东大“六代机”飞了,美帝的“六代机”现在怎么样了?

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■美国NGAD六代机想象图

近期,东大两款“六代机”试飞引爆世界网络。而海的对面,美帝“六代机”现在又是个啥情况?实际上,六代机的概念最早是美国人提出并开发验证的,但现在美国空军坚持的第六代“下一代空中主宰” (NGAD) 载人“战斗机”计划却正在接受深入审查,在特朗普即将提名新政府空军部长之际,美空军12月5日宣布,将把其六代机NGAD的决策推迟到特朗普上台后。最近科技巨头埃隆·马斯克,就美空军F-35战斗机项目那是一顿猛批,希望有人机被无人机所取代,这可把NGAD架在火上烤了,要知道,NGAD可能是最后一代集成有人驾驶的六代机了,现在它就站在命运的十字路口,它到底该往哪儿走呢?特朗普会不会一狠心就让NGAD下马?

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■东大三发版六代机想象图

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■珠海航展展示东大六代机概念图

一、美六代机NGAD是怎么回事?

美空军在F-22F-35这些五代机陆续服役后,就开始琢磨发展下一代战斗机了,于是“下一代空中主宰”NGAD项目就这么诞生了,其旨在打造未来强穿透、远航程、大载弹量的制空装备体系。2010年,美空军发布下一代战斗机发展的信息征询书。2014年,美国国防部高级研究计划局提出“空中优势倡议”研究,2015财年,美空军首次编列“下一代空中主宰”项目预算,标志着项目正式进入采办阶段。2015至2016年间,美空军围绕2030年代空中优势需求开展概念设计,确定了“系统簇”发展路线,为整个项目打下了基础。2020年9月,美国空军成功试飞了全尺寸演示验证原型机,项目进入了技术验证阶段,2022年6月,美国空军宣布项目进入工程与制造开发阶段。项目的目标就是要在2030年代搞出一款比五代机还要先进的新型跨代战斗机,以应对不断变化的全球军事态势和潜在对手的挑战,维持其空中力量的领先地位。

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■NGAD情况介绍图

NGAD计划玩的是“系统簇”理念,目的是构建有人机与无人机协同作战体系,其核心包括具有高隐身性、强机动性的载人战斗机,以及承担侦察、打击、干扰等任务的无人僚机“合作式协同作战飞机”(CCA)。其中载人战斗机高度和速度可能与F-22相当,尺寸或看齐B-21隐身战略轰炸机,可携带更多燃料和武器,包括远近搭配的空空导弹、吸气式高超声速对地/对空导弹等,以满足远距离“穿透式”作战需求。此外,还可搭载定向能武器、先进传感器、电子战吊舱等设备,并采用新的隐身涂层等技术降低可探测性,兼具制空、对面打击以及压制/摧毁敌方防空系统等多种能力。无人僚机CCA是NGAD项目中不可或缺的重要组成部分,将与载人战斗机搭配作战,承担情报/侦察/监视/目标获取/瞄准、火力打击、电子攻击/干扰护航等任务,能够搭载AIM-120、AIM-260及其他远程弹药,成为消灭目标的射手,并且可由载人飞机飞行员操纵,与CCA项目相互配合。NGAD的动力由下一代自适应推进计划(NGAP)提供支持,发动机具备自适应能力,可增强航程与能源供应。NGAD还配备先进传感器和高速稳定的数据链通信系统,保障对战场的全方位感知与实时信息共享,助力作战决策,旨在构建强大的未来空中优势体系。

