五代机日趋成熟,六代机将如何定义?
1997年,世界上第一架第五代战斗机F-22“猛禽”首飞,迄今已经过去了25年,从二战后战斗机发展的规律来看,2022年-2025年之间,六代机就该出现了。
目前,世界上能明确有六代机研制计划的,只有美国;其余的像英国、法国等国提出的所谓六代机计划,实际上并不具备超过五代机的技术水平,甚至在五代机里都算不上先进。当然,中俄两国虽然没有公开六代机的研发计划,但是肯定也会提前布局,毕竟中俄都已经装备了第五代战斗机,研发六代机也是顺理成章的事情。
图为第六代战斗机设想图。
但是,各大军事强国都面临一个六代机研发中很关键的问题,即:什么是六代机?具体说,六代机要具备哪些具体的特征或标准?他将会主要执行哪些任务?他在技术上的最大突破是什么?要解决这些问题,各国还需要进行很多的预研和讨论,甚至还需要进行一些“试错”,才能验证出六代机的发展方向。
图为英国正在研发的所谓六代机,其实能达到五代机标准就不错了。
就目前来看,二战后的喷气式战斗机大约分成五代。第一代喷气式战斗机是二战后诞生的第一批成熟、量产的喷气式战机,比如苏联的米格-15、美国的F-86“佩刀”等,他们的特点就是使用转为喷气式战机设计的后掠翼,使用全金属机体,配备早期的流线型座舱,大都采用机头进气方式,但依然以机炮空战为主。第一代喷气式战斗机还配备有专用的无线电通讯装置,可以在地面雷达的指挥下编队作战。
图为美国F-104“星”战斗机,他属于第二代战斗机。
第二代喷气式战斗机就比第一代喷气式战斗机有了更加明确的技术方向:高空高速。其代表机型有米格-21、米格-23、米格-25、歼-7和歼-8的早期型、F-100、F-104和早期型的F-4“鬼怪”等战斗机,他们诞生的背景是美苏争霸,双方大力发展战略轰炸机,使得战斗机必须要具备在高空作战的能力,且需要进行快速的截击作战,因此非常强调高飞行速度,这样才能在核战争爆发的一刻,迅速起飞拦截敌方的轰炸机和攻击机编队,并且建立起早期的空战线,为后方防空导弹的跟进和布置赢得时间。同时,第二代战斗机也需要执行核打击任务,比如美国的F-105、F-111等战斗轰炸机,因此也需要具备高空高速飞行能力,完成快速打击。
图为美国第二代战斗机F-100。
但是第二代战斗机在实用中暴露出很多缺陷,比如雷达性能较差,还是避免不了拉近距离格斗,但是因为飞行速度较快,或者气动布局设计不适合格斗空战,造成他们往往无法发挥出更强的作战性能。比如在越南战场上,美军的F-4早期型战斗机,虽然比米格-21战机各方面性能都强一些,但是在近距离空战中,F-4却没有米格-21那么灵活,被越南击落了不少。同时,随着导弹武器的发展,在较远距离上开始空战变得更为重要,因此催生了第三代战斗机。
图为歼-10A战斗机,属于新国际标准的第4代战斗机。
按照现行的国际五代战斗机划代标准,第三代战斗机是第二代战斗机高空高速发展方向的基础上,进一步强调雷达和导弹性能的飞机,比如:F-4战斗机的后期改进型F-4D战斗机,就属于第三代战斗机。类似的还有米格-31战斗机、歼-8IIF/M、FBC-1“飞豹”、F-5G等战斗机,这些飞机都拥有一部较为先进的平板缝隙型脉冲多普勒雷达,具备在中远距离迎头拦截和空战的能力,属于第二代战斗机到第四代战斗机的过渡阶段。
图为歼-10C战斗机,是新国际标准4代半战斗机。
第四代战斗机(原来的第三代战斗机)特点则是能量空战,他们比第二代战机、第三代战机更加强调中低空、压跨音速的机动性,主要就是用于在空中格斗作战,这是因为实践发现,虽然导弹和雷达技术有了很大的提升,但是第二代、第三代战斗机往往比较笨重,不适应格斗,在空战中机动性更好的一方依然具有更大的优势。第四代战斗机的典型代表就是苏-27、F-15、F-16、米格-29、歼-10、歼-11、歼-16、歼-15、幻影-2000、台风、阵风等战斗机。
图为第五代战斗机歼-20。
随后,雷达技术和导弹技术出现了较大的跃升,先进的相控阵雷达和主动制导远程空对空导弹的出现,让四代机之间的空战距离越来越远,中距离空战逐渐取代格斗空战,成为空战的主要形式。于是四代机更换了相控阵雷达后,再加上主动制导空对空导弹的使用,就变成了4代半战斗机,典型的就是歼-10B、C,歼-16、F-15E、苏-35S、苏-30SM、F-16C/D等战斗机,这些战斗机的出现,互让让各国意识到,如果能在中远距离夺取优势,那不是就完全不需要考虑格斗了吗?
