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講武談兵|美推出F-22戰(zhàn)機(jī)2.0改進(jìn)方案,欲解決兩個(gè)“痛點(diǎn)”
近日,洛克希德·馬丁公司在美國空軍協(xié)會(huì)年度戰(zhàn)爭研討會(huì)上首次對(duì)外公開展示“猛禽”2.0的F-22隱身戰(zhàn)斗機(jī)改進(jìn)方案模型。按照美國空軍未來的規(guī)劃,其現(xiàn)役所有的F-22隱身戰(zhàn)斗機(jī)都將按照該方案進(jìn)行升級(jí),以應(yīng)對(duì)其他國家先進(jìn)五代機(jī)發(fā)展帶來的沖擊。

F-22A戰(zhàn)斗機(jī)的最新改進(jìn)方案模型,可見其配備了具備隱身能力的新型副油箱和吊艙。
“猛禽”之痛
自2003年首架生產(chǎn)型F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)正式交付之后,憑借該機(jī)在性能上形成的巨大代差優(yōu)勢,美國空軍自認(rèn)為可以完全領(lǐng)先其他國家空軍。再加上之后從2011年開始,量產(chǎn)型F-35A隱身戰(zhàn)斗機(jī)也陸續(xù)交付,更加進(jìn)一步擴(kuò)大了美國空軍在第五代戰(zhàn)機(jī)性能以及數(shù)量上相比其他國家空軍的優(yōu)勢。
不過,到了21世紀(jì)10年代后期,隨著俄羅斯、中國研發(fā)的多款第五代戰(zhàn)機(jī)進(jìn)入到量產(chǎn)以及服役階段,美國空軍終于感到了巨大的危機(jī)。這些第五代戰(zhàn)機(jī)家族的后起之秀憑借著后發(fā)優(yōu)勢,不僅在性能上完全可以與F-22A、F-35A匹敵,在交付數(shù)量上也逐漸有反超之勢。而美國卻早在2011年就關(guān)閉了F-22A的生產(chǎn)線,由于無法再增加該機(jī)的服役數(shù)量,只能通過不斷地改進(jìn)升級(jí)來提升“猛禽”的性能,其中最重要的目的就是要彌補(bǔ)該機(jī)在最初設(shè)計(jì)時(shí)固有存在的短板。
F-22A“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)始于1981年開始招標(biāo)的ATF計(jì)劃,而該計(jì)劃最早的概念研究更是始于1971年。所以,盡管YF-22方案贏得競標(biāo)并進(jìn)入到全面研發(fā)階段已經(jīng)是冷戰(zhàn)結(jié)束之后,但是其骨子里仍然深深印刻著濃厚的冷戰(zhàn)色彩基因。首先,F(xiàn)-22A戰(zhàn)斗機(jī)的主要使命還是定位于空中優(yōu)勢,而不是目前其他國家第五代戰(zhàn)機(jī)更多強(qiáng)調(diào)的多用途作戰(zhàn)能力。因?yàn)楫?dāng)時(shí)美國空軍主要著眼于歐洲戰(zhàn)場的空中作戰(zhàn)需求,對(duì)于ATF計(jì)劃的航程以及作戰(zhàn)半徑并沒有很高的要求,也不需要該機(jī)具備對(duì)陸、對(duì)海攻擊等拓展能力。
所以,當(dāng)時(shí)的洛克希德公司針對(duì)美國空軍的要求,在YF-22方案上采取了更小尺寸、更加緊湊的設(shè)計(jì),以至于現(xiàn)在F-22A是所有雙發(fā)第五代戰(zhàn)機(jī)中長度最短的一款。由于美國空軍不過多強(qiáng)調(diào)ATF計(jì)劃的多用途能力,YF-22方案的機(jī)腹內(nèi)置彈艙尺寸可以保證裝載和發(fā)射改進(jìn)型AIM-120空空導(dǎo)彈的要求即可,也不必考慮掛載大尺寸重型空地制導(dǎo)武器的要求。
限制YF-22方案的外形尺寸帶來了很多好處,比如F-22A機(jī)身空重?fù)?jù)稱可以達(dá)到驚人的16噸,再加上兩臺(tái)加力推力達(dá)到156千牛的F119-PW-100渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)以及二元矢量推力噴口,其空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)性能、超音速飛行性能都達(dá)到了世界戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展的一個(gè)新的巔峰。
