美国空军近日宣布,将针对F-22机队进行一系列的升级计划,让这款地表最强战机,能够持续为美军提供空优,直到第六代战机(NGAD)为止。
F-22猛禽作为第一种五代隐身战斗机,1997年面试时让世界震惊,它的隐身性能到现在也是傲视群雄,再加上超音速巡航能力和推力矢量发动机,F-22的空中拦截和近距离空中格斗能力也是无人能比,它还具有先进的航电系统,是第二款装备了主动相控阵雷达的战斗机。
就是这样一款战机却生不逢时,赶上了苏联解体后的削减军费,而且它的高端性能也带来了高昂的成本,导致F-22不仅产量少,而且也鲜有露面的机会。
7月底,美军宣布为了加强北约东翼的空中防御,派出6架F-22到波兰部署。自从俄乌战争爆发以后,美军调动了许多战机前往东欧增援,北约空军约120架战机目前每天处于高度警戒状态,巡航任务也比往年多出了50%。
往年F-22前往欧洲时,都只是两架小舰队规模,这次能派出6架之多,前往靠近的波兰进行长期驻防,对俄罗斯的威慑意味相当明显。
美国空军已经证实,F-22A猛禽战机的升级计划,已经展开新阶段的测试,内容包括航电与敌我识别系统的升级,配备新一代AIM-260“联合先进战术导弹”,未来还将加装隐身构型的红外线搜索追踪IRSD夹舱,渴望在下一代战机NGAD服役前,大幅度强化美军制空作战的优势。
猛禽战机是洛克希德马丁公司,在1980年始研发的,当时正处于冷战末期,目标是全面取代F-15鹰式战斗机,因此美国空军预定采购数量高达750架。
洛马公司设计了美国第一款隐身战机F-117夜鹰,不过F-22的外形设计与F-17完全不同,F-22机长18.92米,高5.08米,空重19.7吨,最大起飞重量38吨,采用了常规的双垂尾双发单座布局,垂尾向外倾斜27度,恰好处于一般隐身设计的边缘。两侧进气口与喷嘴一样,都做了抑制雷达反射和红外线辐射的隐身设计。
主翼和水平安定面,采用了相同后掠角和后缘前掠角,都是小展弦比的梯形机翼。F-22的全部武器都隐蔽的挂在4个内部弹舱之中,机腹拥有两个主弹舱,两侧各有一个近距导弹弹舱,保证飞机隐身性能并减少飞行阻力。
F-22具备了比F-117更加的隐身效果,也引领了以后其他国家的隐身战机设计思路。除了气动布局和吸波材料带来的隐身,F-22同样需要解决航电设备的隐身问题。F-22的天线、感应器等设备融入了机身、机翼等部位,并限制雷达波束,降低被探测的风险。
尽管如此,F-22的态势感知能力依然具有跨代优势。它配备了种类齐全的雷达和传感器,AN/APG-77有源相控者雷达,能够在复杂恶劣的气象条件下对空、对海、对地进行精确探测,可同时跟踪并引导打击多个目标。
雷达在被动工作模式下,配合ALR-94雷达警告接收器,可以在400公里外就发现敌机。F-22还拥有卓越的发动机,两台普惠公司的F119-PW-100涡扇发动机,问世时是世界上推力最强的发动机,F119的推力纪录,直到F-35用的普惠F135问世时才被打破。
F-22的推重比超过1,公布的最大速度是2.25马赫,高空巡航速度是1.82马赫,海平面巡航速度1.21马赫,在不开加力的情况。可以超音速巡航,快速到达战场。
F119发动机还具有二元矢量喷嘴,可以在正负20度偏转,减小了F-22的转弯半径,并对平尾进行配平、减阻,大幅提升了机动性和敏捷性。
由于F-22属于空中优势战机,武器系统,主要是空对空武器,一门20毫米口径6管机炮,两个主弹舱各搭载3枚AIM-120中距空对空导弹,两侧弹舱各搭载一枚AIM-9X响尾蛇,近距空空导弹。
对地武器方面,F-22也可以使用联合直接攻击弹药(JDAM)或者是GBU-39小直径炸弹。但F-22在1997年首飞的时候,冷战已经结束了,美费被大幅削减,F-22的采购也直线服役的时候,美国已经经历了911事件,并开启了反恐战争,没有了强劲的对手,空优战机的优先顺序也就暴跌,F-22的采购数量进一步减少到183架,最后在2011年停产,只生产了195架。
由于产量锐减和高昂的维持费用,F-22的妥善率并不高,不到60%。为了节省经费,把钱投入到购买更多的F-35和新战机研发当中,美国空军希望退役33架最老型号的F-22。这些F-22是block 20型号,与以后的149架block 30/35相比,在软件和功能上都有不足,而且一直都没有升级。
不过美国国会认为,六代机NGAD的研发进程还不明朗,而中俄都开发出了五代隐身战机,因此需要保持F-22继续发挥作用,于是否决了空军的提前退役F-22的提议,反而拨出巨款来升级这些旧款的F-22,这项名为“猛禽敏捷能力投放”(RACR)的升级计划,分为R1、R2和R3三个阶段,目前正在内华达州奈利斯空军基地,由美国空军第422测评中队进行测试。
