美军强对抗环境远域介入空空作战构想分析

2024-06-03 18:57袁成郑可陈黎田浩
航空兵器 2024年2期
关键词:空空导弹

袁成 郑可 陈黎 田浩

摘 要:本文分析了应对美航空装备实施远域介入空空作战的现实需求, 并结合美军正在研发的穿透型制空战斗机、 合作式作战飞机、 AIM-260空空导弹、 “远射”无人机等项目, 以及敏捷作战运用等最新作战概念, 研究分析了美军凭借下一代战机强大综合作战能力实现杀伤链自闭合、 基于隐身有人机与隐身无人机协同遂行分布式空中作战和使用现役非隐身战机在体系信息支持下施行远距空空打击等3种远域介入空空作战构想。

关键词:  远域介入; 穿透型制空; 合作式作战飞机; 空空导弹; 作战构想

中图分类号:TJ760

文献标识码: A

文章编号:  1673-5048(2024)02-0053-07

DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2024.0053

0 引  言

现代战争中, 航空装备倚天览地、 链接各域、 作战半径大、 作战响应快、 突防打击能力强, 作战优势明显。 从20世纪90年代初的海湾战争开始, 美军在历次局部战争中均取得了压倒性胜利, 其根源为快速夺取了空中优势。 自冷战结束后, 美国空军和美国海军航空兵认为其面对的作战环境相对宽松, 但随着美军主动转变竞争战略, 面对强大的反介入/区域拒止能力, 未来的空中作战必将呈现出强对抗的特点, 促使美军研制全新的制空作战装备和构建新型作战概念, 从远域出航介入战场遂行空中优势任务。

1 远域介入是美航空装备在强对抗环境实施空空作戰的主要途径

1.1 反介入/区域拒止能力迫使美军主要空海力量向远域后移

进入21世纪后, 美军以空海一体战、 介入并机动于全球公域的联合作战、 多域战等顶层作战概念为牵引, 提出在大规模战争爆发初期将主力作战部队后撤至一、 二岛链之间, 提高部队面对首波打击的生存力, 之后再从远域重返介入的作战设想。 与东欧地理环境不同, 西太平洋遥远的距离间隔是美军重返介入需要面对的重要挑战。

根据美国兰德公司、 战略与预算评估中心(CSBA)、 美国空天军协会米切尔研究所等知名国防智库发布报告中的作战设想看, 美国航空母舰和预警机、 加油机等高价值空中装备平均要距西太平洋海岸1 500~2 000 km左右。

在美国航空母舰运用方面, 根据米切尔研究所《在大国竞争中维持美军精确打击优势》研究报告, 为规避空射反舰巡航导弹的打击, 美国航空母舰预计战位为距西太平洋海岸1 700 km处。 另通过总结战略与预算评估中心等其他智库报告, 预计美国航空母舰战位为距西太平洋海岸1 500~2 000 km之间。

在美国加油机作战运用方面, 当前美国空军加油机主要为KC-46A、 KC-135等, 并在2024年1月31日发布了“下一代空中加油系统”的信息征询书, 西太部署基地主要为关岛、 冲绳和夏威夷。 美海军加油机为MQ-25A无人加油机, 伴随航空母舰作战。 综合美国智库报告, 研判美国空海军有人和无人加油机战位主要为菲律宾海、 台湾以东海域、 冲绳以东海域、 日本本土以东海域, 在距西太平洋海岸1 500 km左右开展空中加油作业。

在美国预警机作战运用方面, 当前美军典型预警机为E-2系列、 E-3系列等, 并正在研发E-7A预警机。

综合美国智库报告, 研判美国预警机战位主要为菲律宾海、 台湾以东海域、 冲绳东北侧海域等, 平均距离1 200 km左右。

由此可看出, 美国主要海空装备都需要从上千千米外的海域发起作战。 美国空军空中作战司令部司令马克·凯利上将为此表示, 空军需要远距感知、 远距干扰、 远距发射能力, 因为西太平洋地区的范围十分广阔。

