美国F-22战斗机四大升级:作战能力取得质的飞跃

军迷圈
文|中国指挥与控制学会
来源:云上的空母、装备参考
美国权威媒体2017年8月30日刊文称,为了应对中国服役歼-20和俄罗斯即将服役的苏-57挑战,美国决定对F-22进行大升级,以维持现有的空中优势不动摇,猛禽将更加致命。那么这些升级的项目包括哪些呢,升级后的战斗力会否有质的飞跃呢?
根据现有消息,F-22的升级改造共有以下几项:对F-22的飞机隐身涂层进行定期维护,以维持飞机的低可探测水平(2019年完成);升级F-22的武器系统,特别是使其能发射AIM-120D和AIM-9X block2型导弹(2019年完成);升级改造通信系统,实现异型机间通信(2021年前完成);升级软件和机载传感器(2020年结束)。下面对这些升级进行详细解读。
F-22具有超高的隐身性,主要来源于良好设计的外形,外形设计的方法是将入射的电磁波通过大角度反射到其他不重要的地方,在主要需要隐身的方向保持极小的RCS(比如机头方向)。但这样做的劣势是折射并不消灭电磁波,在一个方向隐身必然意味着在另外一个方向非常不隐身,甚至超过一般飞机,如果对手的飞机不从正面袭来就麻烦了。
为此,美国人为隐身飞机开发了隐身涂层,主要是一些铁氧化物,可以对一定波段的雷达波吸收,大约降低10-100倍的RCS。但涂层由于飞行时飞机与空气摩擦经常脱落,据说我国在研制隐身飞机时也发现这一问题。美国人怎么解决的?他们的答案是每次都重新刷。
隐身涂层本身有毒,且吸收雷达波的频段并不宽,经常刷也不是个事儿。美国人造F-35时研制出了新隐身材料和蒙皮材料,基本解决了这一问题。但F-22生产线已关闭,无法替换蒙皮,于是就只能用新涂层。这种新涂层的雷达波频谱覆盖范围更宽,吸收能力更强,更不容易脱落,也具有环保性, F-22的隐身能力均值0.01平米,查阅相关论文,目前最先进的隐身材料比10年前可降低10倍RCS。估计使用该材料后,均值估计能到0.001平米,F-22将更加难以发现,对抗米波、分米波雷达的能力也更强。
F-22要升级的武器包括两种,一是AIM-120D,二是AIM-9X。与AIM-120C5相比,AIM-120D导弹的最大静射程由原来的120千米拓展180千米,使用GPS/惯性测量装置和双向数据链系统,其中GPS/惯性测量装置可以实现两个逆天功能:一是极大减少导弹飞行误差,让打击效能更为精确;二是可实现所有战机导弹坐标系统一,实现A制B导,也就是1号飞机锁定目标,2号飞机发射导弹。
此外180千米的静射程也与有源相控阵雷达更配,一般90千米射程的中距弹因要追飞机,只能在30千米附近发射,预留60千米动力。而AIM-120C5的120千米射程,也只能在60千米发射,如果对手一击不中,对手一个冲刺就可以飞入近距和F-22狗斗,那就不妙了,而AIM-120D的180千米的射程就可以轻松在视觉外打火鸡了。此外,双向数据链也让导弹的抗干扰能力更强,不会再发生红旗军演F-22导弹被EA-18G干扰还不自知,结果超视距被击落的情况。
对AIM-9X的升级主要是重新设计了引信和点火装置,增加了飞行安全性;升级了射程和发射后锁定的功能,这一升级主要是针对歼-20和苏-57试图在远程红外搜索系统(IRST)的帮助下,利用F-22红外信号首先发现并快速进入近距格斗的想法。升级后的AIM-9Xblock2射程可达到48千米,让对手更难进入近距,对手机动性强可以去和过载50G的AIM-9X去玩,F-22不喜欢打狗斗。
F-22一直以来存在的毛病就是与异型机无法通信,其内置的IFDL数据链只能在编队内实现通信。因为数据链通信本身会辐射电磁波,这种辐射会暴露F-22的位置。为了克服这一弱点,F-22将数据链信号搞成定向发射,即A只能传给B,B再传给C,这样子通信方式虽然又保密又扛干扰,却和LINK-16格格不入,无法共享数据。F-35使用了MADL多功能数据链解决了该问题,但F-22还没安装该数据链,其在空中只是一个信息孤岛,不能发挥体系作战威力,升级后的F-22将威力更强,在战役作战中发挥更大作用。
