隐身和超巡能力存疑的苏-57算五代机吗?
地球日报
随着技术的发展,超视距空战取代狗斗成为现代空战的主要形式。为了应对这种潮流,战机的电子战能力和信息能力不断增强。到了五代战机的时代,隐身和先进航电对战机的重要性已经不亚于甚至超过了战机的飞行性能。在这种背景下,脱离隐身和航电讨论五代机性能无疑是片面的。
在上一篇文章中,我们简单的讨论了五代机“4S”标准中的超机动能力和超音速巡航能力。接下来我们将继续讨论五代机更具革命性的技术特征——隐身能力和先进航电,并对一些特定的先进战机是否属于五代机做初步的探讨。
战机的隐身能力对于大众来说算是比较熟悉的了。无论是F-117“夜鹰”的多边形造型,还是B-2“幽灵”的平坦光滑的飞翼造型,都给人留下了强烈的视觉冲击。然而实际上广义上的隐身技术早在战机发展的黎明时期就已经有所运用了。一战时期,人们就意识到战机在地面停放时采用迷彩色伪装可以有效降低被敌人从空中发现的概率。这种地面迷彩伪装到了冷战时期仍然被很多低空突防战机所运用。如今,战机在视觉隐身方面主要采用低可视度的灰色涂装,也就是所谓“空优灰”涂装,雷达隐身所用的特殊涂料也尽可能的调配成这种颜色。

(图-1:狂风战机的地面迷彩涂装)

(图-2:F-15的空优灰涂装,在天空背景下轮廓线非常模糊)
撇开目视隐身的传统技术,对于现代战机而言,“隐身”主要指雷达隐身和红外隐身,一般在设计上以雷达隐身为主,红外隐身为辅——毕竟目前的红外隐身技术在先进格斗弹的热成像导引头面前就是个笑话,红外隐身设计只能作为热饵弹等红外对抗手段的辅助措施。雷达隐身相对来说则要重要的多,也复杂的多。
实现手段其一是低雷达发射面积(RCS)的外形设计,其二是采用复合材料,其三是隐身涂料。三者中最重要的是外形设计,主要方法就是保证机身设计平坦规整,避免“空腔”和“角反射体”的出现。这方面做的最极端的是B-2“幽灵”,其规整的几何外形令人印象深刻,当然它也在操控性和机动性上付出了巨大代价。反例则是苏-57(T-50),其机腹两个发动机吊舱中间的升力体结构虽然在气动设计上有一定优势,但是雷达反射面积恐怕在五代机同僚中算得上“惨不忍睹”。

(图-3:不怎么隐身的苏-57)

(图-4:非常隐身的B-2)
但是必须说明的是,隐身能力不是孤立存在的,它与先进航电一起,共同构成了现代战机的信息能力。F-117“夜鹰”折翼南斯拉夫的一大问题就是当年美军严重高估了隐身设计的作用,并没有给F-117配备必要的态势感知航电,“夜鹰”别说雷达,连雷达告警系统都没有,被老式导弹锁定都浑然不知。显然这种脱离感知能力的隐身性能是缺乏实用性的。
那么五代机的航电先进在哪里呢?要理解这个问题,我们要先了解目前各国战机上普遍装备的1553总线式航电。这是一种开放的总线式航电,就像一条主干道一样贯通整架飞机,各个航电就像主干道上的一个个工厂,将传感器接收到的原始信息处理成精简的产品之后,通过同一条主干道发送给任务计算机和飞行员。这套系统的优势在于开放程度高,兼容性好,对总线带宽的要求相对较小。举例来说,JF-17/FC-1“枭龙”之所以能兼容多国武器,就是因为目前大部分国家的战机都采用了1553标准的航电系统。

(图-5:经典1553航电的枭龙战机)
但是这套标准随着电子技术的发展逐渐让步于被称为“宝石柱”(PAVE PILLAR)的先进综合航电。由于光纤的成熟应用,先进综合航电完全可以让各个传感器将海量的未经处理的原始信息发送给一台“中央计算机”进行集中处理,而不是像经典的1553航电一样由各个子系统自行处理。
先进综合航电的革命性在哪呢?首先,现代机载计算机对电力和散热的要求都很高,将计算机集中到一处,统一供电,统一散热,可以有效的降低航电系统设计的复杂程度。其次,由于所有航电功能都是由同一套硬件上的不同软件来实现的,如果需要添加一项新的功能,只需要按照标准编写一套新的软件就可以,一般不需要对原有硬件进行重大修改,这极大的减少了航电系统的开发和升级成本——要知道,现代战斗机成本的六成来自于航电系统。第三,也是先进综合航电最大的优势——“数据融合”。我们可以来看看歼-20飞行员张昊在接受采访时是怎么说的。“……我的眼睛是一个传感器,我的耳朵是接收另外一个频率段的传感器,我的鼻子,嗅觉,也是一个传感器,我全身的皮肤也能感受来风……各种传感器造就了它一个信息融合的程度”。