1.2 美空中作战力量需要通过远域介入实现空中优势

通过进攻性制空和防御性制空取得空中优势是美军持续向远域投送军事力量的前提条件。 米切尔研究所认为, 在以往反恐战争、 局部战争的宽松作战环境中, 美国空军在数分钟内就可闭合杀伤链。 但西太平洋美军并没有临近可用的空军基地和部署在海岸线附近的航空母舰, 且美军认为其航空装备必须从远距介入开展空中优势任务, 导致空空作战杀伤链必须进一步拓展其范围, 以跨越更久的时间和更大的空间。

在2024年初, 美国空军在年度战争研讨会上表示, 远距投送杀伤能力是美国空军一贯的追求, 特别是希望能够杀伤敌方以先进预警机为核心构建的制空作战体系。 预警机是现代空中战争的重要探测和指控节点, 也是作战对手最希望杀伤的高价值航空装备。 例如据西方主流媒体和乌克兰方面报道, 2024年1月15日俄空天军一架A-50预警机被击落, 成为战争史上首架被击落的预警机。 紧接着在2月23日, 又有一架A-50预警机被击落。 美军同样对打击敌预警机存在迫切需求, 在2022年度的战争研讨会上, 美国太平洋空军司令威尔斯巴赫就表示, 对破坏由预警机支持的、 由隐身战机发射远距空空导弹的远距空空杀伤链很感兴趣。

1.3 美军希望依托全新装备和作战构想实现远域介入空空作战

美国空军目前有179架F-15C/D, 185架F-22A(其中约20%用于训练、 测试和处于封存状态), 400架左右F-35A。 美军认为, 上述装备难以实现压倒性空中优势。 一是隐身已成为现代主战机型的基本能力, 面对日益强大的预警、 探测和性能先进的空空导弹, F-15C等非隐身战机综合作战能力有限。 二是F-22A和F-35系列战斗机已服役多年, 其隐身、 超巡、 超机动等能力是否能够获得优势存在疑问。 三是航空装备的服役数量有限。 近些年美国空军一直强调受预算不足影响, 其规模已是冷战后的最低值。 面对强对抗、 高消耗的空战, 较少的可用战机数量使美国空军在大规模运用时更加捉襟见肘。

因此, 近些年美军正以“下一代空中优势”型号项目为依托, 秘密研制包含穿透型制空有人战斗机、 合作式无人作战飞机(CCA)为代表的穿透型系统簇, 并同步秘密发展以AIM-260为代表的新型空空导弹型号, 以及其他新概念空空导弹预研项目, 以期实现技术突袭。 通过梳理美国防智库报告和上述项目最新发展情况, 综合研判认为, 美军为实现远域介入空空作战, 设想了凭借下一代战机强大综合作战能力实现杀伤链自闭合、 基于隐身有人机与隐身无人机协同遂行分布式空中作战、 使用现役非隐身战机在体系信息支持下施行远距空空打击等多种作战构想。

需要说明的是, 天基传感器对于美军执行远域介入空空作战至关重要。 一是天基传感器探测范围广, 可覆盖广阔海域, 大幅拓展美军空空杀伤链的范围。 二是卫星星座数量多, 作战冗余度高, 抗打击能力强, 战场生存能力突出。 为此, 美空天军协会会长、 退役中将布鲁斯·怀特表示, 美军需要天基传感器具备提供空中动目标指示(AMTT)的能力。 另外米切尔研究所也认为, 天基传感器对于在强对抗环境中闭合远距空空杀伤链十分重要。 因此美军正在发展具备预警、 探测、 通信等能力的低轨卫星星座等全新天基传感器。 但本文仅聚焦美远距介入空空作战构想, 不针对天基装备发展及如何支持空空作战进行详细研究。

