從空戰(zhàn)制勝機(jī)理演變看未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

孫聰

中國(guó)航空研究院，北京 100029

2020年9月15日, 時(shí)任美國(guó)空軍采辦、技術(shù)與后勤助理部長(zhǎng)威爾·羅珀在空天網(wǎng)年會(huì)線上會(huì)議中宣布，“下一代空中主宰”(NGAD)項(xiàng)目的全尺寸驗(yàn)證機(jī)已經(jīng)首飛[1]；2020年8月18日美國(guó)海軍研究協(xié)會(huì)網(wǎng)站報(bào)道，美國(guó)海軍航空系統(tǒng)司令部(NAVAIR)成立了NGAD辦公室(PMA-230)，正加速下一代艦載戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展[2]。在當(dāng)前大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)與大國(guó)博弈的背景下[3]，隨著美國(guó)空海軍緊鑼密鼓地加速下一代戰(zhàn)斗機(jī)研制，關(guān)于未來(lái)空戰(zhàn)形態(tài)演變的研判和未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展趨勢(shì)的討論也愈發(fā)激烈[4-11]。通過(guò)回顧空戰(zhàn)制勝機(jī)理的演變歷程，結(jié)合當(dāng)前美國(guó)的技術(shù)布局和學(xué)界研究，對(duì)未來(lái)空戰(zhàn)形態(tài)進(jìn)行了研判，并就戰(zhàn)斗機(jī)的能力與規(guī)模，裝備結(jié)構(gòu)的專(zhuān)用與多用，以及數(shù)字工程與快速采辦等影響戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展決策的幾組重要關(guān)系進(jìn)行了討論，最后給出了作者對(duì)未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展趨勢(shì)的理解。

1 空戰(zhàn)制勝機(jī)理演變歷程

1.1 能量機(jī)動(dòng)制勝時(shí)代

按照戰(zhàn)斗機(jī)的攻擊方式，能量機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)時(shí)代包括了航炮時(shí)代和尾后攻擊紅外導(dǎo)彈時(shí)代，并一直持續(xù)到20世紀(jì)70年代末，按照CSBA整理的1965—2002年的空戰(zhàn)統(tǒng)計(jì)，這兩種攻擊方式造成的殺傷之和占到了該時(shí)代下總空戰(zhàn)殺傷數(shù)的90%以上[11]。如果說(shuō)博伊德提出的OODA決策循環(huán)是人類(lèi)進(jìn)行博弈認(rèn)知的公理式模型，適用于過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的所有空戰(zhàn)形態(tài)，那么博伊德提出的能量機(jī)動(dòng)理論則總結(jié)和提煉了數(shù)十年能量空戰(zhàn)時(shí)代的本質(zhì)特征，并深深影響了第三代、甚至是第四代戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)與發(fā)展。

經(jīng)歷了短暫的槍支上天進(jìn)行空空作戰(zhàn)后，空戰(zhàn)迅速進(jìn)入了航炮時(shí)代[12]。航炮空戰(zhàn)主導(dǎo)了20世紀(jì) 半個(gè)多世紀(jì)的空戰(zhàn)模式，跨域了螺旋槳飛機(jī)和噴氣式飛機(jī)兩大類(lèi)機(jī)型。航炮空戰(zhàn)時(shí)代在信息域和認(rèn)知域的博弈主要依靠飛行員的眼睛和大腦，在物理域的行動(dòng)和攻擊環(huán)節(jié)依靠飛機(jī)平臺(tái)和航炮。受限于人眼的視線距離、范圍和大腦的注意力等生理限制，常常會(huì)給對(duì)手從視線盲區(qū)偷偷接近，并一擊脫離的機(jī)會(huì)，這也是二戰(zhàn)，甚至包括朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中所有王牌飛行員屢試不爽的攻擊模式。如果雙方態(tài)勢(shì)平等交戰(zhàn)，可以說(shuō)航炮攻擊模式是對(duì)飛機(jī)平臺(tái)的能量機(jī)動(dòng)要求最為苛刻的攻擊模式，因?yàn)椴坏艟嚯x極短(二戰(zhàn)、朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期戰(zhàn)斗機(jī)航炮有效攻擊距離普遍在500米左右[13-14])，而且如果想獲得較好的攻擊機(jī)會(huì)，不但要滿足攻防雙方在同一平面，守方在攻方的射擊距離和合適的前置角域內(nèi)等諸多空間條件限制，還要滿足攻方能正確預(yù)判守方行為，精確預(yù)測(cè)雙方的距離速率和角度速率等時(shí)間條件限制。這一切，都是在守方拼命機(jī)動(dòng)擺脫的情況下實(shí)現(xiàn)的。

這種攻擊難度也導(dǎo)致了航炮空戰(zhàn)有極大的偶然性。比如朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中，中國(guó)英雄飛行員張積慧，雖然在噴氣式飛機(jī)上的飛行時(shí)間才100多小時(shí)，總共飛行時(shí)間300多小時(shí)，但憑著過(guò)硬的技術(shù)和堅(jiān)強(qiáng)的意志擊落了飛行時(shí)間超過(guò)3000小時(shí)的美國(guó)王牌飛行員戴維斯，后者在兩個(gè)月內(nèi)擊落了11架戰(zhàn)斗機(jī)和3架轟炸機(jī)。雙方空戰(zhàn)示意圖如圖1[14]所示。

圖1 1952年張積慧與戴維斯空戰(zhàn)示意圖[14]Fig.1 Schematic diagram of air combat between Zhang Jihui and Davis[14] in 1952

由于航炮空戰(zhàn)太過(guò)依賴于飛機(jī)平臺(tái)的高度速度和空間機(jī)動(dòng)能力，以及由此帶來(lái)嚴(yán)重不確定性，軍事強(qiáng)國(guó)開(kāi)始紛紛開(kāi)發(fā)攻擊距離更遠(yuǎn)，攻擊時(shí)空條件也更為寬松的空空導(dǎo)彈。到了20世紀(jì)50年代中期，美國(guó)、蘇聯(lián)和英國(guó)等軍事強(qiáng)國(guó)都研制出了第一代空空導(dǎo)彈，但直到1965年越戰(zhàn)中的“滾雷行動(dòng)”，AIM-7麻雀雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈和AIM-9響尾蛇紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈才被大規(guī)模應(yīng)用于空戰(zhàn)中，只是相比戰(zhàn)前預(yù)測(cè)的可分別達(dá)到71%和65%的命中概率，實(shí)際結(jié)果只有8%和15%，與預(yù)期相去甚遠(yuǎn)[15]。究其原因，有以下兩方面：