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■NGAD“系统簇”以构建有人机与无人机协同作战体系

当前NGAD 计划面临的主要问题和矛盾十分突出,导致空军紧急叫停项目并重新对其进行审查评估。一是项目超支越来越严重,导致现阶段单价越来越攀升,这其实也和后面讲到的第三点有关——作战需求变来变去,导致单价水涨船高。二是技术风险挑战严峻。要达到那么高的性能指标,可不是那么容易的事儿,里面有好多技术难题。比如说新型自适应变循环发动机研发起来困难重重,全向全频谱隐身技术实现起来也很复杂,还要集成激光等定向能武器。这些技术难题要是解决不好,项目进度就得延迟,成本还得增加,甚至飞机的性能都得受影响。三是作战需求不确定。美国人认为潜在对手的能力一直在提升,作战环境也在不停地变化,特别是东亚等国家军事技术方面的进步,令美军对 NGAD 的作战需求也跟着变来变去。这项目刚启动的时候想的挺好,可后来威胁认知变了,作战概念也跟着改,这就导致飞机的设计、性能指标、武器装备这些方面都得不停地修改,进一步增加了项目的不确定性。当然还有其他因素的影响,比如俄乌战争带来的无人机技术迅猛发展,直接让美国新一届政府高级咨询机构——效率部部长埃隆・马斯克对F-35战斗机项目提出了尖锐批评,认为F-35是“狗屎设计”制造有人驾驶战斗机是“傻子”行为,并认为无人机崛起将改变战争格局,传统有人机或被淘汰。此次批评再一次将已按下暂停键的NGAD项目推上了“风口浪尖”,让美国军方和国防工业巨头狠狠捏了一把汗。

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■埃隆马斯克对F-35提出尖锐批评

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■NGAD采用的变循环自适应发动机,这是保证其续航性能和高速飞行的核心,技术研发难度大、成本高

二、美六代机NGAD会不会下马?

前面说了那么多,那么NGAD到底会不会下马?我的看法是特朗普上台后不太可能让其下马。主要原因如下:

首先发展NGAD是美军战略上的刚性需要。美国认定如今是大国竞争时代,印太战区是冲突的最前沿,特别是一、二岛链地区面临着超级严峻的挑战。他们认为东大的A2/AD(反介入/区域拒止)网络已经具备威胁其二岛链甚至三岛链的能力,必须主宰这一区域的绝对控制权,美军提出了穿透式打击、“马赛克”分布式作战等概念,就是想凭借NGAD超越以往战斗机的远航久航能力、多武器/高密度挂载带来的高杀伤力、超声速无尾布局带来的全向极低隐身等系列能力突入高烈度对抗的“反介入/区域拒止”环境,与B-21轰炸机和无人机协同穿透东大的防御体系,借助以其技术优势消灭对手的空中力量,彻底摧毁A2/AD体系,为后续军事打击开辟进攻通道,因此NGAD对美国是军事战略上的刚性需求,根本不可能下马。

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■美军认为面对大国竞争确保太平洋地区的主宰权必须突破拒止环境,B-21和NGAD的组合是穿透打击的理想武器

其次发展NGAD是装备升级换代的必然需求。美国为了保持空中主宰优势,始终将获取跨代优势奉为圭臬,不停地更新战斗机技术。现在五代机技术都慢慢扩散传开了,东大、俄、韩、日、土耳其等好多国家都能研制和生产五代机,这让美国技术上的优势受到严重挑战,加之东大六代机首飞成功的消息,将进一步刺激其加快发展NGAD。发展NGAD是美国保持装备技术优势、巩固军事领先地位的关键一招。NGAD 项目若下马,美国在未来空战中的技术优势将大打折扣。F-22 等现役五代机逐渐老化,而F-35在某些性能上与NGAD预期性能存在差距,这可能导致美国会丧失空中优势,这对美国来说是不可接受的。

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■随着五代机技术的扩散,美国的战斗机技术优势正在衰弱

最后解决NGAD当前的矛盾问题是有措施办法的。NGAD成本超支问题十分严重,可以优化项目管理,通过调整技术指标,缩减成本设计,多采用成熟技术等手段,按照螺旋式迭代思路解决,通过发展中等规模能力的有人驾驶平台及更多CCA,就能在保证作战性能的前提下,把成本和性能平衡好。另外,AI和CCA这些新兴颠覆性技术能够有效赋能NGAD项目,将有人机上过多的功能分解到无人机上来,能极大降低有人机的研制难度。特别是AI技术能让战斗机的态势感知、决策能力和自主作战水平提高一大截,在复杂的战场上能更快地做出反应。CCA和有人机组队协同技术能够增加弹夹深度提升火力,扩大侦察监视范围提升感知,增强信息作战水平提升优势,任务灵活性和整体战斗力都增强了。靠着这些新技术,可以重新优化“系统簇”架构,降低NGAD系统规模,有效平衡性能和成本。

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■CCA是NGAD发展的必然,将极大压缩成本,颠覆空战

三、美六代机NGAD将走向何方?