2 美凭借下一代战机强大综合作战能力实现杀伤链自闭合

2.1 美国继续发挥战机隐身能力优势

目前欧美国家军事界普遍认为, 对于隐身作战飞机来说, 其战时最有效的使用方式之一就是利用自身的隐身性能优势, 渗透穿越敌方严密防空網并打击其作战体系中的关键核心节点(例如预警机、 通信指挥机), 从而为己方后续作战扫清最具威胁性的障碍。

虽然当前以分布式空中作战、 马赛克战等为代表的作战概念是美军发展热点, 且立项了一批无人僚机、 无人机蜂群、 自主协同、 低成本制造等预研项目, 使在强对抗环境中具备自主作战和协同作战能力的无人机成为军用航空装备的重要发展方向。 但是从美军目前发展情况看, 具备更加强大隐身能力的多功能有人机仍是空军的最优先发展型号。 在强对抗环境中, 美军下一代有人战斗机, 借助优异的隐身性能并结合强大的电子对抗能力, 具有距离目标近、 打击速度快、 杀伤链自闭合能力强等优点, 另外通过大量配装类似“游隼”“库达”等紧凑型空空导弹, 单次出动可闭合更多空空杀伤链。 最后, 下一代隐身有人机还可充当防区内重要的C4ISR节点, 为防区内外的美军其他装备提供体系作战信息。

因此, 米切尔研究所在《赢得杀伤链竞争: 规模、 范围、 速度和生存性》报告中指出, 就像在宽松对抗环境中美军“捕食者”系列无人机能够完成杀伤链自闭环, 美军下一代隐身战斗机也可凭借强大的隐身、 信息感知与处理、 电子战等能力, 在强对抗环境中独立完成杀伤链的所有环节, 实现杀伤链自闭环, 以支持更加宏大的分布式空中作战。

2.2 美国穿透型制空有人战斗机最新发展情况研判

如前文所述, 美军正在研发穿透型制空隐身有人战斗机, 在战争初期谋求不与或少与敌防空系统直接火力对抗, 更强调隐身穿透打击对美空中优势威胁最大的作战力量, 如高价值军用飞机等目标。 目前关于穿透型制空战斗机的开源信息很少, 美国空天军协会旗下的《空天军杂志》表示, 穿透型制空战斗机可能会放弃高机动性, 转而采用更大的内部油箱和更重的武器有效载荷。 相比F-22A, 其雷达截面应该更低, 且具备宽带隐身能力。 该机预计装备红外搜索和跟踪系统, 通过热信号以被动静默方式识别敌方隐身飞机。

在升限方面, 《空天军杂志》认为穿透型制空战斗机升限可能约19.8~21.3 km。 而美国《战区》网站也认为, 穿透型制空战斗机的升限可能与F-22A(18.29 km)相当或者更高。 因为更高的飞行高度能带来更远的通信距离和更远的武器打击范围, 允许穿透型制空战斗机在更大范围与有人机和无人机开展协同, 最大程度降低对天基信息的依赖。

在飞行速度方面, 《战区》网站认为, 由于西太平洋海域广阔, 作战距离遥远, 穿透型制空战斗机在配装自适应变循环发动机后, 预计在更省油的情况下相比F-22A具有更快的超声速巡航能力。 F-22A为省油会选择稍微超过马赫数1的速度进行超巡, 但也能在相对费油的情况下实现马赫数1.7的超巡。 而在加力状态下, F-22A最高速度可达到马赫数2.1。 因此《空天军杂志》认为, 穿透型制空战斗机在开加力的状态下最高速度可能会达到约马赫数2.8。 一般认为, 以超过马赫数2的速度进行超巡时, 积累的热量会降低飞机的红外隐身能力。 因此综上研判, 穿透型制空战斗机的超巡速度可能为马赫数1.4左右。