于是诞生了第五代战斗机,第五代战斗机利用隐身压缩第四代战斗机的发现距离,然后依靠更强的雷达取得优秀的战场态势感知能力,搭配远程空对空导弹,足以实现对第四代战斗机和4代半战斗机的远距离打击。以现在空战的形势来看,率先发现就能率先打击,率先打击基本就能击落敌机。所以五代机的主要特点就是隐身+先进雷达支持,于是诞生了F-22A、F-35、苏-57、歼-20这些以隐身为第一特征的战斗机。正如二代机第一特点是高空高速,四代机第一特点是能量空战一样,五代机的第一特点就是隐身。
图为六代机设想图。
那么第六代战斗机呢?以目前的发展趋势来看,五代机之间都是隐身对隐身,因此发现距离都在压缩,使得五代机之间的空战,除了隐身之外,战场态势感知能力就更为重要,如何能比敌机更早的发现对手,如何拥有更强的进攻能力,就成为关键。毕竟双方都是隐身,谁能先发现对方,谁能携带更多武器,谁的速度更快,谁就具备了优势。
于是,六代机的第一特点,恐怕就是和无人机的编队作战能力了。毕竟,现代空战中,双方互相发现是一个体系作战的过程,不光要依靠飞机自身,而无人机的出现,尤其是大型长航时无人机的出现,让战场的监控能力出现了巨大改变,如果一架隐身战斗机,能够依靠数字化技术控制大量的无人机完成空中搜索甚至是攻击的整个作战流程,那岂不是就不需要战斗机自己冒更大风险去接近敌机了?
因此,笔者认为,未来能够控制多架装备雷达、武器的隐身无人机作战,这将会是六代机的最大特点之一,也将会是六代机对五代机的最大优势来源。
五代机日趋成熟,六代机将如何定义?
五代机日趋成熟,六代机将如何定义?
中、美、俄五代机现已服役,相比较美国的F22、F35服役多年,中国的歼20刚服役几年,俄罗斯的苏57前两天刚服役,还没有量产。目前世界也只有这三个大国有能力生产五代机,别的国家只是进口了几百架美国的F35战机。
但是时代在发展,人类在前进,科学技术也是突飞猛进、一日千里。现在世界上又出现了六代机的身影,美国前段试飞了六代机,中国也试飞了六代机。从六代机的外貌看还是采用了飞翼布局设计。但是具体有多么先进,中美还在保密,没有向外媒公布。
我们设想既然是六代机,那肯定是比五代机又更上一层楼。在飞机的速度上再进一步的提高到5马赫,使速度飞快,雷达和航电系统再进一步得到升级,在雷达原来能探测到300公里,进一步提高到400一500公里。飞机的载弹量也要提高,作战半径再得到延长、航程更远。特别是在飞机的隐身上,再下功夫。使目前各国现有的雷达探测不到。
总之未来的六代机在五代机的基础上会有个质的提升。我们拭目以待中美六代机的服役,估计中国可能弯道超车,率先服役六代机。
五代机日趋成熟,六代机将如何定义?