R1升级的重点是,安装新时代的处理器和任务电脑,此外还将安装联合战术无线能够在不暴露无线电信号的前提下,透过LINK-16数据链与其他单位进行双向沟通,不用再像以往一样,为了维持隐身只能接收而不能发送讯号。
R2升级将着重在整合,目前开发中的AIM-260远程空对空导弹,同样是由洛马公司开发,射程预计将达200公里以上,未来将取代现役的AIM-120D先进中程空对空导弹。
美国空军表示。F-22机队2021年,已经全面完成了R1阶段的升级工作,目前正在密集测试AIM-260的整合和试射工作,而R3阶段也已经在今年夏天开始进行测试。
此外,未来还会为F-22安装,新型隐身的IRST和电站夹舱,适型油箱、头盔显示系统,以及自动化的情资收集、整理和发布系统,确保F-22在未来西太平洋战场上,能够拥有足够的航程和最先进的电站侦搜和空战能力。
这次F-22升级的重要一项是,可以使用AIM-260远程空对空导弹。美军现役的AIM-120D的射程,已经越来越没有优势了,而且AIM-120的改进空间几乎没有,美国需要射程更远的全新空对空导弹。
目前中远程空对空导弹俄罗斯有R-77,我国有霹雳15,我国的霹雳15的射程一直被热议,在2021年珠海航展中,外销型号霹雳15E公开展出,注明它的射程是145公里,这样推算的线公里。面对中俄的进步,美国要想继续保持空中优势,就必须要研发出射程更远的导弹。
对于第五代战机来说,因为要隐身,大多数时间只能使用内部弹舱,这样就对导弹的尺寸有了严格的限制,就要尽可能小,又要尽可能射得远,这是未来中程空对空导弹的基本要求。
AIM-260的尺寸与AIM-120相同,不需要改装,就能够放进美国五代机的内置弹仓里面。首先AIM-260采用了双脉冲的固态火箭发动机,射程比目前的AIM-120D有了极大的提升,达到了200公里以上。
采用双脉冲发动机的AIM-260,预计会有更大的不可逃逸区范围。不可逃逸区,就是战斗机无法摆脱空对空导弹的区域,这个和导弹的射程还不一样。如果使用双脉冲固态火箭发动机,导弹不仅具有前半段的不可逃逸区,而且在射程的末端,因为助推器可以再次点火加速,还可以高机动的追踪飞机,所以就又有了一段不可逃逸区,这对战机来说是致命的,如果各种干扰手段都不起作用的话,基本就很难逃脱被击中的命运了。
而且AIM-260采用了双导引头和双向数据链,在自动跟踪和抗干扰性能方面,有了很大的提升。从目前公开的信息来看,它采用了主动相控的雷达红外阵列的双导引头,即使遭受强烈的电磁干扰或压制,260导弹也能在末端通过红外导引,自动寻获目标。
未来装备AIM-260的战机,可以在雷达不开机的情况下,在对方雷达和红外探测器的作用距离外发动攻击。通过双向数据链,由F-22、F-35这样雷达性能好的五代机进行导引,也就是A射B导模式。
AIM-260还采用了模组化的构型,满足了各军种零部件供应化的要求,而且AIM-260还有雷达辐射追踪能力,可以直接变身反辐射导弹。
最近几年,美国空军启动了第六代战机NGAD的研发项目,计划从2030年左右开始部署,取代F-22战机。截至目前,NGAD仍是一个神秘的开发计划。
2020年,NGAD的全尺寸飞行演示机进行了首飞。2022年6月1日,空军部长弗兰克肯德尔宣布,NGAD项目的各项技术已经足够成熟,整个项目进入了工程与制造开发阶段。
空军部长肯德尔形容NGAD是天上的“四分卫”,负责战术分发。“四分卫”是美式足球,也就是美式橄榄球的一个关键位置,有点像足球的中场。四分卫通常是进攻组的领袖,大部分的进攻由他发动,也就是说,NGAD并不一定直接参与战斗,却是战场的指挥者。
NGAD项目产出的飞机,并不一定是传斗机,NGAD可能会采取单机和许多互补系统结合的形式,包括有人驾驶、无人驾驶、可选择性无人驾驶、网络、电子这些区别于传斗机的形式。
过去几年里,美国空军对变循环发动机的研究进行了大量的投入。变循环发动机通过引入第三股气流,可以在发动机核心和旁通气流之间动态调节,可以自动改变涵道比,在战斗条件下提供更大的推力,在巡航条件下提高燃油效率,另外也可以在改善冷却的同时提高发电量。
目前,通用电气的XA100和普惠的XA101,正在竞争变循环发动机项目,其中通用电气的进度领先,目前已经完成了首台XA100的机台测试。
NGAD项目包括的无人驾驶飞机,很可能是中程僚机概念的一个分支,就是无人机与战斗机编队飞行,既可以担当炸弹卡车的角色,也可以通过电子战来干扰敌方防空系统。
这种“忠诚”无人机,可能是空军研究实验室和奎托斯防务公司,正在开发的XQ-58A女武神。另外,波音公司也在为澳大利亚空军开发另一种“忠诚僚机”。
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