一是作戰(zhàn)概念和作戰(zhàn)場(chǎng)景與實(shí)際戰(zhàn)爭(zhēng)情形完全不符。當(dāng)時(shí)美國(guó)海軍和美國(guó)空軍的F-4B和F-4C戰(zhàn)斗機(jī)被設(shè)計(jì)為用來(lái)攔截對(duì)美國(guó)本土和西歐進(jìn)行攻擊的蘇聯(lián)轟炸機(jī)群，當(dāng)時(shí)的設(shè)想里美軍戰(zhàn)斗機(jī)不需要和蘇軍戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行空戰(zhàn)，因?yàn)樘K軍戰(zhàn)斗機(jī)沒(méi)有足夠的航程來(lái)執(zhí)行護(hù)航任務(wù)，同理，美軍戰(zhàn)斗機(jī)也不具備護(hù)航己方轟炸機(jī)攻擊蘇聯(lián)的能力[16]。因此，F(xiàn)-4B和F-4C裝備了麻雀和響尾蛇導(dǎo)彈后，作戰(zhàn)對(duì)象是高空飛行，機(jī)動(dòng)能力較弱或不機(jī)動(dòng)的大目標(biāo)。在這種作戰(zhàn)概念的指導(dǎo)下，敵我戰(zhàn)場(chǎng)背景涇渭分明，目標(biāo)識(shí)別壓力小，只需視距外發(fā)射導(dǎo)彈即可。航炮被認(rèn)為是過(guò)時(shí)的武器而被放棄，空戰(zhàn)格斗訓(xùn)練被認(rèn)為是過(guò)時(shí)的戰(zhàn)術(shù)而被取消[17]。但是到了越南戰(zhàn)爭(zhēng)上，作戰(zhàn)目標(biāo)變成了高機(jī)動(dòng)，低空性能出色的米格-17/21戰(zhàn)斗機(jī)，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境充斥著己方各類(lèi)作戰(zhàn)飛機(jī)，為防止誤傷不得不制定目視識(shí)別的交戰(zhàn)規(guī)則[18]，也使得視距外發(fā)射導(dǎo)彈的距離優(yōu)勢(shì)變得蕩然無(wú)存；

二是對(duì)未來(lái)技術(shù)的成熟太過(guò)樂(lè)觀。雖然理論上雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈具有全向攻擊能力，但使用電子管器件的第一代AIM-7麻雀導(dǎo)彈可靠性極差，導(dǎo)彈發(fā)射不出去，導(dǎo)彈不滿足發(fā)射條件下發(fā)射，和導(dǎo)彈發(fā)射包線外發(fā)射的情況都是經(jīng)常發(fā)生的，再加上早期機(jī)載雷達(dá)的不穩(wěn)定性，復(fù)雜的使用程序，和極差的探測(cè)性能與下視能力，更增加了雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈的使用難度。據(jù)記錄在F-4C最初取得的兩次擊落中，美軍一共發(fā)射了15枚導(dǎo)彈；在隨后不久的一次攔截任務(wù)中，兩架F-4C向兩架米格-21發(fā)射6枚導(dǎo)彈，一無(wú)所獲[19]。敵我識(shí)別設(shè)備的可靠性和精確性也無(wú)法滿足導(dǎo)彈視距外發(fā)射使用需求。最后為了彌補(bǔ)導(dǎo)彈可靠性太差的不足，不得不臨時(shí)為F-4C增加了外置航炮，并在后續(xù)采購(gòu)的F-4E戰(zhàn)斗機(jī)中內(nèi)置了航炮。

雖然與航炮相比，響尾蛇導(dǎo)彈攻擊方式放寬了攻防雙方必須在同一平面，攻擊距離限制在百米量級(jí)，前置角和前置角速率需要精確預(yù)判等諸多攻擊約束，但由于第一代格斗彈的紅外導(dǎo)引頭沒(méi)有應(yīng)用冷卻技術(shù)，只能捕獲目標(biāo)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和尾氣的紅外輻射特征，攻擊角度還是被限制在了尾后30°的圓錐域內(nèi)，攻擊距離被限制在5千米(高空)和2千米(低空)內(nèi)[20]。因此，為有效使用尾后攻擊紅外導(dǎo)彈，本質(zhì)上還是切入和控制目標(biāo)的6點(diǎn)鐘方向，空戰(zhàn)模式依然嚴(yán)重依賴于飛機(jī)平臺(tái)的速度與機(jī)動(dòng)能力、飛行員的訓(xùn)練與戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用、戰(zhàn)場(chǎng)上的沉穩(wěn)判斷與創(chuàng)造性決策、以及勇氣和戰(zhàn)斗意志。能量機(jī)動(dòng)理論依然主導(dǎo)著空戰(zhàn)形態(tài)。

總的來(lái)說(shuō)，能量機(jī)動(dòng)對(duì)飛機(jī)平臺(tái)的要求是要有較快的速度來(lái)快速接近或脫離對(duì)手，較高的升限來(lái)增加高度與能量?jī)?yōu)勢(shì)，較好的爬升率以在垂直平面穩(wěn)定截獲或擺脫對(duì)手，優(yōu)秀的滾轉(zhuǎn)敏捷性和轉(zhuǎn)彎盤(pán)旋機(jī)動(dòng)能力以獲得或阻止對(duì)手獲得開(kāi)火機(jī)會(huì)。博伊德正是源于數(shù)十年的空戰(zhàn)歷史和自身豐富的空戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，提煉出了能量機(jī)動(dòng)理論。

1.2 信息機(jī)動(dòng)制勝時(shí)代

隨著電子、通信、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的迅速發(fā)展，戰(zhàn)斗機(jī)在機(jī)載雷達(dá)、數(shù)據(jù)鏈、導(dǎo)航、飛控、武器等方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，空戰(zhàn)進(jìn)入了信息機(jī)動(dòng)制勝時(shí)代。隱身技術(shù)的出現(xiàn)極大顛覆了隱身平臺(tái)和非隱身平臺(tái)在信息獲取方面的巨大差距，隱身飛機(jī)之間的對(duì)抗更是空前加劇了信息獲取、處理、融合、傳輸，使用等多個(gè)方面的機(jī)動(dòng)與博弈。如果按照戰(zhàn)斗機(jī)的攻擊方式劃分，信息機(jī)動(dòng)時(shí)代飛機(jī)平臺(tái)以使用超視距中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈和近距全向紅外導(dǎo)彈為主，從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始一直持續(xù)至今。

雖然美軍的F-15、F-14戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)飛機(jī)平臺(tái)物理域特征的設(shè)計(jì)要求來(lái)源于越戰(zhàn)空戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和對(duì)能量機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)的深刻認(rèn)識(shí)，強(qiáng)調(diào)平臺(tái)的高推重比，低翼載荷、優(yōu)秀的高亞音速機(jī)動(dòng)性能，和極高的升限與最大速度，但飛機(jī)在信息域的雷達(dá)性能倍數(shù)提升和在物理域的導(dǎo)彈射程倍數(shù)拓展使空戰(zhàn)真正進(jìn)入了超視距，“先敵發(fā)現(xiàn)，先敵發(fā)射，先敵命中”也成為了信息機(jī)動(dòng)時(shí)代的制勝機(jī)理。信息機(jī)動(dòng)中，先發(fā)現(xiàn)與先識(shí)別對(duì)手是空戰(zhàn)殺傷鏈啟動(dòng)的首要條件，也是空戰(zhàn)雙方在信息域激烈博弈的原因所在。

