F-35与美军的未来力量投送

2019-10-07 版权声明 举报文章

编者按:美国防务分析家罗宾・莱尔德(Robbin F. Laird)在美国《联合部队季刊》杂志2012年第三期发表了题为《F-35与美军的未来力量投送》的文章,认为F-35将帮助美国及其盟友重新审视力量投送的概念,使其盟友武库大幅标准化,还能降低美国前沿部队的风险。美国的盟友们在太平洋上使用F-35战斗机将大大提高西方联盟在该地区的实力。

F-35联合攻击战斗机可协助各国武装力量投送部队执行任务,帮助提升力量投送能力,这使其成为未来20年内重塑美国及其盟友军队战力的关键。当前,美国军队的“老态龙钟”及其过去10年的海外战斗经验表明,美国军队需要从根本上进行重建。然而,华盛顿政治圈内部的讨论大都仅将F-35战机当成一款战术机,用于替代美空军、海军和海军陆战队的老款战机。事实上,F-35战机远非一款战术机,而是一种“飞行战斗系统”,它能够使美国及其盟友重新审视力量投送的概念,也使得美军及其盟友能够发挥最大的战斗效能。

美盟军队将使用F-35替代其多款现役战机,并可藉此创造巨大的规模经济效应以节约成本。F-35战机3种型号80%的部件是通用的,可通过使用相同的软件系统和维护设施来节约成本。该型战机最重要的能力之一是与“宙斯盾”系统以及世界范围内美国盟友的其他指挥控制系统实施信息融合与共享。这不仅可提升作战能力,而且能够大大改变美国及其盟军之间的合作方式。

重塑空中作战概念

F-22“猛禽”隐身战斗机已经部署数年之久,其研发历程大大影响了空战理论的发展。F-22先于F-35战机的10年乃至更长时间的部署对F-35战机及其作战概念产生影响深远。F-22的主要作战任务是夺取制空权,次要任务是实施地面防空压制,它能够填补在应对日益致命的移动式防空系统方面,F-117退役和F-35战机还未服役所产生的能力空白。俄制“萨姆-10”和“萨姆-20”防空导弹能够在短时间内装填、机动和重新展开。应对此类防空系统的有效方式是发展快速的机动能力,这意味着未来的攻击机必须能够同时实施目标识别、目标捕获以及攻击任务。第五代战机一项重要技术优势就是其优越的机载设备处理能力,它可使飞行员同时实施以往由多个平台接续开展的多项操作。然而,F-22战机数量有限,未来无论在数量上还是可获得性上,F-35战机都将成为占据主导地位的第五代战机。从深入思考21世纪空中作战的角度出发,F-22与F-35战机实施协同作战对于美军构建力量投送能力来说至关重要,并将在21世纪美国空军发展过程中扮演重要角色。

美国空军是研发F-35战机最大的利益攸关方,对其来说,未来将F-22和F-35战机结合起来使用以创造一种新型空战概念既是机遇也是挑战。例如,F-22和F-35战机将协同作战夺取制空权,为联合力量投送部队、突入敌方领空提供支援。期间,F-22战机主要实施首波攻击,并引导初期的夺取制空权作战;F-35战机为其提供作战支援,利用其隐身性能和能够在分布式网络中进行操作的探测系统提供情报、监视和侦察,压制敌方防空系统以及岸防系统。当战场上最致命的威胁系统遭清除后,第四代战机才会加入战斗,并且通过与第五代战机的态势感知系统实施联网,以提升作战效能,增加生存性。

美国海军陆战队的资深F-22飞行员曾表示,F/A-18或F-16与F-22A之间的不同之处并非飞行员驾驶战机或针对特定目标发起攻击的方式,而在于飞行员如何思考。在F-22上,由于各项数据已经过处理并融合进信息系统,因此飞行员具备极高的态势感知能力,进而能够做出明智决定。换句话说,F-22战机已为F-35战机的未来发展铺平了道路,美国空军整合F-22和F-35战机实施一体化作战有助于在未来十年内为美国及其盟友塑造创新性的作战能力。两款战机是提升联合和联盟部队作战能力全新手段的塑造者。

F-35战机不仅是一款具备隐身性能的武器系统

F-35联合攻击战斗机因其隐身性能著称,但是关于这一特性的争论也颇多,争论常围绕着“是否需要一款高端战机”或“隐身战机是否真正能够隐身”而进行。尽管这非常有趣,但是此类讨论却偏离了正题。对战机而言,隐身性能仅是一个赋能因素,不能够用来下定义。此外,常常会有人用一些过时的航空词汇来描述F-35战机,而这通常会掩盖隐身性能本身的技术进步。美国空军戴维・德普图拉中将(退役)不断提醒空军及其他军种的同事,用战斗机来为F-22和F-35定性其实不太正确。这两款机型能够从事数据处理和决策制定,由此看来其蕴含着跨世代的变化。F-35战机的隐身性能只是现代制造工艺水平提升的结果,而不是刻意增加的,其隐身性能体现在战场上,而不是在工厂或仓库内。

