美國空軍戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展趨勢

季自力 王文華

美國空軍戰(zhàn)斗機(jī)未來的發(fā)展，重點是提高全高度、全空候、全方位空戰(zhàn)能力，改善機(jī)載設(shè)備和電子設(shè)備，加快發(fā)展無人作戰(zhàn)飛機(jī)，推進(jìn)作戰(zhàn)平臺的互融互聯(lián)互通，提高武器系統(tǒng)的智能化和自主化水平。

具備全高度、全空候、全方位空戰(zhàn)能力

從二戰(zhàn)后到現(xiàn)在，第一代、二代、三代、四代、五代戰(zhàn)斗機(jī)中，美國空軍戰(zhàn)斗機(jī)都是當(dāng)之無愧的王者，尤其第五代戰(zhàn)斗機(jī)F-22、F-35遙遙領(lǐng)先任何國家。目前美國正在研制、裝備第六代戰(zhàn)斗機(jī)，到2020年前后新一代戰(zhàn)斗機(jī)將初步形成作戰(zhàn)能力。新一代作戰(zhàn)飛機(jī)具有全高度、全天候、全方位空戰(zhàn)能力，隱形、短距起降、融合保障等新技術(shù)得到全面應(yīng)用，既可在高空超音速飛行，又能在中低空進(jìn)行亞、跨、超音速飛行，具備全高度作戰(zhàn)能力；超視距/視距全向攻擊武器的裝備，使其具有全向作戰(zhàn)能力；全面應(yīng)用低可偵測性技術(shù)并具備高機(jī)動性、先進(jìn)航電系統(tǒng)、高度集成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具備優(yōu)異的戰(zhàn)場狀況感知能力以及信息融合能力；強(qiáng)調(diào)高機(jī)動性、高加速性，強(qiáng)調(diào)全環(huán)境、全方向和超視距作戰(zhàn)能力，強(qiáng)調(diào)攻擊能力、突防能力、殺傷威力和生存能力，采用更先進(jìn)的隱形技術(shù)、復(fù)合材料和以智能操縱為核心的自主控制技術(shù)，裝載先進(jìn)的火探系統(tǒng)，采用微電子技術(shù)和微處理技術(shù)以及短距起降技術(shù)。F-22、F-35戰(zhàn)機(jī)屬于美國空軍的第五代戰(zhàn)斗機(jī)，未來將成為美國最主要的戰(zhàn)斗機(jī)。

美國空軍正在尋求通過FX計劃進(jìn)行第六代戰(zhàn)斗機(jī)開發(fā)，目前已經(jīng)進(jìn)入方案設(shè)計階段，第一架第六代戰(zhàn)斗機(jī)預(yù)計在2025年—2030年研制試驗成功。與第五代戰(zhàn)斗機(jī)相比，第六代戰(zhàn)斗機(jī)通過航空發(fā)動機(jī)的機(jī)動性以及全翼身融合和大升阻比設(shè)計，使飛機(jī)在各種高度和姿態(tài)下的機(jī)動性和隱身性都得到了很好的兼顧。第五代戰(zhàn)斗機(jī)是基于信息系統(tǒng)，而第六代戰(zhàn)斗機(jī)是基于互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)真正意義上的陸、海、空、天、電、網(wǎng)一體化和基于物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通互操作。美國空軍擬開發(fā)的第六代戰(zhàn)斗機(jī)，將大大超過第五代隱形能力和超音速巡航能力，配備主動式防御系統(tǒng)，如小型激光或投射攔截彈，采用有源相控陣列雷達(dá)，配備高智能感知電腦，能夠連結(jié)衛(wèi)星和大量僚機(jī)、地面戰(zhàn)場系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)，具有控制多架無人機(jī)的空中小型指揮部能力，能夠在反介入/區(qū)域封鎖環(huán)境運行。第六代戰(zhàn)斗機(jī)將使用先進(jìn)的發(fā)動機(jī)，如自適應(yīng)通用發(fā)動機(jī)技術(shù)，以允許更長的范圍和更高的性能。