F-15C飛機(jī)配裝的AN/APG-63(V)2脈沖多普勒雷達(dá)對(duì)1 m2目標(biāo)探測(cè)距離超過(guò)了125 km， F-14飛機(jī)配裝的AN/AWG-9雷達(dá)對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)類(lèi)目標(biāo)的探測(cè)距離更是超過(guò)了160 km；AIM-7F麻雀空空導(dǎo)彈由于使用了雙推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和固態(tài)電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了射程加倍和可靠性大幅提高，AIM-54不死鳥(niǎo)空空導(dǎo)彈最大射程甚至超過(guò)了200 km；同時(shí)，吸取了越戰(zhàn)中超視距攻擊時(shí)無(wú)法可靠識(shí)別的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，F(xiàn)-15使用了可以從目標(biāo)的回波信號(hào)中自動(dòng)檢測(cè)目標(biāo)類(lèi)型的技術(shù)(提取對(duì)手發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)和渦輪葉片的信號(hào)特征)，從而具備了非合作目標(biāo)識(shí)別能力。這些技術(shù)的共同進(jìn)步理論上將催生發(fā)起距離超過(guò)100 km的空戰(zhàn)對(duì)抗，但事實(shí)上，自從80年代后，一場(chǎng)軍事大國(guó)間勢(shì)均力敵的空戰(zhàn)從未發(fā)生過(guò)。

E-3、E-2等新一代預(yù)警機(jī)的出現(xiàn)更是將信息機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)形態(tài)推向了新的巔峰，走向了“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”，預(yù)警機(jī)巨大的態(tài)勢(shì)感知、目標(biāo)識(shí)別和指揮控制優(yōu)勢(shì)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中體現(xiàn)的淋漓盡致，幾乎所有的空戰(zhàn)中，盟軍戰(zhàn)斗機(jī)在本機(jī)雷達(dá)探測(cè)到目標(biāo)之前，都受到了預(yù)警機(jī)的目標(biāo)指示與引導(dǎo)[11]。最終盟軍和伊拉克的固定翼飛機(jī)殺傷交換比為33∶1，伊拉克空軍對(duì)盟軍的唯一一次殺傷是依靠米格-25突出的速度和機(jī)動(dòng)性等物理域優(yōu)勢(shì)單刀赴會(huì)取得的。

隨著地面防空體系的逐步完善，三代機(jī)面臨的地面威脅愈發(fā)嚴(yán)峻，為了解決突防難題，美軍早在20世紀(jì)70年代(如果不算SR-71“黑鳥(niǎo)”)開(kāi)始了隱身飛機(jī)F-117的研發(fā)，并在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中投入實(shí)戰(zhàn)，取得了巨大收益[21]。隱身技術(shù)的應(yīng)用極大破壞了攻防雙方在信息域內(nèi)博弈的平衡，正因如此，自20世紀(jì)80年代末以后，美軍研制的所有高威脅環(huán)境下的作戰(zhàn)飛機(jī)基本都具有隱身能力或特征，正如美國(guó)空軍參謀長(zhǎng)梅瑞爾·麥克匹克1991年所說(shuō)，“我很難想象未來(lái)空軍會(huì)買(mǎi)一型沒(méi)有隱身特征的飛機(jī)”[22]。

為空優(yōu)而生的F-22定義了四代機(jī)的4S標(biāo)準(zhǔn)：隱身、超巡、超高機(jī)動(dòng)(目前中國(guó)將F-22的超高機(jī)動(dòng)更多理解為飛行包線左端的過(guò)失速機(jī)動(dòng)能力，作者認(rèn)為更應(yīng)包含飛行包線右端的大穩(wěn)盤(pán)、強(qiáng)力加速等高機(jī)動(dòng)能力)、超級(jí)航電，對(duì)三代機(jī)形成了碾壓優(yōu)勢(shì)。在2006年的“北方利刃”演習(xí)中，F(xiàn)-22取得了對(duì)三代機(jī)144∶0的驕人成績(jī)[6]。很多觀點(diǎn)將F-22取得的巨大優(yōu)勢(shì)歸結(jié)為由高隱身和大功率有源相控陣?yán)走_(dá)共同構(gòu)成的信息作戰(zhàn)能力[23]，如圖2所示。事實(shí)上，這只占了4S中的兩個(gè)S。相比三代機(jī)F-22在物理域同樣構(gòu)建了無(wú)可比擬的性能優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)了在信息域和物理域?qū)θ鷻C(jī)的雙殺與全面升級(jí)，這正是另外兩個(gè)S的意義所在。

圖2 先敵發(fā)現(xiàn)是信息機(jī)動(dòng)的首要需求Fig.2 Preemptive enemy detection: primary requirement of information maneuverability

F-22在超音速巡航狀態(tài)下發(fā)射導(dǎo)彈，能大幅提升導(dǎo)彈的動(dòng)力射程，F(xiàn)-22的超聲速大穩(wěn)盤(pán)過(guò)載為其提供了優(yōu)異的攻防轉(zhuǎn)換能力，使其在不損失速度的情況下，能夠快速掉頭，并利用超巡速度迅速消耗掉來(lái)襲導(dǎo)彈動(dòng)力射程。攻防兩方面相綜合，F(xiàn)-22對(duì)三代機(jī)形成了牢不可破的不可逃距離優(yōu)勢(shì)，如圖3所示。

圖3 F-22和典型三代機(jī)相互之間的不可逃逸區(qū)(動(dòng)力學(xué)維度)Fig.3 No-escape zone between F-22 and typical third generation fighter (dynamics dimension)

F-35被認(rèn)為是當(dāng)前信息化程度最高的戰(zhàn)斗機(jī)，有著不錯(cuò)的雷達(dá)/紅外/射頻綜合隱身能力，配置了先進(jìn)一代的光雷與有源相控陣?yán)走_(dá)，配裝了4π空間感知的分布式孔徑系統(tǒng)和隱蔽高速的通訊系統(tǒng)，具有著優(yōu)異的數(shù)據(jù)融合與態(tài)勢(shì)感知能力，并將編隊(duì)級(jí)協(xié)同和跨域協(xié)同的作戰(zhàn)能力(NIFC-CA)提升到前所未有的程度。得益于現(xiàn)代航電與任務(wù)系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展，F(xiàn)-35天生有著優(yōu)秀的多任務(wù)能力，但卻并不被認(rèn)為是高威脅強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下純正專(zhuān)用型的空優(yōu)戰(zhàn)斗機(jī)[8]，這也是美國(guó)拉著諸多盟友研制F-35，卻從不肯分享F-22的重要原因。

