F-35战机能飞多“远”多“高”

2019-08-07 版权声明 举报文章

据日本共同社报道,10架美军F-35B战机2017年1月9日从美国亚利桑那州基地出发,途经阿拉斯加到达日本。这是美国首次在本土以外地区部署该机型。然而与这款战机日渐加快的成军步伐相叠加的是美国总统特朗普同样加大了批判F-35的“调门”。美国《国家评论》杂志专栏作家费雷登伯格甚至称:F-35是美国航空工业史上最大的失败,总统应尽快结束这一“没有前景”的计划。人们不禁会问,未来F-35战斗机能飞多“远”?又能飞多“高”呢?

F- 35战斗机技术特点

隐身设计

F-35的隐身设计借鉴了F-22的很多技术与经验,其雷达反射面积(RCS)分析和计算,采用整机计算机模拟,比F-117A的分段模拟合成更先进、全面和精确,同时机体表面采用连续曲面设计。

该机的正向RCS约为0.065平方米,比苏-27、F-15低两个数量级。由于F-35武器采用内挂方式,不会引起RCS增大,隐身优势更明显。在红外隐身方面,从资料可推断出该机在推力损失仅有2%-3%的情况下,将尾喷管3至5微米中波波段的红外辐射强度减弱了80%至90%,同时使红外辐射波瓣的宽度变窄,减小了红外制导空空导弹的可攻击区。

F-35还使全机雷达散射及红外辐射中心发生改变,导致来袭导弹的脱靶率增大。该机的主动干扰机、光纤拖曳式雷达诱饵、红外诱饵弹等对抗设备也更容易奏效。根据有关模型计算,若设定F-35的前向RCS为0.1平方米,与10平方米的情况比较,在其他条件相同的情况下,前者的超视距空战效能比后者高出5倍左右。据媒体的数据,当今隐身战机的平均前向RCS普遍在0.1至0.5平方米,这对于防空系统来说已不算保险。例如S-400系统的X波段雷达对RCS在0.1平方米数量级的目标已获得200千米级别的探测距离。多波段传感器体系更能让仅针对一定波段隐身的隐身战机无处遁形。

美制武器使用国的潜在对手,往往是使用俄系武器者。F-35这种并非全方位隐身、采用圆形截面喷嘴的战机几乎不可能不被发现。俄制防空系统有L波段甚至米波雷达,其中L波段雷达的精确度已经取得了较大的进步。F-35的隐身性能虽然可以限制S-400这类防空系统的作用距离,然而也只能减少到约200千米左右。而可悲的是,F-35的内挂武器没有那么远的射程。

电子战系统

F-35的电子战系统综合了机载AN/APG-81有源电扫相控阵雷达,通信、导航、识别系统和光电分布式孔径系统。其电子战系统拥有大量专用天线,当然机载有源相控阵雷达也可为电子战系统服务,如可执行电子战支援和信号收集、分析的任务。由于其能够提供非常强的定向射频输出能力,F-35可利用其综合电子战系统中的雷达告警接收机与APG-81相配合工作,雷达告警接收机能为APG-81雷达提供敌机精确的目标方位指示。在此指示下,APG-81雷_可以不采用大空域扫描方式,而采用2°×2°(方位×俯仰)的针状窄波束对所指示的方向进行精确扫描,在减小被截获概率的同时提高搜索效率。

航电系统

F-35的航电设备由总线、光缆信息传输系统、头盔显示系统、光电系统等组成。例如大量采用光缆的信息系统可以传输更高质量的图像,这对信息共享方面非常有利。然而在空优作战时,信息量没有那么庞大,这时优势就不明显了。因此,要把F-35航电设备的“先进程度”换算成“战斗力”尚有一定难度。F-35的仪表板与F-22的多功能显示器不同,它采用尺寸为8×20英寸(约20×50厘米)的大型全景多功能显示器。这是迄今为止最大的战斗机显示器,由洛克韦尔-科林斯公司的凯撒分公司研制,其分辨率达到了1280×1024。MFDS将显示传感器、武器和飞机状态数据,以及战场环境、战术和安全信息。