在航程方面, 《空天军杂志》认为, 由于配装了自适应变循环发动机和更高的超巡速度, 穿透型制空战斗机的航程可能相比F-22A扩大25%~30%。

最后, 穿透型制空战斗机采用了由数字工程、 敏捷软件开发、 开放系统架构组成的“数字三位一体”采办策略, 利用开放式架构标准, 在整个寿命周期中可灵活植入最新技术水平的软硬件, 实现任务能力和样式的不断升级, 并大幅降低维护和持续保障成本。 美国空军部长肯德尔表示, 在平台竞标结束后, 将在不同时间段围绕各任务系统展开竞标。

目前, 诺斯罗普·格鲁曼公司已退出穿透型制空战斗机的竞争, 只剩波音和洛克希德·马丁公司。 根据《航空周刊》网站报道, 洛克希德·马丁公司的穿透型制空战斗机基于F-22A和F-35战斗机, 但设计更为激进。 而波音公司采用了不同以往战斗机的全新设计方案。 肯德尔在2022年表示, 穿透型制空战斗机预计产量为200架, 将在2030年左右投产并形成作战能力。

综合美国各权威方论述, 研判认为穿透型制空战斗机是一种能深入强大防空系统作战的型号, 具备更强大的无人机指控能力, 相比F-22A和F-35系列战斗机, 将大幅增强杀伤力、 远航久航能力、 战场生存力、 装备互用性和环境适应性。

同时, 美国海军也正在其“下一代空中优势”项目中研制全新有人战斗机。 虽然相比美国空军, 美国海军对有人战斗机有其特殊要求, 但两个军种在下一代有人战斗机研发方面协调密切, 比如两个军种的下一代有人战斗机会使用相同的任务系统、 指控和通信架构等, 并计划能无缝来回交接对方无人机的控制权。

3 美国基于隐身有人机与隐身无人机协同遂行分布式空中作战

3.1 合作式作战飞机是美国空军下一代空中优势系统簇的重要装备

如前所述, 能在强对抗环境中作战的无人机已成为军用航空发展热点, 且合作式作战飞机是美国空军下一代空中优势系统簇的重要装备。 米切尔研究所表示, 发展合作式作战飞机是美军在近期有效应对挑战的“稍纵即逝”的机会。 因此可预见, 基于隐身有人机与隐身无人机协同的分布式空中作战必将成为美远域介入空空作战的主要途径。

合作式作战飞机旨在帮助美国空军各类有人机在强对抗环境中以较低成本实现作战优势, 其同样使用“数字三位一体”采办策略。 目前看, 合作式作战飞机是一系列无人机的总称, 不同无人机的构型、 起飞重量、 作战功能、 成本将会有明显不同, 成本在数百万美元到几千万美元之间。

在技术特征方面, 肯德尔希望合作式作战飞机具备宽带隐身、 先进电子战和远航程等特点, 能配装AIM-260等先进空空导弹, 有能力执行“全套战术行为”。

在成本方面, 肯德尔在2023年3月28日表示, 合作式作战飞机的成本可能是F-35A的二分之一到四分之一。 而F-35项目执行官迈克尔·施密特中将在3月29日透露, F-35A的价格为8 250万美元, 因此可预估合作式作战飞机的价格在2 060万美元至4 130万美元之间。

在作战编成方面, 2022年4月, 肯德尔表示1架穿透型制空战斗机将与4~5架合作式作战飞机协同。 2023年, 肯德尔又透露希望至少有1 000架合作式作战飞机来与计划中的200架穿透型制空战斗机和300架F-35A机队配对使用。 可见1架穿透型制空战斗机或F-35A预计可指控2架合作式作战飞机。 另外, 美空军前参谋长布朗将军(现任美军参联会主席)在2023年2月表示, 除了战斗机, 合作式作战飞机也可由KC-46A加油机或E-7预警机指挥控制。

在作战任务方面, 美军表示合作式作战飞机将发挥重要作用。 太平洋战区空军司令威尔斯巴赫将军认为, 合作式作战飞机将通过敏捷作战运用方式灵活部署基地里, 战时其将使战场变得复杂和混乱, 通过诱饵、 欺骗、 突袭、 火力投射等方式吸引对手注意力, 以掩护美军高端有人战斗机。