綜合來(lái)說(shuō)，由于傳感器技術(shù)和導(dǎo)彈技術(shù)的快速進(jìn)步使得空戰(zhàn)范圍顯著拓展，信息機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)時(shí)代追求“先敵發(fā)現(xiàn)、先敵發(fā)射、先敵命中”的制勝原則，并在體系作戰(zhàn)的支持下空戰(zhàn)效能實(shí)現(xiàn)了倍增。隱身技術(shù)的出現(xiàn)立刻打破了攻防雙方在信息領(lǐng)域的博弈平衡，但為空優(yōu)而生的F-22確是在信息域和物理域?qū)θ鷻C(jī)實(shí)現(xiàn)了全面升級(jí)。這表明信息機(jī)動(dòng)絕不是對(duì)能量機(jī)動(dòng)的摒棄和否定，恰恰相反，能量機(jī)動(dòng)以另一種形式完成了拓展和升華，和信息優(yōu)勢(shì)一道，共同構(gòu)建了信息空戰(zhàn)時(shí)代下的制勝能力。

1.3 超視距與近距空戰(zhàn)的辯證關(guān)系

近距空戰(zhàn)并沒(méi)有因?yàn)槌暰嗫諔?zhàn)的到來(lái)而被忽視，相反，近距空戰(zhàn)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。20世紀(jì)80年代發(fā)展的AIM-9L響尾蛇導(dǎo)彈采用了可被氬氣冷卻的全新導(dǎo)引頭技術(shù)，使其能足夠敏感地捕獲到除了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和尾氣外的其他機(jī)體部分的紅外輻射能量，從而實(shí)現(xiàn)了全向攻擊。近距全向攻擊導(dǎo)彈的出現(xiàn)終于解除了必須控制對(duì)手六點(diǎn)鐘方向來(lái)實(shí)施攻擊的嚴(yán)苛限制，但為了實(shí)現(xiàn)率先發(fā)射，各軍事大國(guó)開(kāi)始研究和探索除能量機(jī)動(dòng)理論外的另外一條道路，即飛機(jī)的機(jī)頭快速指向能力，尤其是推力矢量技術(shù)支撐下的過(guò)失速機(jī)動(dòng)能力。美國(guó)就曾研制或改裝了F/A-18HARV、X-31和F-16VISTA等多個(gè)過(guò)失速機(jī)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)，驗(yàn)證了過(guò)矢速機(jī)動(dòng)在1V1近距空戰(zhàn)中的有效性[24-25]。但針對(duì)過(guò)失速機(jī)動(dòng)帶來(lái)的巨大能量損失問(wèn)題，開(kāi)始有觀點(diǎn)質(zhì)疑這種空戰(zhàn)模式在實(shí)際作戰(zhàn)中帶來(lái)的限制問(wèn)題[26]。隨著AIM-9X等新一代紅外近距導(dǎo)彈的服役，因其具備了大離軸角發(fā)射、超高機(jī)動(dòng)、焦平面陣列紅外成像、與頭瞄一體化聯(lián)動(dòng)和發(fā)射后截獲等多項(xiàng)能力，使載機(jī)真正具備了實(shí)戰(zhàn)意義下的、近乎全向的發(fā)射能力，將近距空戰(zhàn)的危險(xiǎn)性推到了前所未有的高度。未來(lái)高端飛機(jī)之間對(duì)抗時(shí)，將力求避免進(jìn)入近乎一換一的近距空戰(zhàn)，而更多尋求在中遠(yuǎn)距戰(zhàn)勝對(duì)手。

2 未來(lái)空戰(zhàn)制勝機(jī)理

2.1 空戰(zhàn)將進(jìn)入認(rèn)知機(jī)動(dòng)制勝的時(shí)代

從20世紀(jì)百年航空技術(shù)發(fā)展規(guī)律看，戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展正向復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)方向快速演變。20世紀(jì)的第1個(gè)25年航空技術(shù)聚焦于空氣動(dòng)力學(xué)、推進(jìn)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、航空材料、飛行控制等基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域；第2個(gè)25年人類(lèi)進(jìn)入了噴氣式飛機(jī)時(shí)代，致力于使飛機(jī)飛的更快、更高、更遠(yuǎn)，現(xiàn)代火箭技術(shù)開(kāi)始支撐空天飛機(jī)的發(fā)展；第3個(gè)25年航空技術(shù)聚焦于飛機(jī)座艙內(nèi)部的信息化技術(shù)，大氣測(cè)量、通信、顯控等技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)在該段時(shí)間起到了關(guān)鍵的支撐作用，飛機(jī)的作戰(zhàn)效能得到了顯著提升；第4個(gè)25年航空技術(shù)聚焦于飛機(jī)座艙外部的信息化技術(shù)，通信、計(jì)算與電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)鏈、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)融合等多個(gè)領(lǐng)域[27]。到21世紀(jì)前20年，隨著自主、人工智能、無(wú)人、計(jì)算、通信等增量技術(shù)和變量技術(shù)的井噴式發(fā)展，航空平臺(tái)之間將實(shí)現(xiàn)更深程度的互聯(lián)互通、更廣范圍的協(xié)同增能，這直接激發(fā)了復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。

設(shè)想這樣一個(gè)203X年類(lèi)似思想實(shí)驗(yàn)的空戰(zhàn)場(chǎng)景：A國(guó)兩架高隱身戰(zhàn)斗機(jī)正在執(zhí)行空中巡邏任務(wù)，突然受地面指揮控制中心和地面預(yù)警雷達(dá)引導(dǎo)，前出攔截B國(guó)的空中突防編隊(duì)。A國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)在合適的距離雷達(dá)開(kāi)機(jī)進(jìn)行猝發(fā)探測(cè)，卻發(fā)現(xiàn)了前后2個(gè)編隊(duì)共10個(gè)目標(biāo)，由于雙方距離在快速接近中，在A國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)的情況下，2名飛行員無(wú)暇進(jìn)行過(guò)多思考，協(xié)同目標(biāo)分配后各選了兩個(gè)目標(biāo)，向每個(gè)目標(biāo)發(fā)射二枚導(dǎo)彈。在制導(dǎo)過(guò)程中，突然雷達(dá)告警接收到對(duì)手雷達(dá)制導(dǎo)信號(hào)，但無(wú)法判斷是前后哪個(gè)編隊(duì)發(fā)射了導(dǎo)彈，情急之下，放棄中段制導(dǎo)而掉頭脫離。

事實(shí)上這是一個(gè)廣義上2V2的空戰(zhàn)場(chǎng)景，B國(guó)除了2架有人高隱身戰(zhàn)斗機(jī)外，還配飛了4個(gè)無(wú)人忠誠(chéng)僚機(jī)，2個(gè)遠(yuǎn)射前置空中節(jié)點(diǎn)，和2個(gè)誘餌/探測(cè)/靈巧干擾三能一體的對(duì)空巡飛器共8個(gè)低成本/可消耗無(wú)人機(jī)。該空戰(zhàn)場(chǎng)景并不遙遠(yuǎn)，可以從美軍當(dāng)前的技術(shù)布局找到線索。

