美空軍解讀未來裝備與技術(shù)

任海燕　徐　麗

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，從地面到太空，軍事裝備已經(jīng)發(fā)生了巨大變化，從海灣戰(zhàn)爭、“沙漠風(fēng)暴”到最近發(fā)生的伊拉克戰(zhàn)爭均證明，科技實力已成為決定戰(zhàn)爭成敗的關(guān)鍵因素之一。面對21世紀(jì)安全形勢的不斷變化以及高技術(shù)武器裝備的迅猛發(fā)展，號稱世界第一經(jīng)濟和軍事強國的美國也并非高枕無憂，而是更加積極地抓緊研制適應(yīng)未來作戰(zhàn)需求的武器裝備。坐落于美國俄亥俄州賴特帕特森空軍基地的美國空軍研究試驗室的研究成果可以說是全球空軍裝備及技術(shù)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，倍受業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。目前，為應(yīng)對“未來空戰(zhàn)”，明確未來空戰(zhàn)裝備和技術(shù)的發(fā)展方向，這里的工作人員對未來10—20年間可能出現(xiàn)的空戰(zhàn)樣式進行了深入的探討和研究，從動力裝置、隱身性、精確打擊能力、無人機應(yīng)用、激光武器、外空資源等幾個方面，提出了值得我們重視和研究的一些見解。

新型航空發(fā)動機將大幅提升戰(zhàn)斗機飛行速度

自從1903年萊特兄弟發(fā)明的飛機成功試飛以來，提高飛機的飛行速度一直是人們孜孜以求的目標(biāo)?，F(xiàn)在，美國正在研發(fā)一種新的航空發(fā)動機，這項新技術(shù)很有可能在未來某一天使飛機打破以往所有的速度記錄。美國空軍研究實驗室推進部主任羅伯特莫希爾博士稱，為了進一步提高飛行速度，該實驗室曾開發(fā)出一種新型沖壓發(fā)動機，它利用4個艙體來壓縮空氣，可使飛機的飛行速度可達馬赫數(shù)2—5。首次使用沖壓噴氣(Ramjet)技術(shù)的飛行器要屬極具傳奇色彩的“黑烏”SR-71了，到目前為止，sR-71在噴氣式有人駕駛飛機中一直保持著最高的速度記錄，通?？蛇_馬赫數(shù)3以上，從洛杉磯到紐約僅需64分鐘，而且，當(dāng)飛行員探測到有地對空導(dǎo)彈正準(zhǔn)備發(fā)射的話，飛機上的標(biāo)準(zhǔn)逃逸裝置會馬上啟動加速裝置。到目前為止，還沒有一架SR-71被擊落過。

羅伯特·莫希爾博士說，目前，空軍研究實驗室已經(jīng)實現(xiàn)了新的技術(shù)突破，開發(fā)出高超聲速組合式發(fā)動機，即高速渦輪發(fā)動機和沖壓發(fā)動機的組合，這種組合式發(fā)動機采用常規(guī)的噴氣式飛機燃料就能夠使飛機飛出馬赫數(shù)4～7的速度，如果采用碳?xì)浠蛞簹淙剂?，還可以達到馬赫數(shù)14的速度。

沖壓發(fā)動機最吸引人的一點是內(nèi)部構(gòu)的簡單化，氣流按預(yù)設(shè)的涵道運行，減速、燃燒，發(fā)動機內(nèi)不需要壓氣機，因而更加輕巧，有利于實現(xiàn)更快的速度。2004年3月，美國航空航天局進行了以超燃沖壓噴氣式發(fā)動機為動力的無人機的首飛試驗，再次刷新了航空史上的速度記錄，飛行速度達到馬赫數(shù)7，一年之后又史無前例地達到了馬赫數(shù)10。超聲速沖壓發(fā)動機的一個最有用的特點是體積小，所以很可能應(yīng)用于超聲速巡航導(dǎo)彈，現(xiàn)在通常采用的是亞聲速導(dǎo)彈，而一些國家正在研究超聲速巡航導(dǎo)彈和高超聲速巡航導(dǎo)彈，它們的速度非?？欤涑桃埠苓h。預(yù)計未來十年內(nèi)，該技術(shù)將應(yīng)用到這一領(lǐng)域。另外，超燃沖壓噴氣式發(fā)動機技術(shù)還有可能給航天領(lǐng)域帶來革新，使航天飛機更像一架常規(guī)的飛行器，從普通的跑道上起飛，進入軌道。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，研究人員們還在努力研制更大、更好、效率更高的發(fā)動機，一旦成功，實現(xiàn)馬赫數(shù)5--7的速度就不足為奇了。