F-22的软件复杂,但和F-35比起来还差很多。F-35的软件系统能达到对手导弹来袭后自动判断其能力给出抗击建议的地步,这无疑会大大增强飞行员决策科学性。而在雷达上,以氮化镓为衬底的AN/APG-77雷达虽然探测距离远,但击穿电压和散热性能、电子漂移速率都无法和AN/APG-81相比,进而在抗电子干扰、低可探测能力上比不上后者。随着我国已DRFM数字射频存储器为主的电子战设备普遍配备飞机,F-22的雷达信号可能会变得不再难以截获,因此升级也是必要的。
总的来说,F-22升级后其作战威力非今日可比,我国需对其高度重视,在歼-20的今后升级改造中也使用上述技术,不至于产生较大的差距。
美空军F-22“延寿”至2060年
作者:廖南杰 来源:现代军事
据美国《国家利益》网站报道,美国空军高层近日表示希望能将F-22A战斗机的服役年限延长至2060年前后,这意味着仅有不足200架的“猛禽”机队将在未来40年内继续支撑美国的“攻势制空”能力。为达成这一目标,美军计划从2018财年开始下拨巨额预算,用于F-22的机体延寿和系统升级,使其在较长时间内继续保持竞争力。
当地时间6月7日,美国空军负责采办的部长助理阿诺德·邦奇中将会同负责项目规划的副参谋长杰里·哈里斯中将,联合向众议院武装力量委员会提交书面证词,其中明确指出,“(空军)计划使F-22在2060年前后依然能够应对可能出现的先进威胁,将在2018财年预算中编列6.245亿美元的研发、制造与测试评估(RDT&E)费用,以及3.985亿美元的装备采购费用。”
高层的雄心勃勃显然并未得到基层的一致认可。空战司令部F-22项目分析师汤姆·迈克因泰尔表示,包括飞行员和地勤人员在内的“猛禽”团队都被“继续服役40年”的目标所震惊,因为战斗机不同于轰炸机和运输机,其剧烈的机动和频繁的出动都会大幅削减机体寿命。
迈克因泰尔指出,F-22在研发过程中严格遵循了美国空军制定的“飞机结构完整性大纲”(ASIP),使其寿命在未经大修的情况下最长可达15000小时,远超8000小时的设计指标。仅从数据上分析,这基本能够实现服役至2060年的目标。最大的问题来自隐身涂层的破损和锈蚀。对此,美国空军计划在本世纪20年代中期之前为所有F-22更换全新隐身涂层,从而彻底杜绝锈蚀问题。
与此同时,美国空军还在对位于加利福尼亚州的西拉陆军仓库进行审计,清点存放在该仓库内的F-22生产设备。目前审计工作已完成85%,消息人士透露,所有设备均保存完好。这也再度引发了外界关于重启F-22生产线的质疑。空战司令部发言人卡利·凯斯勒少校迅速作出澄清,表示“(空军)没有恢复F-22生产的相关计划,这既不经济,也不实际”。实际上根据估算,重启生产线后的F-22单价可能飙升至2.06亿~2.16亿美元,显然令美军无力承受。
相对于遥远的2060年,迈克因泰尔和同僚的当务之急是保持F-22在现阶段直至2030年间“仍然掌握空中优势”。本刊此前介绍过的“增量3.2B”升级项目就是F-22近期开展的重大改进之一,将为该机全面整合AIM-9X和AIM-120D空空导弹,强化专用机间数据链(IFDL)的抗干扰能力和数据加密能力。迈克因泰尔介绍称,代号“升级6”的软件集成项目还将使F-22在2021年时具备Link-16数据链的收发能力——此前出于保持隐身能力的考虑,F-22与其他机型间的数据链无法共享,必须加装Talon HATE吊舱进行解码,最新的TACLink-16数据链解决了这一难题。有消息称,美国空军还考虑为F-22换装F-35使用的多功能先进数据链(MADL),进一步提升其态势感知能力。
据悉,F-22在设计时预留了三个空置的航电设备舱,用于未来设备升级使用,美国空军计划充分利用这些空间和开放式系统架构,对F-22的航电系统进行深入改进。例如,为配合TACLink-16数据链使用而研发的TACMAN软件具备敌我识别和电子防御能力,从而强化数据传输的效率和安全。
美国空军希望,在被称为“穿透型制空”(PCA)的下一代战斗机服役后,F-22将会扮演如今F-15C的角色,成为“高低搭配”中的“导弹载机”。
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