2016年，美國(guó)空軍正式對(duì)外發(fā)布公開(kāi)版《空中優(yōu)勢(shì)2030飛行規(guī)劃》[28]，明確提出面向2030年后威脅環(huán)境，為了繼續(xù)維持跨代的空中優(yōu)勢(shì)，美國(guó)空軍需要迅速構(gòu)建新一代空戰(zhàn)系統(tǒng)和下一代空優(yōu)戰(zhàn)斗機(jī)PCA。2020年8月，美國(guó)海軍航空系統(tǒng)司令部(NAVAIR)成立了NGAD辦公室，以加速下一代艦載戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展[2]。以DARPA為典型代表的美國(guó)國(guó)防部和空海軍一道，上下一心，層次化、密集、系統(tǒng)的部署了一系列項(xiàng)目，以保障下一代空戰(zhàn)系統(tǒng)的能力生成[29-40],如表1所示。

從美軍當(dāng)前的技術(shù)布局可以研判，美軍正以“下一代空中主宰”為抓手，以點(diǎn)帶面，圍繞未來(lái)空戰(zhàn)系統(tǒng)的通信架構(gòu)、指控架構(gòu)、功能架構(gòu)等諸多關(guān)鍵維度，進(jìn)行全面的技術(shù)攻關(guān)與驗(yàn)證，加速構(gòu)建一個(gè)分布、高生存、強(qiáng)殺傷、動(dòng)態(tài)、彈性、高效的復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)。

美國(guó)學(xué)界和相關(guān)智庫(kù)也已對(duì)未來(lái)空戰(zhàn)系統(tǒng)的運(yùn)用進(jìn)行了充分的討論。

1) 2019年米切爾研究所在《恢復(fù)美國(guó)軍事競(jìng)爭(zhēng)力：馬賽克戰(zhàn)》中指出將少量高端平臺(tái)和大量低端專(zhuān)用功能平臺(tái)一起以高度協(xié)同、動(dòng)態(tài)、靈活的方式進(jìn)行編隊(duì)，在大幅提高美軍整體軍事架構(gòu)生存力的同時(shí)，可為指揮官提供應(yīng)對(duì)不同環(huán)境下全任務(wù)譜的多種兵力配置選擇[41]。

2) 2020年戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心在《美國(guó)空軍未來(lái)空中作戰(zhàn)力量的五項(xiàng)優(yōu)先事項(xiàng)》中，指出利用無(wú)人僚機(jī)的可消耗、低成本、高自主性特性，與下一代有人機(jī)協(xié)同后可在高威脅環(huán)境下執(zhí)行掃蕩式攻勢(shì)制空和巡邏式區(qū)域控制任務(wù)，與F-22/F-35等第五代戰(zhàn)斗機(jī)配合(中國(guó)稱第四代)，可執(zhí)行競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的高價(jià)值目標(biāo)保護(hù)任務(wù)[42]。

3) 2020年米切爾研究所在《理解Skyborg和低成本可消耗無(wú)人機(jī)的前景》中，強(qiáng)調(diào)這些低成本、可消耗、模塊化的無(wú)人機(jī)在人工智能技術(shù)的加持下具有高自主能力，可自組網(wǎng)或與有人機(jī)協(xié)同，在高威脅環(huán)境下執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。這些無(wú)人機(jī)可不依賴于機(jī)場(chǎng)進(jìn)行發(fā)射和回收，因此可大幅減緩A2/AD威脅帶來(lái)的影響，并可廣泛預(yù)置在亞太方向，大航程能力也支撐其與有人機(jī)進(jìn)行協(xié)同，共同執(zhí)行縱深穿透任務(wù)[43]。

4) 2020年蘭德公司在《競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的使用低成本可重復(fù)使用無(wú)人機(jī)：初步作戰(zhàn)概念評(píng)估》中，指出利用低成本可消耗無(wú)人機(jī)在淹沒(méi)對(duì)手防御系統(tǒng)的同時(shí)，在自主、通信、人工智能等技術(shù)的支撐下，可憑借數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)將脆弱的殺傷鏈升級(jí)為強(qiáng)壯的殺傷網(wǎng)。這些無(wú)人機(jī)具有不依賴機(jī)場(chǎng)起降、遠(yuǎn)航程、易維護(hù)使用的特性，可有效破解A2/AD對(duì)美軍大型機(jī)場(chǎng)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行齊射攻擊的策略，并建議應(yīng)馬上啟動(dòng)原型系統(tǒng)試飛驗(yàn)證[44]。

從當(dāng)前美軍的技術(shù)布局和學(xué)界討論研判，未來(lái)空戰(zhàn)必然是空戰(zhàn)系統(tǒng)的對(duì)抗，至少美軍正在塑造空戰(zhàn)系統(tǒng)對(duì)抗的新模式，并加速研發(fā)和構(gòu)建相關(guān)能力。其核心理念是：以PCA等下一代戰(zhàn)斗機(jī)平臺(tái)為核心節(jié)點(diǎn)，通過(guò)將少量的PCA等高端平臺(tái)和大量的低成本、可消耗、模塊化、強(qiáng)自主的無(wú)人僚機(jī)/巡飛器等相組合，構(gòu)建原生空戰(zhàn)系統(tǒng)。從防守角度，將高端平臺(tái)隱藏包裹在低端無(wú)人機(jī)群之中，既保證了高端平臺(tái)的生存力，又充分保留和發(fā)揮了整個(gè)空戰(zhàn)系統(tǒng)的高端功能；從進(jìn)攻角度，以PCA為核心的空戰(zhàn)系統(tǒng)構(gòu)成了彈性、動(dòng)態(tài)、靈活、復(fù)雜的“探-射-導(dǎo)-擾”殺傷網(wǎng)，在充分迷惑對(duì)手的同時(shí)，己方殺傷鏈路可在多變的威脅環(huán)境下，面對(duì)多種威脅對(duì)手時(shí)、執(zhí)行多種使命任務(wù)中，實(shí)現(xiàn)可靠閉環(huán)和動(dòng)態(tài)適應(yīng)。未來(lái)，空戰(zhàn)系統(tǒng)之間的對(duì)抗，核心追求在于識(shí)別和認(rèn)知對(duì)手多節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系、系統(tǒng)架構(gòu)和復(fù)雜殺傷鏈路的同時(shí)，阻止對(duì)手識(shí)別和認(rèn)知己方的系統(tǒng)架構(gòu)和殺傷鏈路，并尋求在全殺傷鏈環(huán)節(jié)遲滯、破壞和打斷對(duì)手的閉環(huán)功能，空戰(zhàn)將進(jìn)入認(rèn)知機(jī)動(dòng)制勝時(shí)代，如圖4[27]所示。

圖4 未來(lái)以有無(wú)人協(xié)同為核心特征的復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)[27]Fig.4 Future complex air combat system with manned and unmanned teaming as core feature[27]