美國空軍已經(jīng)啟動2030年戰(zhàn)斗機(jī)項目，即“穿透制空”（PCA）項目。PCA是基于網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、新型傳感器和組織架構(gòu)而形成的新系統(tǒng)或者能力。在F-22已經(jīng)停產(chǎn)并拆除生產(chǎn)線、F-35作戰(zhàn)能力不足的背景下，美國空軍對PCA的要求是彌補(bǔ)2030年之前作戰(zhàn)能力不足的問題。未來一段時期之內(nèi)，美國空軍可能會利用前期獲得的技術(shù)成果，對目前的戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行升級，同時驗證未來戰(zhàn)斗機(jī)所需要的技術(shù)，包括對F-35進(jìn)行改進(jìn)，用自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機(jī)替代現(xiàn)有的渦扇發(fā)動機(jī)，從而擴(kuò)大F-35的飛行包線，提高飛行和機(jī)動性能。

美國空軍還將自主學(xué)習(xí)和智能處理技術(shù)注入武器裝備平臺，啟動“量子計劃”，通過算法將人工智能融入作戰(zhàn)計劃、規(guī)劃和執(zhí)行流程中。具備指揮高效化、打擊精確化、操作自動化和行為智能化的武器平臺，將為美國空軍在未來戰(zhàn)場上貢獻(xiàn)獨特的“機(jī)器智慧與力量”。通過開發(fā)神經(jīng)技術(shù)、拓展腦機(jī)接口應(yīng)用，在作戰(zhàn)平臺上建立人工智能系統(tǒng)和作戰(zhàn)人員之間的心靈感應(yīng)鏈接，使作戰(zhàn)人員能夠與系統(tǒng)進(jìn)行思想交互。阿帕奇攻擊直升機(jī)在進(jìn)行數(shù)字化改造后，不僅能夠自動提供戰(zhàn)地圖像，還能實現(xiàn)對1000個偵察目標(biāo)進(jìn)行自動分類，并按威脅程度大小選擇優(yōu)先打擊目標(biāo)。美國空軍的Skyborg項目旨在開發(fā)一種集成在無人機(jī)上的試驗平臺，用于支撐基于人工智能的輔助決策、自主駕駛等功能的核心程序開發(fā)，該核心程序的最終是部署于有人機(jī)或無人機(jī)上，實現(xiàn)“虛擬副駕駛”和“自主無人作戰(zhàn)飛機(jī)”能力。

提升機(jī)載武器智能化、自動化水平

美國正在研制并裝備部隊的新一代戰(zhàn)斗機(jī)和新改進(jìn)的第三代、第四代戰(zhàn)斗機(jī)，將裝備射程更遠(yuǎn)、精度更高、智能化程度更高、具有全向攻擊能力的新一代機(jī)載武器，掛載先進(jìn)的近距空空導(dǎo)彈、中距空空導(dǎo)彈和遠(yuǎn)距攔截導(dǎo)彈。空地導(dǎo)彈采用無線電指令、雷達(dá)、紅外、電視等制導(dǎo)方式，并嵌入人工智能芯片，命中精度大大提高。地空導(dǎo)彈向智能化、多用途、多目標(biāo)、抗飽和、抗干擾方向發(fā)展。美國空軍地空導(dǎo)彈的主力裝備仍是20世紀(jì)90年代末開始服役的地空導(dǎo)彈，新一代地空導(dǎo)彈將逐步裝備部隊，初步形成作戰(zhàn)能力。低空減速炸彈和精確制導(dǎo)炸彈將廣泛裝備使用，集束炸彈、反艦導(dǎo)彈、滑翔制導(dǎo)炸彈、燃料空氣炸彈等將進(jìn)一步加快發(fā)展速度。隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，航空炸彈的發(fā)展有了新的飛躍，由普通裝藥發(fā)展成核裝藥，向非常規(guī)方向發(fā)展。

