夺命短刃——浅析未来战斗机和格斗空战

传统格斗空战是依靠目视搜索目标,进行不断地机动,运动至敌机的后半球进行尾追攻击,所用武器为机头指向性的机炮和早期红外格斗导弹。传统格斗空战对飞行员技术和飞机的机动性提出了很高要求。

楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 18:58:00 +0800 CST  
二战前百分之70的战斗机被击落前未发现敌机


楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 18:59:00 +0800 CST  
随着第四代红外格斗导弹的广泛投入使用,目前近距格斗空战已经开始发生革命性的变化。第四代格斗弹的出现,标志着大离轴、红外成像制导、高机动、远杀伤,真正全向攻击能力的导弹的降临。未来新一代格斗弹的发展和成熟,将把F-15等第四代战斗机基于能量空战的空中优势理论和概念颠覆得一丝不剩,全新的发射后锁定体制使得载机的发射条件极大地放宽,矢量推力高性能发动机使得导弹不可逃逸区范围大大增加,高抗干扰的红外成像体制让格斗弹的命中概率非常的高,这让使用类似性能的格斗弹的双方同归于尽的概率也前所未有的高,未来的近距格斗空战将变成一个非常可怕的屠场(张明德《认识真实的空空导弹——空空导弹的实际效能与操作限制》,《航空档案》2007年7月刊53页)。国外很多飞行员曾表示,在超视距空战失败后,应当尽量避免进入近距格斗,这个观点在未来空战中也许会被实践运用地更加彻底。

楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:00:00 +0800 CST  
在未来空战中,由于战机隐身性的提高、战场电磁环境越来越复杂,以及战机巡航速度的提升,空战双方的发现距离在很多条件下会具有较大的不确定性,可能会被大大压缩,构成不了超视距空战的条件,而直接进入近距格斗范围内。在超视距攻击失效的情况下,同样具备超巡和超音速机动能力的双方快速逼近至视距内的可能性依然存在,不得不进行格斗空战。而在和平时期一些摩擦和对抗中,视距内的对抗依然是很可能发生的。总之未来格斗空战依然无法保证避免。
技术的发展使得机炮这一种传统空战武器地位开始下降,逐渐沦为战斗机的备份武器,作为格斗弹内边界的火力补充,是现代战斗机的最后一道防线。同样基于技术的发展,格斗空战地位的下降也属于必然,但是并不意味着未来战斗机可以削弱和放弃格斗能力,“空中格斗必然消亡,但不会瞬间消失;沉湎其间意味着落伍,提前放弃无异于死亡。”

楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:00:00 +0800 CST  
新一代格斗弹不可逃逸区对比


楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:02:00 +0800 CST  
因此未来战斗机依然要具备强悍的格斗能力,但是要注意,这并不等同于未来战斗机一定需要超越当前战斗机的机动性和敏捷性。
由于隐身性的要求,五代机的格斗弹不得不放置在机身弹仓内,必要时伸出机身外,机身屏蔽掉了格斗弹导引头相当大的一部分视场,造成发射前锁定困难,这个问题在隐身要求更高的下一代战斗机上还会存在。美国即将开始大规模装备的F-35现在并不具备有效的舱内挂载和发射格斗弹的能力,目前的试飞中,F-35的AIM-9X格斗弹不得不采用破坏隐身性的传统翼尖挂架外挂方式。

楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:03:00 +0800 CST  
正因为如此,美国转而研究革命性的发射后锁定方案,凭借F-35的光电分布式孔径传感器系统(EODAS),F-35可以获得一个广域360°环视范围的128×128的3-5微米的红外视频图像,将虚拟目标图像导入AIM-9X中,同时火控计算机给出一条最佳飞行弹道,导弹发射初段按照此弹道飞行至预定位置,导引头进行搜索发现目标并转向自控飞行。也就是说,实现发射后锁定,战斗机需要具备大视场的监视能力,导弹也必须具有精确的惯性导航系统维持初始弹道;为了保证在导弹导引头自主截获目标的可靠性和准确性,导弹还需具备双向数据链。
目前F-35是首个装备EODAS(光电分布式孔径系统)和EOTS(光电跟踪系统)以获得前所未有的态势感知能力的飞机,拥有360°全方位全视角搜索视场,即使敌机位于飞机下方或者后方等飞行员和雷达的传统盲区也能被轻易发现,为充分发挥新一代全向格斗弹的性能铺平了道路。不过目前F-35的相关软件和硬件还有相当多问题没有解决,F-22A也才刚刚升级获得AIM-9X的使用能力。这种格斗模式的发展和完善虽然还任重道远,但是在十多年后的下一代战斗机——即第六代战斗机上进入实用化阶段是十分可能的。

楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:04:00 +0800 CST  
F35的 EOTS


楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:05:00 +0800 CST  
对于未来战斗机来说,应该在设计之处就完整考虑采用发射后锁定这一颠覆性的格斗方式,一旦目标进入攻击包线内即可发射,而无需再过多进行传统的剧烈的格斗占位机动,保持能量和位置优势,尽量避免被对方格斗弹击中。在整个格斗过程中,载机机动的意义在于赋予本机更好的发射位置、角度和能量条件,尽可能扩大格斗弹的攻击包线,也就是说,尽管格斗弹拥有大离轴全向攻击能力,但是载机更好的发射条件可以使得导弹减小初始弹道阶段剧烈转向所损失的能量,减小导弹导引头始终无法截获目标的概率,提高命中率;载机更快地获得发射窗口可以达成先敌发射的目的,尽可能压制对方,减小本机所面临的危险。这就要求载机具有较高的敏捷性,以及机头指向性,即超机动性,或者说姿态控制能力。

楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:05:00 +0800 CST  
新一代格斗弹跃肩发射能力


楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:06:00 +0800 CST  
要注意的是,这种格斗中的超机动性目的是实现对目标的短时概略指向,先于敌机获得数秒钟的格斗弹最优发射窗口,而不是机炮格斗时代所需的较长时间的精确指向。长时超机动减速效应十分明显,会过分消耗飞机能量,可能将己方反置于不利态势。过失速机动在未来空战中的价值并没有想象中的那么高,未来战斗机必须注重机动性和敏捷性的平衡,在保持能量优势的同时更快地获取角度优势。
未来格斗空战的胜负,关键不仅在于结束超视距空战后进入格斗前双方的位置关系等传统客观因素,更在于双方包括格斗弹在内的整个搜索和火控系统的效能,载机机动能力的意义在于尽可能提高这一效能。如果一架经过改进,搜索和火控等各系统和六代机具有相当技术水平的F-15同六代机进行近距格斗空战,那么六代机的优势就在于机动能力所赋予的毫秒之间的先敌发射时机;但是,同样先进的格斗弹使得六代机依然要面临被后发攻击而同归于尽的巨大风险,受人的生理限制所造成的9G机动过载上限,第六代战斗机的机动性也难以再做进一步提高,无法依赖机动摆脱来袭的格斗弹。机动能力上的代差,并不足以把格斗风险减小到可接受范围内。

楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:06:00 +0800 CST  
也正是出于上述诸多因素影响,下一代战斗机的低速机动性不要求再做进一步的大幅提升,在保证超巡、超音速机动性、隐身等其他气动外形相关要求的前提下,保持或优化和目前第五代战斗机相当的机动性,提高敏捷性和姿态控制能力。


楼主 面瘫戈  发布于 2015-09-26 19:07:00 +0800 CST  

楼主:面瘫戈

字数:1763

发表时间:2015-09-27 02:58:00 +0800 CST

更新时间:2020-11-11 23:20:23 +0800 CST

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