弹药挂载

F-35的隐形模式挂载质量为1589千克,非隐形模式武器载质量为8172千克。利用飞机的内、外挂架可以携载8枚AIM-120和2枚AIM-9X;或者是携载6枚910千克的炸弹以及2枚AIM-120和2枚AIM-9X。F-35有2个内埋弹仓,可以携载 AIM-120、AIM-132、JDAM、“宝石路”炸弹、联合防区外武器、“硫磺石”反装甲导弹和集束炸弹等武器。F-35的载荷可以按照空对地模式或者空对空模式配置,在升级到Block5时其内埋弹仓可携带3件武器。每架A或C型F-35的内埋弹仓也携带4枚GBU-39小直径炸弹,B型则携带3枚。还有一种选择是所有F-35的弹仓均携带4枚GBU-53/B小直径炸弹Ⅱ型。F-35 还有可能使用改型的MBDA流星空空导弹,其内埋弹仓内有可能携带4枚小尾翼的流星空空导弹。挪威和澳大利亚则准备使用改型的NSM对地导弹,计划配置为内埋2枚,外挂4枚。NSM是唯一用于F-35内埋弹仓的巡航导弹。

F- 35战斗机发展的受制短板

提供就业岗位数量达不到预期

作为美国有史以来最庞大的政府采办项目之一,F-35的生产并未如宣传的那样给美国带来可观的就业机会。洛克希德-马丁公司宣称F-35战斗机的研发制造将为46个州提供12.5万个职位。然而其中德克萨斯州和加利福尼亚州就占了一半以上。138个主要合同商在231个不同的地点工作,而这些合同商中的一半以上(88个)是外国公司。这虽然并不说明F-35飞机的制造工作主要是在国外,却意味着F-35工作存在实质性的外包。国外主要制造地点在意大利(36个)、澳大利亚(30个)、英国(24个)和土耳其(12个)。单纯按照生产数量算,英国是最大的参与者,但也并不在上述其他几个国家中。

使用成本过高

美国军方在F-35战斗机立项时宣称,该项目3型飞机高度通用化、维护时间短,且成本与其替代机型F-16战斗机基本相当。但随着研制工作的逐步深入,F-35战斗机科研与采购成本逐步攀升,使用阶段的每飞行小时成本也成为合作伙伴国质疑的焦点之一。据报F-35A的每飞行小时成本至少为3.19万美元,比F-16C/D的2.25万美元高出约42%。日常维护时间过长、可靠性低、可维护性差是造成这种情况的主要原因。F-35战斗机3种子机型将在30年服役期内总共耗资1.1万亿美元,这在当前财政状况下是美国政府无法承受的。

形成战略打击能力尚需时日

目前F-35三种型号中,最早具备初始作战能力(IOC)的是海陆战队的F-35B,时间是2015年12月。空军的F-35A具备IOC大致在2016年12月,海军的F-35C大概要到2019年2月。美军当家战术核弹――B61的升级型,还要经过几年的升级和测试才能重新服役。之后与F-35A进行加载试验将是一个漫长的过程。目前,美军还未正式表示B61能否挂到F-35B甚至是海军舰载型F-35C上,但F-35A用于空中核打击已经敲定。

采购价格太高

F-35的费用如今已成“无底洞”。短短几年时间成本越来越高,造价也越来造越贵。目前,整个F-35计划预料耗资已近4000亿美元(约2.7万亿人民币),最终预算总额恐将高达1.5万亿美元(约10万亿人民币)。F-35的单机造价已从最初的5000万美元,一路飙升到1.6亿至2.2亿之间。若三军计划购置2400架F-35战机,总费用可能达4000亿美元。而计划采购F-35的8个美国盟国,原本被美国拉进来分摊成本,如今却也要面对F-35战机的价格飞涨。于是“不敢追加采购数量,价格就会继续上涨”的恶性循环已经出现。

好在新任美国总统特朗普近来正在使用社交网络制造舆论,这对F-35的价格控制也许是件好事。

美国对F- 35战斗机的战略需求

改变世界航空工业格局

在欧洲,一旦F-35战斗机形成采购,可能会导致在未来20-30年内各国不再考虑研制新有人驾驶航空作战平台。也许用不了20年,北约成员国空军所有作战、训练、保障都将与美国一体化,变成清一色的“F-35空军”。购买F-35战斗机的国家必须将其航空工业体系围绕美国新战机重新布局,实际也是将自己的防务主动权变相交给了美国。