認(rèn)知機(jī)動(dòng)時(shí)代的空戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)屬于復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)范疇。不同于傳統(tǒng)單一系統(tǒng)，復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)充滿了自主性、普遍連接性和無(wú)處不在的相互影響、交互性，能夠涌現(xiàn)出僅靠單一系統(tǒng)的簡(jiǎn)單堆砌或數(shù)量疊加所無(wú)法達(dá)成的全新能力和更高級(jí)別的任務(wù)目標(biāo)，但同時(shí)也能產(chǎn)生設(shè)計(jì)之初不曾預(yù)料的或不希望產(chǎn)生的行為[45]。單一系統(tǒng)依賴于集中控制、全局可見(jiàn)性、嚴(yán)格分層、簡(jiǎn)化假設(shè)條件、相對(duì)固化的活動(dòng)調(diào)解方式和追求最少變量等機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單或復(fù)雜功能，復(fù)雜系統(tǒng)更多通過(guò)分布式控制、系統(tǒng)自主決策、局部可見(jiàn)、靈活分層、協(xié)同合作、系統(tǒng)間相互影響和追求最少約束等機(jī)制來(lái)完成設(shè)計(jì)目標(biāo)[46-50]。因此，需要尋求新的方法和手段來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)，以產(chǎn)生和管理涌現(xiàn)性行為來(lái)滿足認(rèn)知機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)的應(yīng)用需求。未來(lái)空戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是：從通信架構(gòu)、指控架構(gòu)、功能架構(gòu)和物理架構(gòu)等諸多層面，以下一代制空作戰(zhàn)飛機(jī)為強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)多種有/無(wú)人節(jié)點(diǎn)間的廣泛信息交互和不同程度的自主決策運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)殺傷鏈的快速、高效、精準(zhǔn)、并行閉環(huán)，在效率、魯棒性、適應(yīng)性、彈性及準(zhǔn)確性等諸多維度實(shí)現(xiàn)能力涌現(xiàn)。

自主和人工智能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)的必要條件。未來(lái)認(rèn)知機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)充滿著在時(shí)間、空間和頻譜等所有維度的激烈對(duì)抗，空戰(zhàn)系統(tǒng)的可用通信鏈路將是一個(gè)高度時(shí)變的，充滿復(fù)雜交互的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)必須具備在不同通信環(huán)境，不同協(xié)同對(duì)象和不同交戰(zhàn)對(duì)手的條件下具備相適應(yīng)的自主能力。人工智能技術(shù)將實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)復(fù)雜交互條件下的分布式控制功能和需要的自主行為決策能力。通過(guò)將人的創(chuàng)造性、任務(wù)式指揮能力和人工智能的算力與算速優(yōu)勢(shì)集成在一起，將是在認(rèn)知域贏得未來(lái)空戰(zhàn)的關(guān)鍵。

2.2 單域機(jī)動(dòng)制勝與“三位一體”機(jī)動(dòng)制勝的思辨

雖然當(dāng)前空戰(zhàn)形態(tài)經(jīng)歷了能量機(jī)動(dòng)制勝和信息機(jī)動(dòng)制勝兩個(gè)時(shí)代，隨著自主、智能、無(wú)人、通信、計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)的快速進(jìn)步，未來(lái)空戰(zhàn)將進(jìn)入認(rèn)知機(jī)動(dòng)制勝時(shí)代，但需要說(shuō)明的是，下一代空戰(zhàn)形態(tài)的出現(xiàn)絕不是對(duì)上一代空戰(zhàn)形態(tài)的否定和摒棄，恰恰相反，是對(duì)上一代空戰(zhàn)形態(tài)的繼承和拓展。通過(guò)爭(zhēng)奪信息域、認(rèn)知域和物理域“三位一體”機(jī)動(dòng)的綜合優(yōu)勢(shì)來(lái)?yè)魯?duì)手，始終是空戰(zhàn)制勝機(jī)理不變的指導(dǎo)思想，如圖5所示。

圖5 空空對(duì)抗貫穿于信息域/認(rèn)知域/物理域Fig.5 Air combat throughout information/cognitive/physical domains

飛機(jī)的物理域特征在認(rèn)知機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)時(shí)代依然關(guān)鍵。在信息機(jī)動(dòng)時(shí)代，超巡速度和超音速大穩(wěn)盤(pán)機(jī)動(dòng)在中遠(yuǎn)距空戰(zhàn)中賦予了F-22無(wú)與倫比的攻擊賦能、防御脫離和攻防轉(zhuǎn)換優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了物理域上對(duì)三代機(jī)的碾壓。在認(rèn)知機(jī)動(dòng)時(shí)代，雖然有觀點(diǎn)稱從進(jìn)攻角度看，飛機(jī)速度對(duì)導(dǎo)彈的賦能優(yōu)勢(shì)會(huì)隨著遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈和前置導(dǎo)彈發(fā)射節(jié)點(diǎn)等技術(shù)的發(fā)展而縮減，但從防御角度看，速度和機(jī)動(dòng)性依然是高端戰(zhàn)斗機(jī)的最后一道生存屏障，是飛行員最信得過(guò)的生存手段，雖然使在用頻率上相比四代機(jī)會(huì)有下降的趨勢(shì)(由于復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)的構(gòu)建和主/被動(dòng)末端綜合防御技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)使未來(lái)空戰(zhàn)攻防形態(tài)和攻防能量分配上出現(xiàn)較大變化)。

需要指出的是，如果說(shuō)以前和當(dāng)代空戰(zhàn)對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)速度的要求更多來(lái)源于交戰(zhàn)層，那么未來(lái)對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)速度的要求會(huì)更多來(lái)源于任務(wù)層。隨著美軍采取后撤、分布、加固等系列措施后，強(qiáng)調(diào)飛機(jī)必須從更遠(yuǎn)的距離發(fā)起，甚至從反介入作戰(zhàn)距離以外發(fā)起[9]。更遠(yuǎn)的發(fā)起距離將至少帶來(lái)兩個(gè)重大變化，一是飛機(jī)的出動(dòng)架次率會(huì)大幅下降，二是需要繁重的加油保障支援才能實(shí)施縱深穿透，這兩個(gè)變化對(duì)攻防兩方的戰(zhàn)斗機(jī)速度都有著較大的影響。從攻方來(lái)說(shuō)，戰(zhàn)斗機(jī)全程以馬赫數(shù)1.5～2.0巡航，至少比馬赫數(shù)0.8巡航增加了1.9～2.5倍 的出動(dòng)架次率，大幅提高了攻擊效率；從守方來(lái)說(shuō)，基于來(lái)之不易的情報(bào)，抓住稍縱即逝的機(jī)會(huì)，攻擊對(duì)手加油保障區(qū)域?qū)τ谇袛鄬?duì)手任務(wù)鏈條是至關(guān)重要的，這同樣對(duì)飛機(jī)的大巡航速度有著迫切需求。

飛機(jī)的信息域能力將是認(rèn)知機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)時(shí)代的基礎(chǔ)和前提。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是基于低零功率的空戰(zhàn)系統(tǒng)電磁頻譜戰(zhàn)能力，通過(guò)主被動(dòng)隱身、低零功率探測(cè)、靈巧干擾、協(xié)同探測(cè)、電磁誘餌等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜的控制權(quán)；其次是基于電磁傳播的制信息權(quán)能力，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攻擊、信息安全、電磁隱身/示假、電磁照明彈等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息主導(dǎo)權(quán)的控制。