F-35联合攻击战斗机是首款具备360°视野的战机,能够为飞行员提供围绕机身的全景视野,其搭载的光电分布式孔径系统使操作员或飞机编队管理人员能够全方位了解数百千米外的空中态势。传统战机的各个机载系统需要由飞行员去操作,与此不同的是,F-35战机独创了一个“协同工作区”,其中核心作战系统相互作用以达成预期作战效果。例如,电子干扰可由F-35战机的整体系统来完成,而无需由专门的电子战系统去完成。

F-35战机是一种飞行作战系统集合体,360°视野能力和先进作战系统使其拥有比美国历史上F-15、F-18和F-16等战机更加优越的性能。未来,随着世界各国导弹、防空和进攻性空中能力的不断增加,美国及其盟友需要利用F-35战机来共同塑造未来空中作战的发展趋势。过去30年内,美国为传统战机不断增加新的作战子系统,但是在争取印度的战斗机订单时,这些经过最新改进的传统战机却败给了更加先进的欧洲“台风”和“阵风”战斗机。

F-35战机的研发建立在允许各作战系统相互作用的基础之上。各作战系统共同构成一个“作战系统体系”,由机载电脑统一管理。换句话说,F-35核心作战系统间彼此互动,提供一种协同作战能力。F-35战机各作战系统间通过以高速光纤系统为基础的高速数据总线相连接,而传统战机各系统间通过拨号调制解调器连接。新的数据总线和高速宽带连接为F-35战机一体化数据共享环境奠定了基础。虽然传统飞机拥有类似的子系统,但是其一体化程度远不及F-35。共同构成“作战系统体系”的核心作战系统主要包括通信、导航与识别系统、有源电子扫描阵列雷达、光电分布式孔径系统、电光瞄准系统和电子战系统等。

审视F-35战机各作战系统交叉功能的一种方式就是想想传统战机叠加性系统的功能局限性。为一架传统战机增加一种系统是为了使飞行员能够执行某项任务,而驾驶搭载互动式系统的F-35战机的飞行员执行某项任务时则无需考虑哪个系统能够履行该使命。例如,执行电子战任务时,飞行员将使用电光瞄准系统、电子战系统或有源电子扫描阵雷达,但是F-35战机飞行员无需考虑这些,其作战系统间的相互作用将为执行电子战任务提供新的选择方案和可能性。此外,F-35的作战系统以具备芯片替换功能的可升级式计算机为基础,在计算能力上可实现更新换代。

F-35战机具有类似于智能手机的灵活架构。设计之初,F-35即被确定为能够利用大量“应用工具”,因此其作战系统具备了开放式、可不断增长的能力。从数学的角度分析,F-35战机能够实施战场“分析”,尤其在一支联合部队执行分布式作战行动的情况下。相较于传统战机,F-35战机有助于创造一个更加完备的作战环境和指挥控制体系,而这一变化也需要飞行员去重新思考空中作战的方式。F-35的优越性能及其飞行员的重新思考将带来一场以“信息轴”(或称为“Z轴”)为代表的作战革命。

围绕Z轴的战争:打造一种新型飞行员文化

F-35战机的设计特色包括经过提升的航程、载荷、机动性和飞行速度,以及包括冗余度、机身加固和隐身等因素在内的生存性指数。其中,隐身常被视为第五代战机性能提升的一大特点。然而,认为F-35战机仅仅在线性的X轴和Y轴上或在隐身方面得到了性能提升是不对的。F-35战机考虑到一种革命性的三维态势感知能力,这一能力为战术战斗机设计引入了一个可在Z轴上度量的新维度。传统上,在二维描述中,X轴代表时间,Y轴代表性能,二者是飞机划代的标准。事实上,航空设计领域内各种改进和技术进步促使飞机性能朝着一个线性的方向发展。与传统战机或第四代战斗机相比,F-35战机在性能方面不仅是线性的提升。当我们考虑作战环境中的信息因素及其获取、融合、展示和应用的速度,那些具备先进决策能力的战机将拥有明显的优势。

Z轴并不是一个新概念,其源自于美国陆军上校约翰・包以德著名的包以德循环(观察、调整、决策和行动)理论。当前,战机设计领域信息因素非常重要,它迫使我们根据Z轴来衡量一个武器系统的价值。包以德循环的能力以一名飞行员从一体化指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察系统获得信息及其随后的决策(C4ISR-D)和行动来衡量。根据包以德的理论,能否在空战或其他战斗中取得胜利取决于战斗人员做出决定的速度和准确度。飞行员从战机信息系统获得的支援越充足,战斗结果越好,优势属于获得较好信息支援的那一方。飞行员充分了解信息优势的重要性,但是根据C4ISR-D设计的第五代战机也需要飞行员处理情况的能力得到相应的提升。