隱身性能進一步提高

早在1974年，美國軍方就開始實施隱身飛機的研制了。當(dāng)時洛克希德·馬丁公司承擔(dān)了一個代號“哈維”的絕密項目，這在當(dāng)時看起來是“不可能的任務(wù)”；創(chuàng)造出一架看不見的飛機。SR-71可以說是第一架無論在外形還是材料運用方面都進行了隱身設(shè)計的飛機，但是由于自身排放的熱能，這種飛機還是很容易被探測到。

1989年，經(jīng)過15年的秘密攻關(guān)，美國空軍的一款黑色噴氣式戰(zhàn)斗機F-117亮相了。F-117最突出的特點就是隱身性能，科學(xué)家首先在飛機的外形設(shè)計上做出改進，盡可能減少反射面，使雷達無法“看到”這架飛機。飛機的表面被設(shè)計成很多組合的平面，而且涂敷上吸波材料以降低雷達波反射，飛機上攜帶的炸彈和其它可能引起雷達波反射的材料都被深深地藏在飛機內(nèi)部，而且飛機發(fā)動機噴口位于機身和機翼上方，使處于飛機下方的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈很難鎖定目標(biāo)。

另外一型轟炸機B-2也被美國空軍所采用。一開始，B-2不僅費用超支，而且非議不斷，但該型號最終在實戰(zhàn)中證明了自己的能力。該機曾多次在世界航展中亮相，也是美國迄今為止造價最高的飛機，每一架飛機的成本達到20億美元。B-2是亞聲速飛機，其發(fā)動機沒有加力燃燒室，同時，飛機也沒有配備用于自衛(wèi)的空空導(dǎo)彈。也就是說，除了隱身性好以外，沒有--什么能保護它們。但是有時只有隱身是不夠的，既能躲避雷達，又能發(fā)動攻擊的飛機才能在21世紀(jì)的天空中占領(lǐng)絕對優(yōu)勢。

美國空軍研究實驗室一直試圖將現(xiàn)有先進技術(shù)進行整合，形成系統(tǒng)。例如，除了B-2等現(xiàn)有亞聲速飛機平臺以外，他們還在考慮制造出比聲速快1～2倍的超聲速飛機平臺，并進一步將速度和隱身性能更好地結(jié)合起來，協(xié)同發(fā)展。替代美國空軍F-15的F-22A是第一種在速度和隱身性能上都具有優(yōu)勢的軍用噴氣式飛機，也是第一型可以毫無障礙地同時進行空地戰(zhàn)和空空戰(zhàn)的戰(zhàn)斗機。F-22具有很好的隱身性能，飛機上攜帶的武器系統(tǒng)和發(fā)動機也被最大程度地“隱藏”起來了。美國不少專家認(rèn)為，一旦這種高技術(shù)、高成本的噴氣式飛機完全投入使用，可以確保美國及其盟國在未來10年一直擁有空中優(yōu)勢。

F-35也具備類似F-22A的性能，該機被設(shè)計成聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機，將在美國空軍、海軍和海軍陸戰(zhàn)隊以及英國皇家空軍服役。所有型號F-35在隱身方面的設(shè)計都是一樣的，不過每個軍兵種都根據(jù)自己的特殊需要對這款飛機進行了改造。預(yù)計2025年以前，美國空軍將把絕大部分飛機都換成隱身飛機。

精確制導(dǎo)武器將成為絕對的利器

1991年爆發(fā)第一次海灣戰(zhàn)爭時，盟軍只有8％的彈藥為精確制導(dǎo)彈藥，12年后的第二次海灣戰(zhàn)爭中，這一比例達到70％。但是這些精確制導(dǎo)彈藥距離真正“精確”尚有很大距離，誤傷友軍和誤炸事件時有發(fā)生，給美國帶來了深刻的教訓(xùn)，所以美軍加緊了對體積更小、重量更輕、制導(dǎo)更精確的彈藥的研制。例如，美軍認(rèn)為，現(xiàn)在裝備部隊的精確制導(dǎo)彈藥通常約500磅重，如果能把重量降低到250磅左右，就可在實現(xiàn)同等作戰(zhàn)效能和精確度的條件下，使戰(zhàn)斗機攜帶武器量增大1倍，打擊雙倍數(shù)量的目標(biāo)，從而進一步提高總體作戰(zhàn)效能。目前，美國空軍研究實驗室正在重點研究采用全球定位系統(tǒng)制導(dǎo)的精確制導(dǎo)彈藥。此外，激光制導(dǎo)彈藥也將發(fā)生新的變化，這種彈藥通常是采用激光光束定位目標(biāo)，然后由人工操作來實施打擊，未來這項技術(shù)可能會演變?yōu)橄韧ㄟ^激光掃描制成一系列圖像，然后由武器對這些激光圖像進行處理。例如，要打擊一輛坦克時，就事先在武器的控制程序中輸入該坦克的圖像，武器在發(fā)射后，會自動在戰(zhàn)場中去尋找該目標(biāo)，并對其實施打擊。所以未來的武器的基本