3.2 美国隐身有人机-无人机远域介入协同制空作战构想

2023年10月, 美国空军战斗机和先进飞机项目执行官戴尔·怀特准将在年度空天网大会上表示, 合作式作战飞机的最初重点将聚焦空空作战。 2024年2月, 米切尔研究所发布了《合作式作战飞机开展颠覆性空战的需求》报告, 构建了多种作战场景, 分析了合作式作战飞机如何提升美空军装备规模和作战能力, 并为未来兵力设计提供了建议。 其中一个作战场景便是使用合作式作战飞机瞄准打击敌高价值预警机, 压制敌远距空空杀伤链。

在该场景中, 美军的参战机型主要为40架有人隐身战斗机, 包括16架F-22A和24架F-35A; 112架合作式作战飞机, 包括52架CCA-5、 30架CCA-9、 30架CCA-10和18架CCA-3; 高价值航空装备, 包括E-7A预警机和加油机, 在距敌海岸线1 110~1 480 km左右飞行。

其中CCA-5为制空型无人机, 具备低可探测性, 最大航程大于1 200 km, 配装低成本被动传感器和2枚空空导弹, 由空中发射或使用助推器在地面发射, 其可一次性使用, 成本200~1 500萬美元; CCA-9为ISR和通信型无人机, 拥有低可探测性, 最大航程1 850 km, 配装合成孔径雷达, 一次性使用, 成本200~1 500万美元; CCA-10为电子战型无人机, 具备极低可探测性, 航程大于5 500 km, 配装电子战载荷, 一次性使用, 成本200~1 500万美元; CCA-3为制空型无人机, 拥有极低可探测性, 航程5 500 km, 配装主动相控阵雷达和红外搜索与跟踪传感器, 配装6枚中距空空导弹, 可进行回收, 并同时具备可消耗属性, 成本1 500~4 000万美元。

报告设想使用两个波次遂行远域介入空空打击任务。 第一波次使用由CCA-5、 CCA-9和CCA-10组成的无人机编队作为先头部队扰乱和打击敌空中作战力量, 引诱预警机暴露其位置并进行瞄准, 向E-7A预警机传送信息, 为第二波次打击力量提供支撑。 其中CCA-5由B-52H轰炸机从防区外发射, CCA-10和CCA-9使用敏捷作战运用方式, 提前部署在冲绳等一岛链机场, 并随时应招参战。 第二波次使用F-22A、 F-35和包含CCA-3在内的更多合作式作战飞机组成的编队完成对敌预警机的打击, 其中CCA-3同样通过敏捷作战运用方式, 使用冲绳和菲律宾的机场应召参战。

报告认为, 在强对抗环境中, 合作式作战飞机让B-52等非隐身作战飞机可以参与到强对抗环境中的制空作战任务中, 另外结合敏捷作战运用方式, 可大幅提升空战传感器和武器的数量, 让美军重获压倒性空中优势, 其中合作式作战飞机能否到达空空导弹的发射点是场景推演的重要环节。

3.3 合作式作战飞机最新发展情况

美国空军在2024年度战争研讨会期间表示, 目前开发的合作式作战飞机被称为“增量一”, 由波音公司、 通用原子公司、 洛克希德·马丁公司、 诺斯罗普·格鲁曼公司和安杜里尔公司负责竞争性研制。 另有数十家公司在自主协同、 传感器、 指挥与控制等方面提供技术支持。 美国空军预计2024年下半年, 上述5家承包商通过竞争淘汰掉2~3家, 并在2028年之前实现“增量一”的生产。 除此之外, 美国空军计划在2025财年正式启动“增量二”的研制, 但其需求仍未确定。