不過,凡事都有利必有弊,小尺寸緊湊設(shè)計(jì)給F-22A帶來飛行性能巨大提升的同時(shí),也在很大程度上限制了該機(jī)升級(jí)改進(jìn)的空間。比如,在越來越多的第四代和第五代戰(zhàn)機(jī)裝備紅外搜索/跟蹤系統(tǒng)的大背景下,F(xiàn)-22A由于機(jī)頭內(nèi)部空間所限,根本無法加裝這一先進(jìn)的光學(xué)設(shè)備。
此外,F(xiàn)-22A僅依靠機(jī)身內(nèi)部燃油導(dǎo)致其航程有限,在最初設(shè)定的歐洲戰(zhàn)場上并不成問題,但是到了美國空軍更加重視的亞太區(qū)域則變成了嚴(yán)重問題。為了保證擁有足夠的航程,F(xiàn)-22A戰(zhàn)斗機(jī)在亞太區(qū)域進(jìn)行大范圍轉(zhuǎn)場時(shí)必須在機(jī)翼下方加掛大容量副油箱,這也會(huì)在很大程度上破壞該機(jī)的隱身性能。

采用普通副油箱的F-22A戰(zhàn)斗機(jī)。
如何升級(jí)?
此次洛·馬公司公布的名為“猛禽”2.0的改進(jìn)方案,主要針對(duì)的就是上述這兩個(gè)F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)性能上的“痛點(diǎn)”。
首先,洛·馬公司專門為F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)了名為LDTP的新型隱身副油箱。之前,F(xiàn)-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行大航程轉(zhuǎn)場飛行時(shí)都是掛載普通的副油箱。只不過該機(jī)所使用的掛架與其他戰(zhàn)機(jī)有所不同,在必要的情況下,可以將掛架與副油箱全部拋投,而不是像其他戰(zhàn)機(jī)那樣只拋投副油箱,保留掛架。這樣,當(dāng)全部拋投掉掛架與副油箱后,F(xiàn)-22A就可以馬上恢復(fù)到完全沒有外掛物的全隱身狀態(tài)。不過,這種普通副油箱的雷達(dá)反射截面更大、阻力也更高。
為了盡可能減少對(duì)F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)的性能影響,LDTP副油箱通過采用全面優(yōu)化的多面體設(shè)計(jì),可以大大降低其帶來的附加雷達(dá)反射截面。另一方面,該油箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)布局還可以進(jìn)一步降低飛行阻力。洛·馬公司表示,F(xiàn)-22A戰(zhàn)斗機(jī)掛載LDTP副油箱后,既可以進(jìn)行超音速巡航,也能夠進(jìn)行空戰(zhàn)機(jī)動(dòng),完全不需要像之前那樣在進(jìn)入空戰(zhàn)之前就要將掛架與副油箱全部拋掉。當(dāng)然,LDTP副油箱也保留了連帶掛架一同拋投的能力。
這也就意味著如果面對(duì)的是某些反隱身能力并不足夠強(qiáng)大的對(duì)手,F(xiàn)-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)就可以掛載LDTP副油箱進(jìn)行全程作戰(zhàn),從而大幅提升該機(jī)的航程和作戰(zhàn)半徑。根據(jù)目前公開資料,F(xiàn)-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)只依靠機(jī)身內(nèi)部燃油可以實(shí)現(xiàn)的作戰(zhàn)半徑為853公里,當(dāng)外掛兩個(gè)LDTP副油箱后,其作戰(zhàn)半徑可以進(jìn)一步拓展到1287公里。這樣一來,F(xiàn)-22A能夠大大減少對(duì)于空中加油機(jī)的依賴,更加適應(yīng)亞太區(qū)域的作戰(zhàn)使用要求。