美國空軍正加快發(fā)展智能化精確打擊武器，給精確制導(dǎo)彈藥植入人工智能芯片、加上“智能大腦”，通過與戰(zhàn)場態(tài)勢感知系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)的互聯(lián)互通，自主機(jī)動規(guī)避、自動識別定位、自動鎖定目標(biāo)，使彈藥變得更“聰明”、靈敏、迅速，極大提升打擊精度、速度和毀傷能力。美國空軍裝備的JDAM“聯(lián)合直接攻擊彈藥”采用了更為先進(jìn)的制導(dǎo)方式：慣性制導(dǎo)+GPS全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星制導(dǎo)。海灣戰(zhàn)爭時期的“聯(lián)合直接攻擊彈藥”只能在起飛前加注目標(biāo)數(shù)據(jù)，而在伊拉克戰(zhàn)爭中，其接收器能夠接收導(dǎo)航衛(wèi)星傳來的目標(biāo)數(shù)據(jù)，可以隨時改變攻擊目標(biāo)實施摧毀打擊，智能化水平顯著提升。遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈覆蓋水面艦艇的常見交戰(zhàn)距離，在自主感知威脅、自主在線航跡規(guī)劃、多彈協(xié)同、目標(biāo)價值等級劃分、目標(biāo)識別等方面的智能化水平極高，將成為美國空軍推行分布式殺傷概念的核心裝備，空射版于2018年列裝美空軍第28轟炸機(jī)聯(lián)隊。

F-35戰(zhàn)機(jī)屬于美國空軍的第五代戰(zhàn)斗機(jī)

美國空軍認(rèn)為波音767-400增程型飛機(jī)可作為MC2A的載機(jī)

美國空軍的機(jī)載微型空空導(dǎo)彈已經(jīng)初具雛形。美國空軍研究實驗室已經(jīng)開始進(jìn)行適掛于下一代先進(jìn)噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的微型空空導(dǎo)彈的先期研究，目標(biāo)是增加現(xiàn)有作戰(zhàn)飛機(jī)特別是隱身飛機(jī)的載彈量，在不影響戰(zhàn)機(jī)隱身能力的前提下，空射武器小型化既能增加武器攜帶數(shù)量，又不會對載機(jī)平臺的有效載荷提出新的要求。該項目重點對超敏捷彈體、寬視場成像導(dǎo)引頭、高效推進(jìn)系統(tǒng)以及一體化抗干擾引信等技術(shù)展開研究，謀求以合理的價格提供高殺傷力的微型空空導(dǎo)彈，大幅提升戰(zhàn)機(jī)攜彈量以實現(xiàn)空中優(yōu)勢。美國空軍研究實驗室將會加大在機(jī)載激光武器方面的研制，以便能夠在2021年后開始測試機(jī)載激光武器，在微型空空導(dǎo)彈項目進(jìn)入服役時可以提供實用的機(jī)載激光武器。

目前美國空軍的機(jī)載探測設(shè)備以雷達(dá)為主，輔以紅外、激光、電視制導(dǎo)、頭盔瞄準(zhǔn)—指令制導(dǎo)及捷聯(lián)式慣性制導(dǎo)等方式，從而適應(yīng)多種武器需要，具備多目標(biāo)跟蹤能力和全天候能力。未來機(jī)載電子設(shè)備向綜合化、自主化、智能化方向發(fā)展。作戰(zhàn)飛機(jī)普遍裝設(shè)數(shù)字式數(shù)據(jù)總線、綜合座艙顯示設(shè)備、聲音控制設(shè)備、多功能脈沖多普勒火控雷達(dá)、激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)、綜合電子對抗設(shè)備、自動檢測設(shè)備等。美國空軍對E-2C機(jī)載預(yù)警和控制系統(tǒng)（AWACS）以及E-8C聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)（J-STARS）在戰(zhàn)場上表現(xiàn)出的指揮控制性能非常滿意，為保持這種絕對優(yōu)勢，美國空軍正在發(fā)展下一代系統(tǒng)，即多傳感器的指揮和控制飛機(jī)（MC2A）。美國空軍希望將AWACS和J-STARS的空中和地面監(jiān)視、戰(zhàn)場管理、指揮和控制、目標(biāo)瞄準(zhǔn)能力綜合到同一架或幾架波音767MC2A飛機(jī)上。在分析了多個制造商生產(chǎn)的多種飛機(jī)之后，美國空軍認(rèn)為波音767-400增程型飛機(jī)能滿足動力、空間、航程和載荷量要求，可作為MC2A的載機(jī)。