被两型五代机搞得焦头烂额,2020年美国六代机一马当先,对外声称一架原型机已放飞。究竟是不是谁也不知道,一改过去先声夺人的传统,居然连个外形轮廓也没看到,话说照个面也好呀,只凭空嘴一说,天知道是不是又会虚晃一枪。
美国畏首畏尾,表现得还没有欧洲两家盟友大方,英国“暴风雨”,法国模型都大方亮相,有料不怕抖露,全称为六代,直接掀过五代机一篇儿,直接上马六代机,成与不成不清楚,信心与勇气颇佳。
真这么说,我们早就有了六代机,比如14年前的那款“暗箭”模型,亮相珠海时即被人称为六代机,论科幻无出其右。我们说六代不只按照生产一代研制一代的锻造规律,更有自适应发动机早就显山露水。
自适应变循环发动机是六代机标配,谁能拔得头筹取得先机,即可在六代研发上走在前面。美国搞得早,一款F-136据说差一点没用在五代机身上,距离五代又是十多年过去,今天该达到了成熟状态,是以六代机抢先似乎没有问题。
被五代机折腾得七荤八素的美国,研发六代机会不会加了小心?怎么试飞了连个面都不敢照,是否至少开始变得小心弈弈了呢?在他国亮相以后再亮相,以力求反超,实未可知。
现在六代机什么样,大多处于盲人摸象阶段,英法的大方,也只限于气动外形模拟阶段,是与不是要经过风洞吹风才能确定,以他们的实力而度,退而求其次,六代机搞不成,搞成一个五代总没有问题,或说为六代机探路,先行动起来,做到不再受制于人。
现在理想的描述,是打通海陆空天电磁网的平台,可实现无人化飞行,可指挥无人机蜂群等,致于能不能实现激光等前缘科技上机,目前尚无法确定,总之要实现代次技术水平的跃升,摆在六代机面前的难题着实不小。
自适应发动机,通过改变涵道比,可降低油耗以达到提高航程的目的,是技术进步的结果,那么智能技术的运用,未来无疑会提高六代机的战力,只是还不会是现在,美国X-47B下马,X-37B项目试了又试,都能说明,要拥抱一个崭新的时代,在更加努力的同时,以期未来技术的曙光更快地照进现实,还需要一点耐心,否则走得太快还会栽一个大跟头。
五代机日趋成熟,六代机将如何定义?
第六代战斗机很可能会将能量武器-高功率微波和激光-用于防御来袭导弹或作为进攻性武器。弹药很可能是“拨号效应”类型,能够造成从损害到摧毁空中或地面目标的任何东西。材料和微电子技术将结合起来,使飞机成为一个大型的集成传感器,可能消除了对雷达的需求,就像现在那样。它将具备制造网络攻击以及实现动态效果的能力。此外,无人驾驶飞机技术的迅速发展可以在20年左右的时间内使自主机器人战斗机的生产成为可能。
我认为,下一代战斗机研发可能会被越来越多的指挥和控制信息所主导。大量数据将提供给飞行员,他们可能在飞机上,也可能不在飞机上。这架飞机将收集自己的数据,并将其与机载传感器(包括其他飞机上的传感器)无缝融合。尽管在无人驾驶飞机上已经取得了很大的进步,但要达到360度的球形态势感知、信息的快速同化以及将这些信息转化为人类大脑与其现场感应器相连的行动,还有很长的路要走。
嵌入式传感器和微电子技术还将使传感器阵列成为可能,提供了更强大、更全面的战场视图。可以建议飞行员采取哪些行动,例如:目标是否暂时丧失行动能力、受损或被摧毁。定向能源武器可以在决定第六代战斗机的敏捷程度方面发挥重要作用。轻型武器可以提高战斗机的机动性。敌机不会有时间避开直接的能量攻击。
脉冲武器也可以炸掉敌机的系统或者地面目标的系统。在接下来的20年里,这种技术是可以利用的。只需有一个合适的引擎,可能是一个辅助引擎,为定向能源武器提供动力。战机以五倍声速或更快的速度飞行通常被认为是第六代战斗机的特性,但现在这种能力是否可以应用还不好说。虽然在高超声速推进实验中取得了一些成功,但实际的高超音速飞行时间总量不到15分钟,这需要一系列全新的材料开发,因为传感器、引信等等所有这些都必须在高温环境下工作。因为要以5马赫以上速度飞行。尽管如此,这确实是一个会考虑的选择。
第五代:内部武器全方位隐身,极度敏捷,全传感器融合,集成航空电子设备,部分或完全超级巡航(F-22,F-35)。那么总的来说第六代发展趋势可能是:极端隐身;在所有飞行状态(亚音速到多马赫)中有效;可能的“变形”能力;智能皮肤;高度联网;极其敏感的传感器;可选择的载人;定向能源武器。
尽管现在计算机处理能力迅速增强,但一台机器将很难应对“一秒内出现的无数潜在情况”。仍然需要有人驾驶飞机。不要过分强调技术本身。
五代机日趋成熟,六代机将如何定义?
六代机的主要特点是更加先进的气动结构,新型控制系统,机载雷达的能力大为提高,可轻松打击地面目标,该机还具有超级机动能力!