NGAD既然被取消的可能性不大,那么未来就很可能会在多方面进行调整优化,以更好满足需求。那么重新审查后的NGAD将变成什么样子?我们可以根据美国的国情、军事战略和作战需求等情况进行分析预测,可以确定的是NGAD必然要进行改变,但其作战定位和核心功能将保持基本不变。当前NGAD研发成本过高、作战需求反复、部分功能性能指标过高、采用的许多新技术过于超前,已经严重影响其后续的开发部署,这是其必然要进行改变的根本原因,调整后的NGAD应该会更加突出成本控制,聚焦核心作战能力。

一是在经济条件限制下,成本与规模必须进行取舍。根据美空军相对稳定增长的预算费用规模,NGAD项目的整体预算预计不会变化,必须要大幅压减约3亿美元的单机成本,采用缩减成本设计,对有人机平台能力进行优化取舍并增加更多数量的CCA。有人机平台应当聚焦F-35等现役五代战斗机无法实现的高威胁、远程空中优势需求,通过取消过于超前的能力降低研制风险,降级NGAD有人平台的部分信息感知和作战能力、减少武器燃油携带量,并将其分散到相对低成本CCA平台上,以维持“系统簇”的体系作战能力。

二是在对手威胁持续增长的背景下,将更加聚焦新型作战概念,突出核心作战能力。美国将东大视为“唯一有能力”的竞争对手。先后出台“联合全域作战”“马赛克战”“分布式杀伤”“敏捷战斗部署”等一系列概念,意图对对手进行模式塑造,让对手按照美军的战争设计以对美军有利的方式进行作战,形成路径依赖,陷入美军构设的两难境地。NGAD就是一系列作战概念催生的结果,千变万变,匹配作战概念满足作战需求的这个根本是不会改变的,它必须适应西太平洋地区所谓区域拒止环境和分布式敏捷作战的要求,实现功能任务的分散化、可替代化,形成可分可聚、攻防一体的作战体系,能够通过任务式指挥和“敏捷战斗部署”实现兵力前推、隐身穿透、快打快撤。

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■马赛克战作战概念架构示意图

三是在“变与不变”基本逻辑框架下,功能性能将进行优化组合。为平衡成本和功能,应对威胁,可以预见的是NGAD将是一型注重隐身穿透、分布式协同、持久存在、多域作战的六代机。首先在隐身能力上将追求极致的全频谱、全方向的高隐身性能,相较于传统五代机在隐身指标上至少提升一个数量级10dB以上,频段覆盖全频谱,4π空间无明显隐身“死角”,这是确保隐身穿透作战的首要要求。预计其外形将采用超音速飞翼式无尾布局,使用新一代的隐身涂料。

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■五代机F-35并不是全向隐身的,头部±30°左右的RCS最小,侧向最差,六代机追求全向全谱高隐身性能

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■从雷达方程知,雷达发现目标的距离与该目标的RCS的四次方根成正比。若飞机的RCS减小一个数量级(1/10),则雷达探测距离相应降低为原来的56%,即减少了44%。

