美军祁观〡迟到的新对手——“高大不全”的F-35

祁昊天

2015-12-24 18:04 来源:澎湃新闻

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这个对手虽然姗姗来迟,但总算是要来了。今年年中,美国陆战队宣布F-35B具备“初始作战能力”(IOC),这意味着部署在亚利桑那尤马空军基地的10架F-35B必要时可获准升空作战。对于这个中队(陆战队第121战斗攻击中队,VMFA-121)的行动、维护和训练评估于7月初完成,首次海外部署预计将在2017年完成,驻地为日本山口县岩国基地(本州岛西南,最接近朝鲜半岛的基地)。此外,空军型的F-35A与海军型F-35C分别预计于2016年7月和2018年2月具备IOC。
作为四代战机的最新型号之一(中国目前仍按照美国原先的四代分法,而美国部分出于市场竞争的需要,已转而使用俄罗斯的五代论,由于本文讨论的是最新一代,所以暂不存在混淆问题),JSF/F-35一直是国际安全、军事领域的老话题。现役军人、政客、网民中的不同派别对它的看法可谓泾渭分明,甚至相互敌视。捧它的人将其视为多军种通用战机的经典、国际军工融合的典范、美国拴死盟友的妙棋;贬它的人则认为它从任务定位、设计研发到项目执行都是失败的。
在F-35的设计、制造、装备过程中,出现了政治、技术、经济、管理等各方面的问题,如军种任务要求冲突、成本控制失当、工期严重滞后、市场竞争环境改变、买家打退堂鼓、潜在对手(尤其是中国)装备升级等等,本文仅关注它在特定任务环境下的作战能力。
即将过去的2015年,F-35在舆论“红黑榜”上一如既往地起伏:先是在春天的一次受限测试中败给了F-16,试飞员的内部报告被泄露到网上引来轩然大波;7月底,陆战队型号具备IOC能力;9月初,意大利组装的F-35开始试飞,这是F-35首次在美国本土以外生产;年末,传来令F-35粉丝扬眉吐气的消息,年度生产目标全部达成、困扰已久的弹射座椅安全问题也取得实质进展;利好消息还包括12月中旬日本开始其首架F-35的组装;但与此同时,美空军开始要求为F-15、F-16延寿并续购70余架。
无论你如何看待F-35,它或将成为中国未来的空中对手之一。笔者认为F-35绝对不弱,但也不像美军和洛克希德•马丁宣传得那么强。强弱与否,取决于它的任务设定、战场环境、以及对手情况。美官方不断宣传的F-35设计与使用理念可以用“高大全”来概括:高——集美国航空工业的最新成果于一身,尤其是通过强大的航电、软件等系统嵌入美军网络中心战体系;大——从计划装备数量上,F-35将是美军(及其盟国)未来30年的主要空中力量;全—— 作为空、海、陆战队的通用机种,满足不同战场需求。目前看来,F-35显然是“高大而不全”的。随着中国空战与防空体系对抗能力逐渐成熟,待F-35正式成军并适应西太作战环境时,其为美军及其盟军带来的优势将是有限的
中美俄四(五)代机
输给F-16?
今年春天,一份F-35与F-16对练并输给后者的试飞员报告(再次)引起各方对于F-35能力的质疑。之后美军联合项目办公室与洛马迅速为F-35进行辩护,主要观点为:1)用于测试的F-35并未装备所需系统软件,使其无法发挥雷达优势;2)测试机没有实战部署型号的隐形涂料;3)测试机在武器和火控软件方面受限,无法使用对头攻击以外的攻击方式。
问题在于,这次与F-16的合练目的恰恰在于检视F-35的空战尤其是视距内格斗能力,无法发挥远程雷达优势并不成其为理由。同样的,缺乏隐形涂料也与F-35格斗能力无关。飞控软件没有写完,这的确限制F-35的发挥。 F-35是一款边开发边修改边装备的飞机,由于预算问题项目始终在调整,因此作为一款“飞行的电脑”,其潜能受到软件完成率的极大影响。
美军和洛马一直坚称F-35具有高机动性和强大的格斗能力。早在2002年,JSF办公室便宣称JSF至少可以在气动方面达到F-16和F/A-18的水平。2013年,洛马试飞员宣称F-35在瞬间和持续转弯率等方面都达到或超过美军现役战斗机。但从今年初的这次测试可以看出,F-35的空战能力是有缺陷的。不过对于此次测试的多数媒体报道也有失偏颇,笔者仔细读过泄露上网的试飞报告后,认为较为公允的解读大体应是,F-35在飞行包线的某些区域对飞行员动作的反应较慢,未能充分发挥在大仰角进攻时的潜能。