2024年2月, 通用原子公司在美空军研究实验室(AFRL)“机外传感站”(OBSS)项目中首次成功试飞了XQ-67A无人机, 如图1所示。 同时美国空军也承认了正在推进“机外武器站”(OBWS)项目。 目前认为, “机外传感站”主要携带各类传感器, 飞行速度相对较慢, 但续航时间更长。 而“机外武器站”飞行速度更快、 机动能力更强。 由于上述项目的保密程度较高, 美空军并未透露“机外传感站”“机外武器站”与合作式作战飞机的关系, 目前研判认为前者可能为后者系列型号中的两类无人机。

2023年9月, 通用原子航空系统公司宣布, 获得美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)“远射”项目(LongShot)飞行测试阶段合同, 同时公布了无人机构型, 如图2所示。 “远射”项目旨在开发由有人机挂载和投射、 携带空空导弹的空射无人机, 以显著扩大空空交战范围。 根据公布的图片, “远射”无人机采用细长机身、 小鸭翼、 倒V型双尾翼构型, 并使用背负式进气道提高隐身能力, 后掠主翼为折叠设计, 进一步提高机载挂装适应性。 “远射”无人机与上文CCA-5无人机的装备形态和作战运用方式十分类似, 目前研判“远射”项目也可能以DAPPA惯用的快速研发模式, 直接转化为合作式作战飞机中的某一型号。

4 美国设想使用现役非隐身战机在体系信息支持下施行远距空空打击

4.1 美国正不断提高空空导弹作战范围实现防区外投射打击

美国空军目前除大力发展隐身战机外, 还装备了大量非隐身战机, 如B-52H和F-15EX等。 战时上述战机除在防区外投射AGM-158系列亚声速巡航导弹、 AGM-183A等高超声速导弹执行对面打击任务外, 还设想配装远程空空导弹, 在防区外开展空中目标的打击。

CSBA发布的《大国竞争时代的美国空军》报告表示, 希望B-52H轰炸机配装远程空空导弹, 接收来自防区内的配装低拦截概率(LPI)/低探测概率(LPD)数据链的隐身有人机或无人机的目指信息, 完成远程空空打击杀伤链闭合, 如图3所示。

在技术推动、 需求牵引、 威胁应对等多方因素驱动下, 空空导弹的射程正朝着越来越远的方向发展。 如在俄罗斯方面, 其R-37远程空空导弹已用于俄乌冲突。 在美国方面, 前文所述的“远射”空射无人机, 广义上也属于远程空空打击装备, 而美国空军AIM-120D空空导弹2021年配装F-15C战斗机击落了BQM-167无人机, 打破了美国空军最远的空空导弹击落距离记录, 支撑了美国空军远距杀伤链能力建设。 目前, 美国空军正在研发射程更远的AIM-260等新型中远距空空导弹。

米切尔研究所在《赢得杀伤链竞争: 规模、 范围、 速度和生存性》报告中指出, 远程空空导弹为实现预期作戰效能需要具备以下能力: 一是需要有更高的飞行速度; 二是通过隐身构型设计和使用隐身材料, 增加敌方探测难度; 三是要进一步提高机动能力, 降低敌防空系统的拦截能力。

4.2 美国AIM-260空空导弹发展情况研判

AIM-260“联合先进战术导弹”(JATM)是美军在研的新型中远距空空导弹型号, 综合研判其具有射程远、 制导精度高、 抗干扰能力强、 可内埋等特点, 未来将全面替代美国现役主力AIM-120系列中距空空导弹。

2019年6月, 美国空军武器项目执行办公室透露, 为对抗隐身战机和中远距空空导弹, 正与美国海军一起联合研制AIM-260, 并已于2017年授予洛克希德·马丁公司型号合同。 据以往经验分析, 美国可能于2014~2015年便开始启动项目, 并经过竞争程序选定了最终承包商。

美军对AIM-260项目高度保密。 据公开报道, 自2020年4月起, 美国佛罗里达州埃格林空军基地开始负责AIM-260导弹的试验测试。 此后, 美国空军QF-16全尺寸靶机开展了大量飞行任务, 推测可能与AIM-260导弹试验有关。