其次在平台飞行性能上将更加突出久航性和高速性。美军为遏制东大,在加强前沿力量,锁紧一岛链的基础上,强化对二、三岛链空军力量的分布式敏捷部署,将突出以迪戈加西亚、澳大利亚、关岛甚至夏威夷等区域为战略支撑点部署NGAD和B-21,这些支点距离东大沿海边缘线非常遥远,需要NGAD必须要具备至少3000km左右的作战半径、良好的加速性能和大的弹夹深度,这些需求将造成NGAD有人平台体量暴增,成本极剧攀升,可以预测为控制成本其可能严格控制机体大小,减少有人平台有效载荷及燃油携带量。为增加弹夹深度,标准武器的运载更多地要靠CCA了,这样就能把执行任务需要的NGAD飞机尺寸控制在合理的范围内。为满足续航性能一方面继续渐进发展自适应变循环发动机,另一方面发展NGAS(下一代隐身空中加油系统)或类似于MQ-25隐身加油无人机伴随有人驾驶平台远程作战。隐形加油机可以在有争议空域的边缘工作,这样就能弥补NGAD因为燃油减少导致的作战半径不足的问题。

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■迪戈加西亚、澳大利亚、关岛、夏威夷等战略支撑点基地布局图,距离遥远,分布分散,要求NGAD必须具备超远作战半径、久航高速性能

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■为增加弹夹深度,标准武器的运载更多地要靠CCA,图为承担武器库功能的隐身CCA无人机想象图

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■美海军的MQ-25“黄貂鱼”隐身无人加油机正在为F-35C加油

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■隐形加油机可以在有争议空域的边缘工作,这样就能弥补NGAD因为燃油减少导致的作战半径不足的问题

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■隐形加油机概念图,正在为F-35提供隐蔽加油服务

另外NGAD将向极度去中心化方向发展,强化有人/无人协同的分布式装备架构。其将对系统功能进行分布式配置,其中载人的 NGAD 组件是整个系统的核心,它和CCA无人机、新型武器、通信架构、传感器、发动机这些东西一起,组成下一代战术空战技术生态系统。关键的功能不会都集中在一个平台上,而是分布在好多平台。比如说雷达、红外搜索与跟踪系统、电子支援措施及电子战能力,这些都可以分散到模块化的CCA和其他平台上,然后通过实时数据链接起来。这样就不会太依赖单个平台的功能,整个系统的韧性就提高了。

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■NGAD将向极度去中心化方向发展,强化有人/无人协同的分布式装备架构

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■通用原子发布4种新无人机概念,共享相同的核心模块,分别侧重远程打击、空战、假想敌训练、侦察等任务,体现了CCA的一种实现途径

此外,NGAD将深化AI赋能作战体系以实现新的能力涌现。AI将赋予NGAD更为强大的智能自主作战决策能力。它能够在复杂多变的战场环境中,快速分析海量的战场数据,自主判断威胁等级,制定最优的作战策略,并在飞行员授权或特殊情况下自主执行作战任务。AI也将增强NGAD人机协同的智能交互体验,使飞行员与飞机的人工智能系统能够实现高效、默契的配合。

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■AI将赋予NGAD更为强大的智能自主作战决策能力

最后NGAD可能放弃技术风险过高的突破性能力。比如说激光武器。激光武器装在飞机上可不容易,重量、体积、复杂性、发电和热管理这些方面都有很大的问题。另外在机动性方面的性能要求可能会被放宽,比如不要求一直能超音速巡航,也不要求能飞到超高空,这样就能降低材料和开发成本以及NGAP的研制风险,虽然性能会下降一点,但是技术更加成熟可靠,极大的节约成本。

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■为压缩成本,降低风险,满足新的作战需求,NGAD重新评估后将形成一款有人驾驶平台+三型无人机平台所谓的“1+3”构型(分别负责隐身加油、传感器信息战以及武器库等职能)

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■特朗普上台后NGAD大概率不会被砍掉,受东大六代机首飞的刺激,其恢复开发后势必加速研发。

美国NGAD项目处于关键的十字路口,其发展走向充满变数与挑战。尽管面临诸多困境,但它依然承载着美国空军对于未来空中优势的深切期望与战略诉求。在全球军事航空技术飞速发展的浪潮中,NGAD的每一步调整与变革都将引发广泛的关注与深刻的思考。按下“暂停”键的NGAD,对它来说未必就是一件坏事。