有趣的是,在此次测试之后美军的一些舆论止损动作显得不很自信。首先是高层出面为F-35背书,声称它能达到9个G的机动(基本属于人体和优秀三代机的极限),不输于任何现役与即将服役的战机。此外,美国空军推出了一项生硬的公关措施,为空勤地勤人员印发了详细的F-35“辩护书”,其中列出舆论对该机和项目的批评,并一一给出“标准答案”。之后,F-35与F-16在之后又安排了一次合练,吸取了春天公关危机的教训,这次对抗的详细报告未被泄密。
任何一款新型战机的研发都伴随着不同受限条件的试飞与对抗演练,出现输给现役优秀战机的情况并不值得大惊小怪。不过任何一款战机都要在不同的任务定位和设计重点之间进行取舍,而F-35的一些基本指标是改变不了的。如下图所示,飞行包线的左侧是F-35的重点区域,它本就是以突袭和攻击地面目标为主要设计导向的。在上世纪90年代JSF立项之初,陆战队的影响很大程度上导致了美国三军新机型的统一开发,陆战队需要一款战机提供前线对地火力支援并替代老旧且性能有限的鹞式,而陆战队需求所带来的结果(如臃肿的机身)从很大程度上制约了JSF/F-35“高大全”目标的实现。
数据来源:洛克希德马丁、美国空军中校Matthew Molly 。 图片来源:网络
超视距作战:平台局限与体系对抗
对于飞行平台的劣势(或说相对小的优势),F-35可以通过美军强大的体系优势进行弥补。隐身性能加上有源相控阵雷达及分布式孔径系统,将有助于其抢占有利的超视距战位,理论上做到先敌发现、先敌开火、打完走人。这是美军和洛马设想的F-35理想战斗模式,但这恐怕也仅是理想模式。
超视距空战是现代空战的主要模式,却不是唯一模式,也不一定是未来空战的主导模式。一旦技术和战术能力接近的敌对双方都具备远程发现、先期制敌并反制的能力,两相抵消之后,为超视距作战而生的平台也许将重回格斗年代。
此外,超视距空战的可靠性也是有限的。根据兰德公司2008年的一份报告,1992-1999年,有记录的AIM-120导弹杀伤为10次,其中6次为超视距作战,共消耗13枚AIM-120,成功率为46%。被美军击落的飞机中,伊拉克的MiG29正在逃跑,未做任何机动规避,塞尔维亚的J-21未装备雷达及电子对抗设备,被误击的美国陆军UH-60直升机没有得到预警,未采取电子对抗措施。塞尔维亚被击落的几架MiG29均有雷达故障。总之,所有被击落的飞机均没有采取电子对抗措施,均没有同等水平的超视距作战能力,所有美国的敌人都不具备对等或接近的装备和体系对抗能力,而每次作战时美军不仅具有技术优势,甚至拥有数量优势。
除了超视距武器系统的有限杀伤率外,隐身能力强弱是相对的。出于降低成本突出突防任务的考虑,F-35只做了前向隐身。而陆战队的独特需要也使其在设计上多处牺牲隐身性能。对于F-35的对手而言,通过装备适当波段的搜索警戒雷达,战机间通过数据链进行空情共享等方式,提前发现F-35并不是做不到的,F-35偷袭的难度非常大。
进入视距内后,F-35相比未来一些对手(如中、俄的换代机型)的劣势便会凸显出来。有限的推重比和臃肿的机身大大限制了F-35的机动性(盘旋速率、爬升率、转弯半径)与敏捷性(瞬间改变飞行状态并稳定在该状态的能力)。此外,飞行员的视野也很受限尤其是向后视野。虽然有分布式孔径系统(EODAS)提供全向视野,但是格斗中依靠电子成像获取信息远不如飞行员目视观察。况且F-35配备的全视野头盔需要根据飞行员的头型进行量身打造,这意味着一旦头盔出现问题,需要修理甚至重新订制的话,该飞行员便无法升空作战!这一视野问题在很大程度上也是“高大而不全”的表现,为了适应陆战队的需要,F-35的脊背高高隆起以便安装升力风扇,出于成本和安全等考虑,空军和海军型的机身保持了同样的“线条”。
如果再考虑到近距格斗可能进入炮战阶段的话,F-35的空战劣势便会被进一步放大。陆战队与海军型号没有固定机炮而只能依靠机炮吊舱,但这又会大大降低视距外接敌时的隐身性能。而如果不带机炮吊舱却又陷入炮战的话,便只能逃之夭夭。但接下来的问题却是,F-35的速度相比其他大部分战机完全没有优势,连环“坑”。
总之,当前及未来空战是体系的对抗,美国试图通过强大的空中作战体系优势来弥补F-35的平台劣势,但当对手的总体能力在大体一个水平线上时,美国的系统优势便会大打折扣
美军的态度
F-35的主要定位为战斗轰炸机,在突袭地面目标方面可指摘的地方并不多。隐身性能(虽没有F-22那样完善)加上强大的系统支持,F-35可以在绝大多数战场环境下完成刺客的使命。