信息機(jī)動(dòng)始終追求的是比對(duì)手更快的獲取信息并有效使用信息，衡量的標(biāo)準(zhǔn)依然是信息熵、信道容量、傳輸量與傳輸速度。未來(lái)空戰(zhàn)系統(tǒng)的信息機(jī)動(dòng)能力將以上述四個(gè)維度作為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)電磁頻譜對(duì)抗、賽博攻防、衛(wèi)星進(jìn)座艙的能力手段，獲取在信息域的博弈優(yōu)勢(shì)。未來(lái)空戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展要緊密貼合賽博技術(shù)、信息技術(shù)與電磁機(jī)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，利用好此次軍事變革的重大優(yōu)勢(shì)，積極求變，盡早占據(jù)戰(zhàn)略主動(dòng)，滿足認(rèn)知機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)中對(duì)信息域的控制與使用需求。

3 幾個(gè)關(guān)系的探討

3.1 能力與規(guī)模并重

裝備的能力、規(guī)模、組合是裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最核心因素，也是一型裝備在設(shè)計(jì)之初必須考慮的不可或缺約束。由于一直以來(lái)中國(guó)的裝備論證較側(cè)重于能力需求論證，因此本文將針對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)規(guī)模對(duì)交戰(zhàn)層和任務(wù)層的影響進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

1942年，德軍與美軍的空戰(zhàn)損失比大致為1∶1， 考慮到德軍飛行員的戰(zhàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，這是一個(gè)能讓美軍接受的損失比。到了1944年初，美軍的空戰(zhàn)飛機(jī)架數(shù)優(yōu)勢(shì)與德軍相比來(lái)到了3∶1，但德軍與美軍的空戰(zhàn)損失比只有少許增加，來(lái)到了1.2∶1。受益于美軍強(qiáng)大的工業(yè)產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，隨后的半年內(nèi)美軍的空戰(zhàn)飛機(jī)架數(shù)優(yōu)勢(shì)與德軍相比增加到了6∶1，而雙方的空戰(zhàn)損失比也躍升到了6.8∶1[51]。

2009年，空軍中校W·Locke在其《紅旗軍演中的空中優(yōu)勢(shì)：數(shù)量、技術(shù)與贏得下一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)》的碩士畢業(yè)論文中，通過(guò)系統(tǒng)的整理和分析紅旗軍演中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，提煉出了戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)對(duì)空戰(zhàn)交換比影響的規(guī)律，如圖6[52]所示。圖中橫軸代表F-15C和SU-27的參戰(zhàn)架數(shù)比，右端縱軸代表空戰(zhàn)損失比，結(jié)論顯示雙方的參戰(zhàn)架數(shù)比來(lái)到2∶1以后，SU-27與F-15C的空戰(zhàn)損失比出現(xiàn)拐點(diǎn)并迅速上升。當(dāng)參戰(zhàn)架數(shù)比在0.1∶1和2∶1 之間時(shí)，SU-27與F-15C的空戰(zhàn)損失比表現(xiàn)的極為平緩，幾乎定格在3.5∶1，當(dāng)參戰(zhàn)架數(shù)比小于0.1時(shí)，損失比迅速下降(F-15C的損失迅速增加)。從二戰(zhàn)空戰(zhàn)的歷史數(shù)據(jù)和紅旗軍演的訓(xùn)練數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，當(dāng)雙方戰(zhàn)斗機(jī)處于同代對(duì)抗時(shí)，數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)對(duì)交戰(zhàn)級(jí)空戰(zhàn)的影響極為明顯。隨著交戰(zhàn)層飛機(jī)間協(xié)同程度的不斷提高，數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)對(duì)交戰(zhàn)結(jié)果的影響還將繼續(xù)增加。

圖6 “紅旗軍演”：SU-27與F-15C的交換比[52]Fig.6 Kill ratio between SU-27 and F-15C in Red Flag[52]

2015年，蘭德公司發(fā)布《中美軍事計(jì)分卡》的研究報(bào)告，對(duì)中美在機(jī)場(chǎng)打擊、空中優(yōu)勢(shì)、反艦作戰(zhàn)等10個(gè)任務(wù)方面的軍事能力進(jìn)行了全面對(duì)比[53]。其中，在對(duì)比中美空中優(yōu)勢(shì)力量時(shí)分析了美軍為獲取并控制住臺(tái)灣上空空中優(yōu)勢(shì)所需的兵力規(guī)模，如圖7[53]所示。研究表明，在最嚴(yán)苛的情況下，美軍需要從關(guān)島基地或同等距離的其他基地出動(dòng)7個(gè)空中聯(lián)隊(duì)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)海上空的持續(xù)控制。事實(shí)上，中遠(yuǎn)距離的區(qū)域控制和綿長(zhǎng)國(guó)境線的防御要求對(duì)每個(gè)軍事大國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)規(guī)模都有著強(qiáng)大需求。考慮一場(chǎng)7天24小時(shí)的區(qū)域控制任務(wù)，防御方要保持足夠規(guī)模的飛機(jī)持續(xù)存在，以頂住進(jìn)攻方的一次涌入攻擊?？諔?zhàn)結(jié)果不但與上述交戰(zhàn)層的規(guī)模影響強(qiáng)聯(lián)動(dòng)，甚至還是在機(jī)場(chǎng)受到猛烈攻擊的情況下進(jìn)行作戰(zhàn)，難度不可不察。因此，規(guī)模需求是裝備論證階段必須考慮的核心約束之一。

圖7 攻擊與不攻擊基地情況下為取得空中損耗戰(zhàn)勝利所需的兵力(以空中聯(lián)隊(duì)數(shù)量衡量)[53]Fig.7 U.S. force required for attrition victory with and without attacks on PLA air bases (measured in number of fighter wings)[53]

3.2 專(zhuān)用與多用權(quán)衡

在2018年戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心發(fā)布的《重奪海上高地：為大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)變革美國(guó)海軍航空兵》研究報(bào)告中指出[5]，美國(guó)海軍航空兵的裝備結(jié)構(gòu)發(fā)展體現(xiàn)了這樣一個(gè)規(guī)律：大國(guó)對(duì)抗追求效能。每當(dāng)環(huán)境惡化或大國(guó)對(duì)抗時(shí)代的到來(lái)，美國(guó)海軍就打造和構(gòu)建一支專(zhuān)用任務(wù)裝備結(jié)構(gòu)，以充分釋放專(zhuān)用飛機(jī)在執(zhí)行這些關(guān)鍵任務(wù)時(shí)的裝備潛力，不同任務(wù)種類(lèi)的飛機(jī)通過(guò)聯(lián)合與協(xié)同實(shí)現(xiàn)整體效能的提升，代價(jià)就是保障壓力較大；和平時(shí)期追求效率。每當(dāng)環(huán)境寬松或和平時(shí)期的到來(lái)，美國(guó)海軍就追求多任務(wù)裝備結(jié)構(gòu)，在較好支撐海軍廣泛的任務(wù)譜需求的同時(shí)，能以較少保障代價(jià)，提高效率。隨著大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代的又一次到來(lái)，戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心為美國(guó)海軍建議了面向2040年的3種 航空兵裝備結(jié)構(gòu)方案，分別為傳統(tǒng)型，均衡型和專(zhuān)用任務(wù)結(jié)構(gòu)型，并對(duì)3種方案進(jìn)行了評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明，專(zhuān)用任務(wù)裝備結(jié)構(gòu)方案能在更遠(yuǎn)的距離以更高的生存能力投送更多的火力，是支撐大國(guó)博弈的有效解決方案。