其次,為了彌補(bǔ)F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)無法在機(jī)頭加裝先進(jìn)紅外搜索/跟蹤系統(tǒng)的缺陷,洛·馬公司想到的補(bǔ)救措施與第一個(gè)辦法類似,同樣采用外掛模式。F-22A每側(cè)機(jī)翼下通常設(shè)有2個(gè)外掛點(diǎn),加起來就是4個(gè)。按照洛·馬公司展示的“猛禽”2.0改進(jìn)方案模型,兩個(gè)內(nèi)側(cè)掛點(diǎn)各掛載1具LDTP副油箱,另外兩個(gè)外側(cè)掛點(diǎn)用來掛載先進(jìn)傳感器吊艙。
這種吊艙同樣采用多面體的隱身設(shè)計(jì),其前端設(shè)有類似于F-35A隱身戰(zhàn)機(jī)EOTS光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的金色光學(xué)窗口。所以,可以推測,該吊艙的光學(xué)傳感器部分很可能就是從F-35A隱身戰(zhàn)機(jī)的EOTS光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)移植而來。此外,根據(jù)洛·馬公司的描述,這種先進(jìn)傳感器吊艙事實(shí)上采用了通用化,可以根據(jù)不同的作戰(zhàn)需求加裝不同功能的模塊。除了紅外搜索/跟蹤與瞄準(zhǔn)模塊,吊艙還可以加裝電子戰(zhàn)、偵察等模塊??梢哉f,通過先進(jìn)傳感器吊艙,F(xiàn)-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)可以進(jìn)一步拓展其作戰(zhàn)能力,從而更加接近F-35A的多用途水平。
除了上述這兩項(xiàng)改進(jìn)方案,美國空軍與洛·馬公司也在試圖進(jìn)一步拓展F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)的優(yōu)勢能力,比如測試類似于“龍鱗甲”的新型機(jī)身表面隱身設(shè)計(jì)、增加該機(jī)與先進(jìn)噴氣式無人戰(zhàn)機(jī)的協(xié)同作戰(zhàn)能力等等。

美國空軍一直尋求提升F-22A戰(zhàn)機(jī)的作戰(zhàn)能力。
影響幾何?
雖然美國空軍和洛·馬公司的夢想很豐滿,但是現(xiàn)實(shí)更加骨感。首先,在美國空軍現(xiàn)役的180余架F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī)中,30余架早期批次的Block20型是不具備完整作戰(zhàn)能力的,僅用于訓(xùn)練以及各類測試項(xiàng)目。所以,美國空軍曾經(jīng)一度想將這批“廢物”全部淘汰以節(jié)省資金,可惜受到國會(huì)的一再阻撓,并未成行。真正能夠用于作戰(zhàn)的F-22A隱身戰(zhàn)斗機(jī),只有余下的63架Block30型和86架Block35型。也就是說,即便這些Block30/35型能夠全部進(jìn)行改進(jìn)升級(jí),美國空軍充其量也就只有149架“打補(bǔ)丁”的“猛禽”2.0。如果后續(xù)出現(xiàn)戰(zhàn)損或者事故,那么毀一架也就少一架了。
而即便這149架F-22A全部升級(jí)到“猛禽”2.0,其作戰(zhàn)能力提升也是很有限的,從總體性能上看,其與其他國家的改進(jìn)型第五代戰(zhàn)機(jī)對(duì)抗仍然比較吃力,更不要說與代差更大的第六代戰(zhàn)機(jī)相提并論了。更何況,任何戰(zhàn)機(jī)本身都有出動(dòng)率或者妥善率的問題,并不是所有的149架F-22A在戰(zhàn)時(shí)都能夠出動(dòng)作戰(zhàn)。因此,先天的缺陷仍將一定程度上困擾“猛禽”戰(zhàn)機(jī)。





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