此外,如今改进传感器、提升系统能力和机载武器性能的工业学习曲线可能比建造全型号的曲线更加平坦,这也许是美国工业兴起的一种新方式。美国的兵工厂正从一条条工业生产线向一个个干净的房间和计算机实验室转变,而后者是美国竞争优势的关键塑造者。有关Z轴的发展动向体现了上述转变。一段时间内,美空军F-22战机飞行员已体验了这一变革,他们从中获得的经验已被纳入F-35飞行员的训练之中。通过学习F-22战机以及其他传统机型的经验,美海军陆战队认识到由于围绕Z轴工作方式的存在,一种新的飞行员文化将会出现。美海军陆战队第2飞行联队司令乔恩・戴维斯上将强调三种飞行员文化正融合成一种新型文化。戴维斯上将将其与飞机的世代更替相关联:“我认为,F-35B型机将为陆战队飞行员提供一种融合‘鹞’(AV-8B)式、‘大黄蜂’(F/A-18)和‘徘徊者’(EA-6B)文化的机会,将为海军陆战队飞行界创造创新型发展机遇。上述三种战机解决问题的方法稍有差别,但我们会将三种战机进行融合。之后,你们可获得‘鹞’式战机的远征基地式能力,‘徘徊者’的电子战、电子干扰和通信能力,以及‘大黄蜂’的多用途特性。”

当前,美海军陆战队第1航空武器和战术中队正在发展这一新型飞行员文化。该中队的飞行员和教练员正在考虑V-22和F-35战机对战术和训练领域新变化的影响。该中队课程非常陈旧,其正在调整课程以适应V-22正带来的以及F-35战机预计将带来的影响。该中队积极与多家卓越中心就如何推动F-35战机的转型进行互动,主要包括内利斯空军基地、埃格林空军基地、帕图森特河海军航空站的海军试验中心以及英国。事实上,拥有通用型战机的优势在于可以为跨军种训练的发展和作战概念的演变做准备,该中队在制定《陆战队F-35B型机训练与戒备手册》时借鉴了空军训练作战飞行员驾驶F-16战机的方式,这是军种联合解决方案的一个绝佳例证。该中队如何应对未来挑战的方式至关重要,一种新出现的方法是先确定某项职能,然后围绕着该职能重新设计课程。例如,F-35战机360°全景态势感知C4ISR-D座舱的固有能力可能成为MV-22“鱼鹰”战机和直升机界战术部署的一种力量倍增器。

“北方利刃・2011”演习

F-35战机可被视为一款能够在360°全景视野范围内操作和管理战场空间、作战半径超过1287千米的飞机。在“北方利刃・2011”联合演习期间,F-35战机的雷达与光电分布式孔径系统接受了作战试验。根据演习结论评估,军事领导者和项目管理者在现在或不久的将来应该能够就F-35战机项目的未来发展方向做出决定。在“北方利刃・2009”和“北方利刃・2011”演习中,空中作战的基线被重新设定,根据新标准,传统飞机与新型作战飞机相比,其局限性暴露无遗。该演习验证了在实战中美国及其盟友的战术空战机群有能力向每一位飞行员提供完整的近实时的态势感知。在严酷的电子干扰作战环境中,F-35的机载雷达和光电分布式孔径系统使其免受干扰之苦,为美军重新思索空战方式开创了一个新纪元。

一位F-35联合项目的官员认为,该项目涉及的不仅是在复杂电子战环境中夺取制空权的能力,而且事关空中力量为海上作战提供支援的能力。该官员表示,2012年诺斯罗普・格鲁曼公司的一次飞行试验为观察F-35战机在多重复杂电子战环境下的性能提供了一次机遇。此次试验中,诺・格公司的BAC1-11测试飞机上搭载了AN/APG-81有源电子扫描阵雷达和AN/AAQ-37光电分布式孔径系统。其中,AN/AAQ-37光电分布式孔径系统在其首次测试中展示了全方位的态势感知和目标追踪能力。光电分布式孔径系统的设计目标是能够在各个方向上同时追踪多架飞机目标,这在空战环境中是史无前例的。AN/APG-81有源电子扫描阵雷达在试验中除展示强大的电子防护和电子攻击能力以及通过数据链连接提示传统战斗机的态势感知外,还为水面舰船搜索了阿拉斯加湾16万平方千米的作战区域,并且在最短的时间内探测和追踪目标。

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