在射程方面, 美国空军表示AIM-260射程将超过AIM-120D。 2024年3月, 米切尔研究所未来概念和能力评估主任马克·冈辛格发表了《解决空军距离焦虑的4项解决方案》文章, 其把AIM-260称为美国空军空射的标准-6导弹(射程240 km)。 而根据该弹不同寻常的型号编号, 推测其最大动力射程可能在26 km左右。

在尺寸方面, 美国空军表示AIM-260导弹弹径和长度与AIM-120相仿, 仍使用固体火箭发动机, 可配装美军当前和未来的F-22A战机、 F/A-18战机、 F-35战机、 穿透型制空战斗机以及合作式作战飞机等机型。

最后, 结合当前技术最新发展情况, 综合研判AIM-260导弹可能采用以下技术: 低阻气动外形技术、 轻质结构材料技术、 多模导引技术、 多脉冲固体火箭发动机技术、 高能推进剂技术、 制导引信一体化技术、 直接力/气动力复合控制技术、 定向战斗部技术或动能杀伤技术、 网络制导技术、 双向抗干扰数据链技术、 开放式系统架构技术、 数字工程技术等。

4.3 美国新动力体制远程空空导弹发展预测

除了传统固体火箭发动机类空空导弹, 美军也在面向远程空空导弹探索发展全新的动力体制, 如旋转爆震发动机(RDE)等, 以实现更远的射程、 更快的速度和全新的作战样式。

当前美国国防部、 各军种都将旋转爆震发动机技术作为吸气式动力的重点发展方向。 如DARPA在2022年启动了“开局”(Gambit)项目, 希望利用吸气式旋转爆震发动机在尺寸和燃烧效率等方面的优势, 为非隐身战斗机提供远程打击导弹; 2022年初, 普·惠公司获得了美国空军研究实验室一份旋转爆震发动机地面演示验证项目合同, 与雷神导弹与防务公司、 雷神技术研究中心共同执行, 预计该项目的目标是发展一型配装旋转爆震发动机的巡航导弹。 除对面打击巡航导弹, 据公开报道, 美国空军研究实验室也正在探索将固体燃料旋转爆震发动机技术应用于远程空空导弹中。

在DARPA、 NASA等机构多年支持下, 美军在超燃冲压动力技术方面的积累深厚, 成熟度相对较高, 启动了两型空射吸气式超燃高超声速巡航导弹的型号研制。 美国空军2022年立项了“高超声速攻击巡航导弹”(HACM)项目, 由F-15EX等多种平台挂载, 在防区内/外打击固定目标、 时敏目标, 预计2027年形成作战能力。 2024年初, 美国通用动力公司公布了其参研的导弹助推器尺寸参数, 其中HACM助推段直径0.5 m、 长度2.29 m, 而标准-6 BLOCK 1B助推器直径0.53 m、 长度2.34 m, 二者助推器尺寸比较接近。 基于相似规格的助推器尺寸, 对通用动力公司公布的HACM与标准-6 BLOCK 1B剪影图片进行缩放对比, 根据标准-6 BLOCK 1B弹径参数(0.34 m)研判, HACM巡航段弹径同样为0.34 m左右、 弹长5.2 m左右, 巡航体长度2.9 m左右。

美国海军于2023年启动了“进攻性高超声速空射反舰导弹”(HALO)项目, 计划于2028年具备初始作战能力, 由F/A-18E/F等舰载机挂载打击大型水面目标。 由于受航空母舰舰载机挂装限制, HALO导弹尺寸重量面临更多约束, 其整体尺寸相比HACM将进一步缩小。 经综合研判, 目前美军吸气式超燃高超声速空空导弹技术成熟度较高, 通过更换导引头、 引战系统和制导控制算法等, 可迅速发展出一型空空导弹装备。