從當(dāng)前美國(guó)空海軍的發(fā)展布局看，尤其在作戰(zhàn)裝備結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目安排上，確實(shí)呈現(xiàn)了這種特點(diǎn)。美國(guó)空軍的PCA專(zhuān)注于空優(yōu)任務(wù)，B-21則專(zhuān)注于遠(yuǎn)程穿透縱深打擊。2020年12月，美國(guó)海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、海岸警衛(wèi)隊(duì)聯(lián)合發(fā)布了《海上優(yōu)勢(shì)：以一體化全域海軍力量制勝》的海上戰(zhàn)略文件，文件中指出海軍的下一代飛機(jī)將在防空反導(dǎo)戰(zhàn)中承擔(dān)重責(zé)，聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機(jī)F-35C將在MQ-25無(wú)人加油機(jī)的保障下，在力量投射與打擊任務(wù)中承擔(dān)首要職責(zé)[54]。從裝備建設(shè)角度看，美國(guó)空海軍根據(jù)自身在聯(lián)合作戰(zhàn)概念中承擔(dān)的角色，并結(jié)合各自獨(dú)特的軍種需求，對(duì)裝備的定位有不同之處，但均選擇了一條相對(duì)專(zhuān)用任務(wù)型裝備結(jié)構(gòu)道路：充分發(fā)揮嚴(yán)酷環(huán)境下專(zhuān)用裝備在執(zhí)行匹配任務(wù)時(shí)的裝備潛力，通過(guò)全域協(xié)同和一體化指控作戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)整體效能最優(yōu)。

3.3 數(shù)字工程與快速采辦創(chuàng)新

2018年6月，美國(guó)國(guó)防部正式對(duì)外發(fā)布“國(guó)防部數(shù)字工程戰(zhàn)略”[55]。核心思想是利用全生命周期內(nèi)可跨學(xué)科、跨領(lǐng)域連續(xù)傳遞的模型和數(shù)據(jù)，開(kāi)展系統(tǒng)論證、設(shè)計(jì)、試制試驗(yàn)和鑒定等科研活動(dòng)。當(dāng)前，美軍陸?？杖娨讶嫱七M(jìn)實(shí)施數(shù)字工程戰(zhàn)略，希望實(shí)現(xiàn)跨域聯(lián)合智能化作戰(zhàn)及其裝備體系能力快速生成與重構(gòu)，以絕對(duì)的快和好與相對(duì)的多和省，應(yīng)對(duì)不斷動(dòng)態(tài)變化的威脅環(huán)境，集成日新月異的先進(jìn)技術(shù)、形成相對(duì)對(duì)手的升維優(yōu)勢(shì)，遏制后發(fā)國(guó)家的趕超勢(shì)頭。

2019年，空軍負(fù)責(zé)采辦、技術(shù)與后勤的助理部長(zhǎng)羅珀提出“數(shù)字化百系列”概念，旨在通過(guò)綜合運(yùn)用數(shù)字工程、敏捷軟件開(kāi)發(fā)以及模塊化開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)的“三位一體”工具，對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行每四年一次的高頻率升級(jí)，實(shí)現(xiàn)快速迭代研發(fā)[56]。羅珀的目標(biāo)是將下一代戰(zhàn)斗機(jī)的平臺(tái)發(fā)展周期壓縮至五年以內(nèi)甚至更短[57]。2020年9月，羅珀透漏美空軍的下一代飛機(jī)全尺寸驗(yàn)證機(jī)已經(jīng)開(kāi)始試飛，同時(shí)打破了一系列記錄，并表示數(shù)字工程技術(shù)是支撐開(kāi)發(fā)全新、尖端作戰(zhàn)飛機(jī)的關(guān)鍵一步。波音公司利用數(shù)字工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了由分布在全球的不到200人的研發(fā)隊(duì)伍來(lái)完成“紅鷹”教練機(jī)eT-7A的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試等全流程研發(fā)工作[58]。

為與數(shù)字工程相適應(yīng)，美國(guó)防部也不斷推進(jìn)采辦改革策略。2020年1月，美國(guó)防部正式發(fā)布5000.02指示《適應(yīng)性采辦框架的運(yùn)行》，推出應(yīng)急能力采辦、中層采辦、重大能力采辦、軟件采辦、國(guó)防業(yè)務(wù)系統(tǒng)采辦和國(guó)防服務(wù)采辦等六種采辦路徑，以適應(yīng)不同的采辦對(duì)象，力求實(shí)現(xiàn)靈活、快速、敏捷的能力集成、快速原型與快速部署[59]。至此，針對(duì)數(shù)字時(shí)代的能力開(kāi)發(fā)，和敏捷靈活創(chuàng)新的適應(yīng)性能力采辦，美軍力求兩手抓，兩手都要硬，意圖在不斷迷惑對(duì)手的同時(shí)，徹底拉開(kāi)與對(duì)手在時(shí)間、節(jié)奏和能力上的差距。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的空戰(zhàn)實(shí)踐，人類(lèi)已經(jīng)歷了能量機(jī)動(dòng)制勝、信息機(jī)動(dòng)制勝兩個(gè)空戰(zhàn)時(shí)代，隨著自主、人工智能等諸多增量與變量技術(shù)的快速發(fā)展，未來(lái)空戰(zhàn)將迅速進(jìn)入到認(rèn)知機(jī)動(dòng)制勝時(shí)代，以有無(wú)人協(xié)同為核心特征的復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)間的對(duì)抗將是未來(lái)空戰(zhàn)的主要模式。認(rèn)知機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)的核心追求是識(shí)別和認(rèn)知對(duì)手多節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系、系統(tǒng)架構(gòu)和復(fù)雜殺傷鏈路的同時(shí)，阻止對(duì)手識(shí)別和認(rèn)知己方的系統(tǒng)架構(gòu)和殺傷鏈路，并尋求在全殺傷鏈環(huán)節(jié)遲滯、破壞和打斷對(duì)手的閉環(huán)功能。立足于大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)與大國(guó)博弈下的時(shí)代需求，立足于未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)概念下的使命定位，立足于數(shù)字化時(shí)代下的技術(shù)變革，下一代戰(zhàn)斗機(jī)必將是一型在裝備結(jié)構(gòu)中專(zhuān)注于空優(yōu)的、規(guī)?；?，在任務(wù)層面具備快速響應(yīng)的、在交戰(zhàn)層面能贏得認(rèn)知機(jī)動(dòng)空戰(zhàn)的復(fù)雜空戰(zhàn)系統(tǒng)中的核心骨干節(jié)點(diǎn)。