对于美国空军而言,夺取和确保制空权的任务可以交给F-22这种高端装备。但是昂贵的F-22数量太过有限,盖茨担任国防部长期间与军方和国会进行了一些列关于战机换代的博弈,最终以牺牲F-22确保F-35而告终。这样看的话,F-35有限的空战能力对于空军来说便有了些鸡肋的意味。按照高低搭配概念,F-35需要充当F-22身前的首道防线,但较弱的空战能力却意味着一旦F-35无法取得制空权,便需要F-22来为其殿后,这显然是高低倒置的。美国空军今年底要求为F-15和F-16延寿便不奇怪了。此外,更不用说美国的许多盟国对F-35的定位与美国是不同的,需要更加侧重制空能力。
美国海军对于F-35的态度也很暧昧。作为与现役F-18E/F搭配的机种,空战能力稍弱且为单发的F-35C并无法保证美国海军在战略前沿保持足够的制空优势(尤其是西太),但是在舰队防空方面,F-18E/F被认为堪当大任,再加上美国海军正在大力推动无人机上舰,未来F-35C的地位着实有些尴尬。不过根据2015年3月美海军最新的《海上战略》及以此为指导的7月20日新版《2016-2020年航海规划》,海军将继续支持F-35C的研制,并使其在2018年进入作战服役。
陆战队无疑对F-35是最欢迎的。事实上,JSF项目的最终设计要求便主要出于陆战队的需求。陆战队对于短距起飞及垂直降落能力(STOVL)的需要、前线对地火力支援的任务要求,在很大程度上决定了F-35的机体结构和性能。这些设计制约了F-35作为空军、海军替代机种的性能,除了前面提到的视野问题,还有受限的跨音速机动能力、较高马赫时的机体颤震、矢量喷口无法使用隐身性能更好的矩形等等。
F-35的三种型号及与其替换机型(美军)来源:JSF项目办
此外,三个军种未来还将面临一个共同的难题。由于F-35的复杂性和维护负担,出动率将不会很高。F-35是一架高度软件化的飞机,有超过3000万行程序,加上它的隐身涂料维护要求高、头盔系统问题丛生、发动机故障率偏高、全电控制系统存在可靠性问题,地勤人员不得不随时随地面临各种硬件和软件问题,这些都会大大降低F-35的训练和出动率。虽然这些问题都在逐步解决中,F-35变为“机库女皇”也不是没有可能。2015年耐利斯和卢克空军基地的F35A中队,每月每架飞机平均只能出动6.1到6.4个架次(9.4至10.4个小时)。这对于培养和维持飞行员队伍是远远不够的,尤其是对于美国这样随时可能在作战的国家。
5架F-35B与1架F-35C,陆战队的需求很大程度上决定了F-35的机体设计。来源:洛克希德•马丁
本文开头讲到F-35今年的利好消息之一是完成了全年生产任务,但是根据2001年美国国防部与洛马签订的原始合同,2016年10月以前(美国新财年在10月开始)美军采购的总数2443架F-35中应有1013架交货,但现在只有179架。工期的滞后意味着未来20余年美军需要每年花费100多亿美元采购100余架F-35。这使得部分国会议员提出了削减F-35数量的主张。当年盖茨在F-22和F-35之间做的博弈,如今看很难在F-35项目上复制,因为不再具备类似的政治、财政、和装备条件,但有限度的削减并不是不可能。
诸多设计特点使得F-35的隐身性能不会像宣传得那么神,如不如其“兄长”F-22平坦的腹部、矢量喷口的设计等。来源:洛克希德•马丁
总结
F-35的设计按照一种“高大全”的思路展开,但却无法解开因不同军种需求而导致的矛盾,产生了“高大而不全”的尴尬局面。F-35的战斗力不完全体现在平台本身,但是其平台缺陷却限制了其强大的战场感知能力和美军空中力量的体系优势。仅以机动性为例,平台性能在超视距作战中依然重要,即便不像格斗那样依靠机动性与敏捷性,抢位与冲刺能力对于提高导弹的效能依然重要,否则,把不以机动性见长的大型飞机改装为导弹发射平台便理应主宰天空了。即便F-35可以避免卷入近距离格斗,相比其他四代机(如F-22,歼20)依然存在平台上的劣势,而较为先进的三代或三代半机型也可以通过升级设备部分达到F-35的水平,例如F/A-18便可能通过装备有源相控阵雷达等措施赶上除隐身外F-35的大部分能力。
总之,F-35在部分平台层面存在相对劣势,中国只要按照目前的节奏稳步提高空战与防空体系对抗能力,这个未来的潜在对手在可预估的空战环境中便不能完全发挥美军的体系优势
责任编辑:单雪菱澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> F-35,美军新一代战机,岩国基地

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