(图-6:歼-20飞行员张昊谈信息融合能力)
我们都知道,视觉不是在眼球产生的,眼球只是接受光信号,将其翻译成神经信号之后传递给大脑,由大脑根据这些信号产生视觉,并对图像进行分析和理解,听觉嗅觉同理。人是通过视觉,听觉,触觉同时感受到“风吹草动”的,通过多种感官的相互比对,人类就不容易被单个感官的错觉所欺骗。先进综合航电也是同理,传感器采集到的原始数据通过光缆统一发给“中央计算机”处理,而“中央计算机”在处理这些信号时可以将多种不同频率段的信号相互比对,极大的增强了识别能力和抗干扰能力。
数据融合能力有多强大呢?根据英国飞行员的说法,只要从“伊丽莎白女王”号航母上起飞四架F-35进行执勤,就能取代预警机的信息感知能力。如前文所言,现代的超视距空战本质上就是电子战和信息战,而在这样强大的信息能力和隐身能力面前,上一代战机既不能率先发现五代机,又不能逃过五代机的探测,可以说在超视距空战中毫无机会,这也就是五代机在演习中对上一代战机实现惊人的战损比的真实原因。

(图-7:五代机的强大电子战能力和信息能力)
到此为止,我们已经简要的讨论了五代机的经典“4S”定义,是时候来看看颇受争议的苏-57到底算不算五代机。第一,超机动,苏-57显然符合标准。可动边条加上矢量推力带来的强大机动力不容置疑。第二,超音速巡航能力,存疑,尽管俄罗斯方面不断强调他们的新发动机“已经在路上”了,但是苏-57的宽间距发动机布局带来了极大的湿面积,超音速巡航能力值得怀疑。第三,隐身性能,存疑,即便我们没有“肉眼测RCS”的能力也能看出雷达隐身并不是苏-57的设计重心,不过其隐身性能至少要比大部分四代机要好。第四,先进航电,基本符合,苏-57的N-036EVS航电系统基本符合先进综合航电的概念,尽管其子系统,尤其是光电探测系统相比于分布式光学孔径系统仍有差距。

(图-8:“及格”的五代机苏-57)
总的来说,尽管苏-57不那么符合五代机的经典定义,但是鉴于其对上一代战机的决定性优势,称其为“五代机”依然是没有什么问题的。那么大家对于苏-57为何有如此之大的非议呢?笔者认为,这是大众在讨论武器装备时往往脱离战略环境。现实情况是,主要国家将在2020至2025年间大规模换装五代机,美国甚至将以一年三位数的速度让F-35迅速成为其主力战机。但是与此同时,大量的四代机仍然将在各国军队中服役。所以五代机的任务无非就是两项:其一,单方面的猎杀四代机;其二,与敌方五代机进行对抗。
然而在可以预见的未来,主要军事强国之间正面交锋的可能性仍然是渺茫的。既然如此,对于主要军事强国来说,完美兼顾“4S”的“高端五代机”只是用于维持强国间军事平衡的砝码,在对抗其他二流甚至不入流的国家时,“次等五代机”足以作为“四代机杀手”,从这个角度来说,苏-57是符合俄罗斯空天军目前的需求的。即便是面对其他国家的“高端五代机”,苏-57仍然有利用战术进行拼死一搏的机会,至少不会被单方面收割。进一步展开来讲,FC-31应该也属于此类“四代机杀手”。尽管双发中推和常规布局注定了其超音速性能没有什么优势,但是凭借隐身性能和先进航电,“鹘鹰”一样能让大部分不具备五代机的国家“有空无防”,同时其作为外贸机也不会对主要军事强国构成威胁。

(图-9:作为“四代机杀手”的FC-31“鹘鹰”)
不过笔者认为,F-35绝不是什么“次等五代机”或者“四代机杀手”,在美军手里不是。美国军方对于未来空战的理解是信息能力主导,机动性和超音速性能堪用即可。F-35凭借其先进综合航电和先进的传感器,信息能力在现有五代机中应该是独占鳌头的。再想想看,美国已经开始让X-47B无人技术验证机参与伙伴加油实验了,无人机依托五代机信息能力直接参与空战的时代还会远吗?不难想象届时空战样式将会再次发生天翻地覆的变化,不过那就是另外一个故事了。

(图-10:挂载伙伴加油吊舱的X-47B,未来空战将离不开无人机的协助)
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