五代机日趋成熟,六代机将如何定义?
物联网、人工智能、能量武器、极强隐身能力和全空域作战能力会是主要方向
关于第六代战斗机研究探索,实际上各国早已在开展,而且这次整体上大家进度差不多是同时进行。美国空军在2014年正式提出未来空战需求论证,开始下一代战斗机准备。欧洲动作最快,法国和德国在2018年宣布共同开始下一代战斗机FCAS的研制,计划在2030年装备。英国也宣布进行“暴风雨”战斗机的研发项目,目前正全力勾引印度和澳大利亚等入伙。我国成飞集团总工程师王海峰在2018年接受采访时也透露,我国第六代战斗机研发工作已经开始,预计在2035年左右推出。
法德的FCAS战斗机
虽然各国对于第六代战斗机表述和需求各有所不同,也没有统一标准。但一些特性还是表露较多,可以看出共同点。
物联网和无人机现在新服役战斗机都开始强调信息化网络化作战能力,也注重与无人机配合作战,各国纷纷研发无人僚机系统。而下一代战斗机将更加强化这一方面能力,他将构筑一个物联网体系,将天上的卫星、后方情报中心、友邻军事单位以及发射的武器弹药都串联起来。
法德主推的欧洲未来空战系统
这样战机不再有载弹量限制,后方发射过来的远程导弹可以交由前线战机控制来攻击目标。战机的战场感知能力将空前强化,甚至可以不需要预警机来支持。无人机除了协助侦察、攻击、电子战支援和空战外,还会有蜂群无人机这种改变作战规则的类型。
人工智能以及先进航电作为航空技术佼佼者,美国空军至今还没有决定第六代战斗机类型,原因在于他陷入有人还是无人的争议之中。部分人士认为可以将战机感知信息传输到后当,再由VR虚拟现实技术投影给操作员。操作员决定大方向战术安排,机载人工智能系统负责细节微调。这样虽然可能灵活性上不如载人战机,但没有飞行员这个累赘后,战机过载能力可以放宽到30G甚至50G,并且实现零伤亡。
这一想法的确非常有诱惑力,但也相当激进,美国现在也在两手准备,其航空工业御三家(波音、洛马、诺斯罗普)目前主要还是按照有人战斗机来预研。不过也都非常强调人工智能辅助飞行员作战、VR成像提供更翔实数据等。
这一趋势也是各国注重的方向,英国暴风雨战斗机提出VR虚拟座舱概念就相当不错。
定向能量武器(激光炮、电磁炮等)机载激光炮也是各国共同强调的领域,这一武器可能在未来十年内出现。装备机载激光炮后,战机将拥有全方向攻击能力,可以替代近程格斗导弹成为格斗的杀手锏。盘旋能力、绕后等狗斗关键词可能无用,直接见面射你一脸。并且机载激光炮也可以成为战机的主动防御手段,直接摧毁敌方袭来的对空导弹。
除了激光炮外,机载电磁炮也有可能出现在对地攻击型战机上,用来远距离摧毁坦克目标。
极强隐身能力目前第五代战斗机的隐身能力实际上主要针对某个方向和某一波段雷达进行优化,而下一代战斗机隐身性能将更加强化。气动方面,垂直尾翼将被拿掉,航向稳定性将完全由飞机的姿态感知系统和飞控系统自动调整。吸波能力超强的纳米隐身材料将开始得到应用,战机的隐身性能将得到空前强化。
洛克希德•马丁的六代机设计概念
诺斯罗普•格鲁曼的六代机概念设计
波音的设计概念
全空域作战能力与上面其他特性不同,这条目前是美帝“专属技能”,只有美国专门强调,原因无他,人家发动机技术最为牛逼。涡扇发动机有亚音速推力大,油耗低的特点,但超音速阻力高,在越来越强调高空高速情况下着实让人头疼。
所以美国提出外函道可调的涡喷-涡扇可变循环发动机概念,较大涵道比用于低速巡航,实现大作战半径;中等函道比用于亚音速格斗,进行最大推力;关闭外函道,以涡喷方式用于高空和超音速环境,从而在各种空域环境下都有理想的动力输出模式。
综合来看,第六代战斗机会在2030-2040年左右上市。一些机型可能只是选配了某一部分特性,例如欧洲的两个货连激光炮都没计划装备,作为未来升级项目。而一些系统成熟完善后,会下放给第五代战斗机们升级装备,使其变成5.5代战斗机。
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