無人作戰(zhàn)飛機(jī)將成為美國空軍的主要作戰(zhàn)力量

一般認(rèn)為，從第五代戰(zhàn)斗機(jī)開始，戰(zhàn)斗機(jī)將會出現(xiàn)有人作戰(zhàn)飛機(jī)和無人機(jī)作戰(zhàn)并存的局面，無人作戰(zhàn)飛機(jī)從空地攻擊向空戰(zhàn)邁進(jìn)。無人作戰(zhàn)飛機(jī)在進(jìn)行空戰(zhàn)機(jī)動的時候不受人類生理的限制，可以進(jìn)行更大范圍的機(jī)動，加上沒有座艙、儀表及飛行員保障系統(tǒng)，在同樣條件空重低于有人戰(zhàn)斗機(jī)，在空戰(zhàn)特別是格斗空戰(zhàn)方面性能更加突出。隨著“人-機(jī)”結(jié)合程度的持續(xù)加深，無人與有人、無人與無人間的協(xié)同作戰(zhàn)將成為重要形式，人與機(jī)器的“共生混合”和機(jī)器之間“自主適應(yīng)”將成為戰(zhàn)場力量編組的新形態(tài)。無人作戰(zhàn)飛機(jī)在戰(zhàn)場上擔(dān)負(fù)戰(zhàn)場偵察、跟蹤監(jiān)視、目標(biāo)指示、通信中繼對敵進(jìn)行火力攻擊等任務(wù)，成為美國空軍實施作戰(zhàn)行動不可或缺的組成部分。

2016年5月美國空軍正式提出《2016年—2036年小型無人機(jī)系統(tǒng)飛行規(guī)劃》，希望構(gòu)建橫跨航空、太空、網(wǎng)空三大作戰(zhàn)疆域的小型無人機(jī)系統(tǒng)，并在2036年實現(xiàn)無人機(jī)系統(tǒng)集群作戰(zhàn)。美國空軍頒布面向2035 年的《無人系統(tǒng)地平線》技術(shù)評估和預(yù)測報告認(rèn)為，未來各類無人系統(tǒng)與作戰(zhàn)平臺的自動化、自主性和遠(yuǎn)程遙控性能將不斷取得突破。

美國空軍加緊推進(jìn)以小精靈、郊狼等項目為代表的“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)研究，驗證和評估低成本無人蜂群技術(shù)的可行性。小精靈項目旨在發(fā)展小型無人機(jī)集群的空中發(fā)射和回收等關(guān)鍵技術(shù)，探索集群作戰(zhàn)概念。2018年小精靈項目開展了部分空中投放和回收功能試驗。CODE無人機(jī)蜂群可基于已建立的作戰(zhàn)規(guī)則遂行尋找、跟蹤、識別和攻擊任務(wù)，拓展美軍現(xiàn)役無人機(jī)能力。低成本無人蜂群技術(shù)項目旨在發(fā)展一型多管發(fā)射裝置，在陸地或艦艇甲板上以每秒一架的速度發(fā)射上百架執(zhí)行掩護(hù)、巡邏任務(wù)或?qū)Φ毓舻墓苌湫⌒蜔o人機(jī)。忠誠僚機(jī)項目通過為F-16戰(zhàn)隼戰(zhàn)斗機(jī)研制出一種人工智能模塊，增加無人機(jī)自主作戰(zhàn)能力，確保無人駕駛的F-16四代戰(zhàn)斗機(jī)與F-35A五代戰(zhàn)斗機(jī)之間形成高低搭配，通過有人-無人編隊協(xié)同作戰(zhàn)摧毀空地目標(biāo)。XQ-58A戰(zhàn)斗無人機(jī)作為F-22或F-35戰(zhàn)斗機(jī)的護(hù)航機(jī)以及監(jiān)視和攻擊平臺，被設(shè)計為獨立行動或作為無人機(jī)群的一部分，類似于傳統(tǒng)無人機(jī)與巡航導(dǎo)彈的結(jié)合體，是一種可重復(fù)使用的“巡航導(dǎo)彈”。