洛克希德-马丁公司是F-16和F-35战斗机的制造商,当前,其生产的战斗机占到西方国家现役战斗机数量的37%。未来10年,随着越来越多的F-35交付使用,这一数字预计将上升至46%。

2016-2020年,西方国家将制造590架战斗机,其中60.3%都出自该公司,洛-马在竞争中已将竞争对手们都甩在了身后。

变革空战理念

以信息为中心、相互依存和功能集成的作战是未来军事胜利的关键。当美国和盟国的F-35机群投入使用后,一体化防空反导系统采用的“传感器一武器系统”指挥控制方法,可被F-35机群直接使用,届时F-35战斗机将是一种力量倍增器。通过共享一份通用作战图,美军及盟军能够在整个作战区域内,在战术和战略上变得更主动。随着F-35战斗机的列装,美军可以利用它接收信息并向空中作战中心、空中作战指挥官发送信息,这种信息交换优势将形成与防空反导系统协同作战的能力。F-35战斗机的飞行员可以接受更广泛的授权,根据指挥官的意图对任务类型命令更广泛的定义,不仅局限于其具体计划中的作战空间,还可以针对更广泛的目标作战空间与其他平台协同。

美国空军装备更新换代的迫切需求

当前,美国空军有3/4的飞机采用冷战结束前的设计,平均机龄在25年以上。尽管增加服役年限的延寿工作已经展开,但由于不少飞机在阿富汗和伊拉克执行了大量的作战任务,机身寿命消耗严重。目前,美国空军的新机队伍主要由F-35和F-22构成,同三代机相比,这两种飞机的价格非常高。高价导致采购量少,而根据美国空军的推算,每年的采购量已无法跟上老旧战机退役的节奏。进入“亚太再平衡”以来,美军四代机只有130架处于部署状态。如果将这130架战机全部调到欧洲对付俄罗斯,那么就没有四代机在其他地区威慑其他对手了。因此,加速生产并大量列装F-35是美国空军的迫切需求。

第三次抵消战略重要支撑力量

近年来,随着世界政治经济和军事形势的发展,出于维护其霸权地位的需要,美国正在实施“重返亚太”和“再平衡”战略。目前美军正加强在亚太地区的海空力量,视西太平洋为未来战争和冲突的主战场,将“空海一体战”调整为“全球公域介入与机动联合”作战构想。F-35则是实施其中第三次抵消战略重要力量。

进入21世纪,美国认为越来越多的潜在对手具备了以高性能岸基飞机、巡航导弹和弹道导弹、低噪声潜艇、无人机等武器和技术装备为代表的“反介入/区域拒止”能力。美国向对其有重要利益的地区投送力量时会遭遇越来越严峻的挑战。

F-35优越的作战性能无疑非常符合美国当下的政治、经济和军事需要。因此这一先进战斗机将受到越来越多的重视。F-35B战机一旦部署到位,就能够发挥不可替代的作用,成为美国与太平洋盟国之间可互用的空中资产。F-35不仅是一种性能强于AV-8的垂直起降战机,而且还将使小规模海上行动的核心,由造价较为低廉的小型航母担纲。

强化联盟力量

F-35在设计之初,就不为美国独有。F-35“闪电Ⅱ”有“世界战斗机”之称。美军“联合先进攻击技术”战机新理念在X-35上初现时,世界上就有8个国家参与合作,投入经费亦超过了45亿美元,当初预估市场有3500架甚至5000架的需求意向。

而F-35的世界性角色显现后,智力与财力双双没落的欧洲贵族,在既无力单独应对世界乃至地区局势变化,也无力研发新一代装备的情况下,把F-35当成了唯一选择。这种飞机一旦列装,它的存在就会比纸面的法律效应更加强悍。再加上F-35的核心技术不会轻易泄露,联盟内的成员用大把的欧元挣得的只是使用权。要想F-35在未来的作战行动中真正发挥威力,离不开美国的支持。要想在数年后得到F-35的升级和维护,也同样离不开美国。由此可见,掌握F-35知识产权的美国,通过这型战机的出口对其盟国的影响力不言而喻。

