?最好的辦法自然是用美軍E-3「望樓」空中預警指揮機來當「網關」,但由於該機並非是隱身戰機,也不參與突擊作戰,將其作為數據鏈「網關」將嚴重限制隱身戰鬥機的作戰。因此美軍需要一架同樣可以隱身的飛行「網關」,而很快選擇了為「忠誠僚機」計劃而研製的XQ-58A「女武神」無人機。

2019年3月5日,由美國空軍實驗室和克瑞托斯無人機系統公司聯合研發的XQ-58A 戰鬥無人機首飛成功。XQ-58A戰鬥無人機是第一型基於低採辦、低運營成本概念研製的無人機,其本身是一種遠程高亞聲速無人機,採用隱身設計,裝備1台渦噴或渦扇發動機,機長8.8米,翼展6.7米,最大飛行速度1050千米/小時,最大航程3941千米,最大升限13715米,載荷250千克,可掛載聯合制導攻擊武器或小直徑炸彈等。

在「忠誠僚機」概念中,一架F-35戰鬥機能夠同時指揮多架無人機發起攻擊,實現有人機和無人機的協同作戰。正是有了能夠伴隨隱身戰機出擊的XQ-58A「女武神」無人機出現,使得美國空軍找到了搭建空中「網關」的最佳機種。

三、信息傳輸的解決之道

目前,美軍的Gateway1計劃目的是作為F-22戰機上的IFDL數據鏈和F-35戰機上MADL數據鏈之間的信息傳遞節點,以及未來任何其他攜帶後一種數據鏈的隱形飛機。美國空軍希望12月的地面測試能證它們有能力完成這項任務。

在這一階段的試驗中,軍方計劃將該系統安裝在地面的一個試驗台上,並讓「猛禽」和「閃電」Ⅱ戰機在其上空飛行,通過它來成功發送和接收信息。如果Gateway1地面測試成功,美國空軍就會將其安裝在XQ-58A無人機上,並在2020年4月進行空中測試。

美軍正在與克瑞托斯無人機系統公司合作,進一步完善「女武神」無人機,使其既能夠與「忠誠的僚機」計劃中的有人機協同作戰,也能夠在網路集群中獨立工作。

對於F-22和F-35戰機來說,在保持其隱身特性的同時,能夠彼此以及與其他平台快速交換數據非常重要。兩種飛機都擁有非常強大的多樣化感測器,可以收集大量的信息,讓飛行員非常清楚地了解周圍戰場的情況。這些戰機除了自身作戰外,更重要的就是將這些信息與其他作戰單位分享,以幫助美軍勾勒出一副更完整的作戰圖像。

它還可以允許這些不同的平台通過數據交換來參與到隱身戰機級別的作戰,這意味著一架飛機可以使用來自第三方感測器的信息,同時儘可能少地使用自己的雷達感測器來減少自身被發現的概率。此外,隱形飛機還可以使用他們的感測器找到目標,然後將信息提供給另一架隱身或非隱身戰機,使得後者在安全距離使用遠程武器對付這些目標。

在XQ-58A「女武神」無人機上安裝空中「網關」非常有意義,可以在高風險環境中充當低成本的通信和數據中繼,並幫助來自MADL和IFDL數據鏈的信息交融和發送給其他平台。

不過,美國從來不會在一棵樹上弔死。雖然XQ-58A無人機是最好的空中「網關」搭載機,但美軍仍然會在其他隱身或非隱身平台上進行測試。如果Gateway1在相對較小的XQ-58A無人機上正常工作,美國空軍可能會將其安裝到其他平台上,從而使這種能力得到更廣泛的應用,以確保在任何作戰環境下都能夠通信暢通,比如EQ-4B「全球鷹」長航程電子戰無人機、U-2「龍夫人」高空戰略偵察機等。

就在今年,美軍已經嘗試用一架U-2偵察機充當F-35戰機和地面作戰指揮中心之間的傳輸節點,該方案主要演示隱身戰機探測到敵方彈道導彈發射後,嚮導彈防禦指揮中心提供信息以幫助鎖定威脅這一課題。

F-35戰機的數據共享已經有了一個單獨的概念操作,即通過MADL數據鏈將信息先傳輸到一架在安全距離上的飛機,然後再通過標準的Link-16鏈路或衛星通信向其他平台傳輸。

如果Gateway1的努力被證明是成功的,這將是F-22和F-35以及XQ-58A三種隱身機之間相互合作邁出的極其重要一步,進而可能對美軍在戰場上共享信息的方式產生重大影響。這對我軍隱身戰機之間的信息交互也提供了非常有益的借鑒思路。

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