加快推進(jìn)作戰(zhàn)平臺的互融互聯(lián)互通

美國空軍非常重視戰(zhàn)場信息傳輸系統(tǒng)一體化建設(shè)，通過構(gòu)建全天候、立體化的戰(zhàn)場信息傳輸體系，提高對作戰(zhàn)平臺的整體控制能力，增強(qiáng)一體化聯(lián)合作戰(zhàn)效能和空戰(zhàn)能力；圍繞對各類數(shù)據(jù)多級別、多方面、多層次的智能處理，實現(xiàn)對戰(zhàn)場數(shù)據(jù)信息的高度共享和高效利用；把指揮控制視頻系統(tǒng)、戰(zhàn)略預(yù)警系統(tǒng)、戰(zhàn)場傳感系統(tǒng)、戰(zhàn)備執(zhí)勤監(jiān)控系統(tǒng)、武器裝備可視化系統(tǒng)等資源整合起來，構(gòu)建集中統(tǒng)一的戰(zhàn)場傳感網(wǎng)絡(luò)體系，實現(xiàn)智能作戰(zhàn)平臺互融互聯(lián)互通的目標(biāo)。

美國空軍制定了信息系統(tǒng)建設(shè)的體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)交換等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了對智能作戰(zhàn)平臺的統(tǒng)一管理；加快推動“大數(shù)據(jù)研發(fā)計劃”，重視海量信息的開發(fā)與利用，以增強(qiáng)系統(tǒng)和決策的自主化，提高作戰(zhàn)平臺態(tài)勢感知，實現(xiàn)從“信息到?jīng)Q策”；確定元數(shù)據(jù)控制方針，制定一整套包括核心元數(shù)據(jù)和擴(kuò)展元數(shù)據(jù)在內(nèi)的戰(zhàn)場元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；以網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)為牽引，以三維體系結(jié)構(gòu)為框架，以全球信息柵格為基礎(chǔ)，以作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)為核心，以互操作認(rèn)證和演示驗證為保證，建成統(tǒng)一高效的智能作戰(zhàn)平臺，實現(xiàn)互融互聯(lián)互通。美國空軍還將所有領(lǐng)域的業(yè)務(wù)程序和系統(tǒng)集成為綜合系統(tǒng)，提供“一站式”用戶平臺，消除因系統(tǒng)不兼容、數(shù)據(jù)來源不同導(dǎo)致的各自為政現(xiàn)象。

未來美國空軍作戰(zhàn)平臺建設(shè)將以網(wǎng)絡(luò)為中心，運用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，進(jìn)一步提升智能化水平，實現(xiàn)互聯(lián)互通互操作，2020年前完成戰(zhàn)場信息系統(tǒng)綜合集成；推進(jìn)包括武器系統(tǒng)全壽命管理、物資補(bǔ)給與服務(wù)管理、固定資產(chǎn)與設(shè)施全壽命管理等核心業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型；加強(qiáng)信息共享、企業(yè)服務(wù)、信息安全等六個方面的能力建設(shè)；整合戰(zhàn)場信息基礎(chǔ)設(shè)施，依托信息柵格、無線射頻識別、嵌入式裝備故障診斷和預(yù)報裝置、人體傳感器等關(guān)鍵技術(shù)，解決戰(zhàn)場信息獲取、傳輸與處理問題；構(gòu)建可取代全球信息柵格的單一、安全的戰(zhàn)場信息共享環(huán)境（聯(lián)合信息環(huán)境），促進(jìn)“作戰(zhàn)云”、大數(shù)據(jù)技術(shù)與各類作戰(zhàn)飛機(jī)、精確制導(dǎo)武器、全球信息柵格、C4ISR系統(tǒng)等的高度融合。

XQ-58A戰(zhàn)斗無人機(jī)被設(shè)計為獨立行動或作為無人機(jī)群的一部分

美軍F-22戰(zhàn)斗機(jī)