工作模式就是搜索目標(biāo)、識別目標(biāo)，然后將信息反饋給指揮官進行確認(rèn)，最后實施目標(biāo)打擊。

美國已經(jīng)設(shè)計出一系列全新的用以打擊敵人及其裝甲車輛的火箭彈系統(tǒng)。一枚這樣的火箭彈能夠釋放出10枚自帶降落傘的子彈藥，每枚子彈藥各帶4枚破甲彈。這些破甲彈帶有紅外傳感器，可以在戰(zhàn)場進行目標(biāo)搜索，一旦發(fā)現(xiàn)坦克和卡車等目標(biāo)，它們就能對其追蹤，定位和打擊。因此，一旦開火，只需一枚彈藥就會有40枚破甲彈齊發(fā)上陣，其威力足以摧毀一個裝甲營。

美國空軍武庫中最高級的武器也許要數(shù)防區(qū)外發(fā)射的聯(lián)合空對地JASSM導(dǎo)彈了。JASSM是一種遠程導(dǎo)彈，可以在距目標(biāo)320千米以外的地點發(fā)射，和巡航導(dǎo)彈類似。一旦發(fā)射，導(dǎo)航系統(tǒng)就開始發(fā)揮主導(dǎo)作用，是典型的“發(fā)射后不用管”彈藥。JASSM導(dǎo)彈飛行時是隱身的，它采用了全套抗干擾技術(shù)，可以對戰(zhàn)場上的各種目標(biāo)進行精確打擊，例如巖洞、掩體等。

無人機得到廣泛應(yīng)用

衛(wèi)星的應(yīng)用使整個地球都處于被監(jiān)視的狀態(tài)之下，但是衛(wèi)星也做不到無所不知、明察秋毫，要更好地觀察敵人，還需要進行直接的近距離偵察，但飛行偵察的危險性又很大。在這方面，美國早在冷戰(zhàn)期間就得到了深刻教訓(xùn)，因為1961年美國的一架U2高空間諜飛機被俄羅斯人擊落，飛行員被俘。有鑒于此，五角大樓將無人機(UAV)列為空軍武庫的重要裝備。而且，無人機的價值已在伊拉克戰(zhàn)爭和阿富汗戰(zhàn)爭中得到證明。現(xiàn)在，無人機已經(jīng)從低技術(shù)裝備發(fā)展成為高技術(shù)戰(zhàn)爭的重要作戰(zhàn)工具。

“獵人”無人機從1999年開始開始服役，其有效載荷全部為偵察設(shè)備，例如攝像機、紅外雷達，為北約及聯(lián)軍日夜不停地提供偵察信息。但是隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，監(jiān)視、偵察技術(shù)的不斷進步，軍方現(xiàn)在可以把更多更好的傳感器等先進設(shè)備安裝在無人駕駛的飛機上，比如現(xiàn)在常見的“捕食者”、“全球鷹”等。

現(xiàn)代的無人機不僅具備偵察監(jiān)視功能，同時還具備了一定的殺傷力，可以在世界各地實施快速精確打擊。2002年11月，美軍控制“捕食者”無人機發(fā)射“海爾法”導(dǎo)彈將基地組織頭目乘坐的汽車炸毀。新一代噴氣式無人戰(zhàn)斗機在很多地方都具有超越有人駕駛飛機的優(yōu)勢。X-45可以說是目前新一代無人機的代表，它帶有49英尺長的后掠翼，端部呈鋸齒狀，具有隱身性能，其巡航速度接近馬赫數(shù)1。X-45還有一個與傳統(tǒng)無人機不同的特點就是，傳統(tǒng)無人機的飛行、無線電系統(tǒng)和武器控制等都是通過遠程遙控進行操作的，而x-45實際上是按程序自主飛行的。未來可以建立無人機編隊，實現(xiàn)無人機之間的互相協(xié)作，信息共享、情報共享、目標(biāo)定位和決策共享，人只負(fù)責(zé)進行監(jiān)控，并不直接介入。無人機作戰(zhàn)與有人戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)的原理相同，都需要事先要進行大量的演練，制定作戰(zhàn)原則，了解指揮官可能會做出的決策，根據(jù)實際情況隨機應(yīng)變，盡可能創(chuàng)造最好的條件以完成任務(wù)。