F- 35战斗机的未来

特朗普政府订购是必然的

特朗普在竞选时就宣称:美军的武库已经“空虚”,迫切需要更多飞机、舰船、军人和核武器。特朗普胜选后,美国各军种仿佛都看到了机会,纷纷开始渲染假想敌的威胁。特朗普入主白宫后,既要扩大国防开支、依靠军工集团拉动就业,又要最大限度压低军火商武器造价。因此,他与美军火集团的“相爱相杀”剧情还将持续上演。美国军火企业的游说力量早已深入华盛顿的每条街道,它们不会轻易让特朗普省钱。共和党内的保守派同军工企业有千丝万缕的关系,扩大国防开支也是特朗普公开的承诺和理念。美专家普遍估计,特朗普政府每年的军费预算开支将在现有基础上增加500亿至1000亿美元,2017年的军费计划为5830亿美元。其中空军早就“磨刀霍霍”,准备增加预算了。如果特朗普能得到国会拨款,空军计划将编入现役战斗航空队的战机数量由目前的900架增加至1200架。实现这一点,最快捷的方式就是采购新F-35。

F-35降价是必然的

以美国目前的经济形势,想要大幅增加政府预算估计很难。那么行之有效的方法就是“节流”,因此特朗普选择首先对F-35发难就不难理解。特朗普“炮轰”F-35,其实是精明商人“讨价还价”的方法,这是对项目方施加压力的一种手段。据此,洛-马的目标是把F-35的价格再减60%,计划到2019或2020年这段时间,每架战机的价格为8500万美元。

一方面,随着越来越多的F-35被生产出来,科研成本会被更多地分摊掉。据报道,美空军2017财年应该采购43架F-35战斗机,2018财年的采购量应该是60架,而到2020财年之时,采购量会增加到100架,那么降价是必然的。采购F-35不仅仅包括美国的三大军种,还包括其他国家的空军或海军。根据第9批次的小批量生产合同,美国、英国、挪威、意大利、日本和以色列国家将总共采购57架F-35战斗机。其中34架是为美国生产的,另外23架提供给其他几个国家。

这5 7架飞机之中,有4 2架为F-35A战斗机。其中26架提供给美国,16架是给其他国家生产的。其价格为1.021亿美元,同第8批次的售价相比降低了5.5%。而同第一批次的F-35战斗机相比,其价格降低了60%。第9批次战斗机总共生产了13架F-35B战斗机,6架提供给美国海军陆战队,7架为其他国家而生产。该批次F-35B战斗机的单价1.316亿美元,比第8批次降低了1.8%。本批次还会生产2架F-35C战斗机,价格为1.322亿美元,同第8批次相比价格下降了2.5%。原本美国海军在本批次是要购买4架F-35C,但订购数量减半。2019年,F-35战斗机会开始进行全速批量生产,估计到那个时候价格会降至1亿美元以下。届时,F-35A型战斗机的单价是8000万-8500万美元,F-35C战斗机的价格是9600万美元。不过,F-35B战斗机的价格仍然是1.1亿美元。

另一方面,更大批量地生产F-35战斗机也会降低零备件的单位成本,缩减工时。F-35的生产工时要在2020年时减少到35000小时。现在,F-35的生产工时数稍稍超过50000小时。洛-马要想在2020年时将初始低速生产的第13批飞机的单架成本,减少到800万美元,减少生产工时是关键。

在2020和2022年,飞机单位成本有可能还会更低一点。将F-35的成本减少到每架8000万美元就能保证这种四代机的成本与世界上的各种三代机相当。洛-马公司还正在努力降低F-35战斗机的维护时间和成本。因为维护时间占F-35全部使用时间的比例较大,减少维护时间有利于提高F-35的飞行小时数,从而有利于降低平均飞行成本。此外,F-35作为单发战斗机,发动机方面的维护费用也会比F-22低,F-35的每飞行小时成本相对F-22下降20%是完全可以实现的。

各国争相购买是必然的

近来一些F-35的投资国已无法承受逐年增加的经费,开始传出要退出计划的传闻。在计划初期,美国搭配漂亮的想象图做广告,向世人宣告F-35是种“平价隐身战机”。吸引到了大量的合作国。然而“合作国”虽在名义上是“出资共同研发”,实际上只是“出钱换取优先采购。美国也藉由战争经验、演习结果、区域威胁论等各种招数,让许多国家相信F-35对于他们“非要不可”。这与苹果公司在其数码产品的营销策略可谓如出一辙。

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