5 几点看法

5.1 美军可能同时运用多种方式开展远域介入空空作战

上文根据美国空军官方发言及国防智库报告分类总结了美军强对抗环境远域介入空空作战构想, 但预计在实际作战中, 为达到快速夺取空中优势的目的, 美空中力量将同时采用防区内突防+防区外打击、 有人机+无人机、 隐身战机+非隐身战机等多种方式开展制空作战任务。 其中有人隐身战斗机是“核心”, 隐身无人机是“作战效能倍增器”, 非隐身轰炸机和战斗机是“军火库”, 预警机是“空中指挥所”, 在天基传感器等多域信息支援保障下, 通过组合拳合力完成空空打击任务, 实现远域空空杀伤链/杀伤链闭合。

5.2 美军空空导弹呈现出多样化的发展趋势

近几十年, 美军空空导弹虽经历了四代发展, 总体性能得到巨大提升, 但一直以“基本型+系列化”的思路延续发展, 目前只有中距雷达弹和近距红外弹两种装备类型。 随着美军转向大国竞争, 构建了各新型作战概念构想, 设计了全新的空战装备, 也使空空导弹呈现出了多样化的发展趋势。 如除传统中距雷达弹和近距红外弹外, 为配装合作式作战飞机和穿透型制空战斗机在防区内构建多条杀伤链, 类似“游隼”等小尺寸紧凑型中近距空空导弹已成为重要发展方向; 为在防区外执行远距空空打击, 类似“远射”等新概念远距空空打击装备也成为探索的熱点。 可以预见, 未来美军空空导弹的装备类型将迎来多样化的发展格局, 也会使美空空导弹型号研制竞争更加激烈。

5.3 美军远域介入空空作战构想仍面临不少挑战

美军认为, 为实现上述远距介入空空作战, 还需要在技术研发、 指挥控制、 作战概念等方面不断进行创新研究。 如合作式作战飞机通过敏捷作战运用或空中投放方式介入战场, 一是如何指控其与有人机进行编组作战, 二是如何让无人机的自主能力、 成本与具体任务相匹配, 三是如何处理大量无人机的后勤保障问题等, 都需要开展进一步研究。 另外, 防区内的隐身战机向防区外平台传送敌空中目标信息, 需要以强大的传感器和安全的通信链路为基础, 但在强对抗环境中, 干扰、 欺骗以及敌方的其他行动都会降低美军传感器和通信链路的效能。 即便信息可传送至防区外, 美军认为目前远距攻击空中高动态目标的时间窗口与导弹的飞行时间尚不匹配。 如CSBA认为, 未来马赫数6的高超声速空空导弹需耗时10 min才能打击1 100 km外的目标, 对于瞬息万变的空战时间可能过长, 需要进一步构建合理的作战场景, 梳理装备的作战运用样式。

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Analysis of the Operational Scenarios of U.S. Militarys

Long Range Air-to-Air Intervention Operations in a

Intense Combat Environment

Yuan Cheng1, 2, 3*, Zheng Ke1, 2, 3, Chen Li1, 2, 3, Tian Hao1, 2, 3

(1. Collaborative Innovation Center for Future Airborne Weapon Technology, AVIC, Beijing 100029, China;

2. Chinese Aeronautical Establishment, Beijing 100029, China;

3. China Airborne Missile Academy, Luoyang 471009, China)

Abstract: Based on the analysis of the demand of U.S. aviation assets to implement of the long-range air-to-air intervention of the great powers high-end war, and combined with the penetrating counter air fighter, collaborative combat aircraft, AIM-260 air-to-air missiles, Long Shot unmanned aerial vehicles and other projects, as well as the latest concept of operations, such as agile combat employment, this paper researches and analyzes three kinds of long range air-to-air intervention operation scenarios: using the next generation stealthy manned fighter to achieve kill chain self-closing, based on stealth manned aircraft and stealth unmanned aircraft to execute distributed air operations, and using existing non-stealth aircraft under the outer information support to carry out long-range air-to-air strikes. In the end, raise three points of view.

Key words: long-range intervention; penetrating counter air fighter; collaborative combat aircraft; air-to-air missiles; operation scenario

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