目前，美國空軍研究實驗室正在研究如何在未來作戰(zhàn)中綜合運用有人系統(tǒng)和無人系統(tǒng)，使其協(xié)同作戰(zhàn)。他們采用了任務(wù)控制站等一些模擬仿真系統(tǒng)來訓(xùn)練官兵的任務(wù)管理與控制能力。采用這些系統(tǒng)可以將任務(wù)分解成多個組成部分，然后對各分系統(tǒng)進行評估，或?qū)Σ煌糠种g的雙向通訊或戰(zhàn)術(shù)運用情況等進行研究，對美軍充分發(fā)揮現(xiàn)有能力很有益處。未來的作戰(zhàn)任務(wù)管理者要考慮的是如何綜合應(yīng)用無人機和有人駕駛飛機，使其合理搭配，揚長避短，協(xié)同作戰(zhàn)。有人駕駛飛機和無人機并肩作戰(zhàn)將成為未來空戰(zhàn)的基本樣式。

激光武器即將入役

同時具備隱身、精確，高速等特點的無人機幾乎具備了現(xiàn)代空中裝備的所有能力。但是，還有需要進一步提升的空間，那就是一種不需要彈藥補充的新型武器。傳統(tǒng)武器都要使用彈藥，一旦彈藥用光，就必須回到基地進行補給。但激光武器就不存在彈藥補給問題，而且精度很高，可以對目標(biāo)實施精確打擊。例如采用激光武器攻擊車輛的某個具體部位，那么它就會精確地命中那個部位使車輛失靈，但同時不會使整部車輛失火。

在戰(zhàn)斗機上使用激光武器的最大好處就是不會用光彈藥。一般來說，可以用渦輪發(fā)動機發(fā)電，同時為激光武器提供所需電能。由于激光武器在精確度和靈活性上都具有優(yōu)勢，因此為戰(zhàn)場指揮員提供了更多的選擇。未來20年，美軍可能會在戰(zhàn)斗機上更多地配備進攻型和防御型激光武器。盡管在噴氣式戰(zhàn)斗機上攜帶激光武器仍然是幾年以后的事情，但是現(xiàn)在一款改進的“波音747”上已經(jīng)加載了高能激光化學(xué)武器，并且可以隨時投入使用。

利用外空資源，實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)

未來，美軍面臨著各方面的挑戰(zhàn)，要贏得未來戰(zhàn)爭的勝利，最重要的因素就是如何才能使各種高技術(shù)裝備協(xié)同工作。對空軍而言，技術(shù)上的重點存在于地球靜止軌道以外的空間，合理利用外空資源是其實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作的關(guān)鍵所在。軍事衛(wèi)星(MlLSTAR)是多顆衛(wèi)星構(gòu)成的星座，為陸?？兆鲬?zhàn)提供安全的通訊保障，具有抗干擾功能。每一顆衛(wèi)星都相當(dāng)于放置在外空的一部高級交換機，可以為全球各地的終端進行中繼。但是，正像許多方興未艾的技術(shù)一樣，美國空軍仍然希望對未來的衛(wèi)星設(shè)計進行革命性的改進。目前，從衛(wèi)星采辦，到發(fā)射入軌并開始工作大約需要一個月的時間。美空軍認(rèn)為，要緊緊跟上通信技術(shù)和信息技術(shù)變革的步伐，利用這些技術(shù)努力縮短這一周期，這就需要在確保性能的情況下使衛(wèi)星小型化，使火箭小型化，也就是說，用更小的火箭以更短的時間將更多、更小的衛(wèi)星發(fā)射到太空。隨著越來越多的軍事衛(wèi)星進入地球軌道，外空本身將成為另外一個戰(zhàn)場。各種高能武器、反衛(wèi)導(dǎo)彈、空天飛行器在外空穿梭的景象早晚會變?yōu)楝F(xiàn)實。屆時，這些高性能武器也會像現(xiàn)在的空軍武庫中配置的常規(guī)武器一樣不再是什么新鮮事物了。