美国海军下一代战斗机——F/A-XX

云脑智库 2022-04-16 00:00


来源 | 高端装备产业研究中心

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导读:2021年10月29日,美海军发布《海军航空愿景2030-2035》文件(公开版),文件透露其下一代战斗机F/A-XX作战概念设计以及新的细节,F/A-XX战斗机是下一代空中优势(NGAD)项目的一部分,旨在取代服役至2030年代的F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机。文件展示的F/A-XX概念艺术图透露了其外形设计,但值得注意的是,该设计可能无法反映当前正在开发的实际造型。据美国相关人员分析,该鸭翼设计概念图仅作为作战模式示意图,不具备实际意义。


一、研发背景及进程

F/A-XX是未来第六代空中优势战斗机的开发和采购计划,以补充并最终取代美国海军预计服役到从2030年代的F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机。F/A-XX将成为海军下一代空中优势(NGAD)系统中的战斗机部分。尽管名称相同,但该计划与美国空军的NGAD计划并不相同。

2009年7月,波音公司推出了第六代战斗机F/A-XX的概念设计图,所提出的概念是一种双座、双引擎的无尾翼飞机。据波音设计人员的描述,它可以根据任务进行有人或无人两种飞行模式,而该战斗机概念设计重量达到了40,000磅(18,000千克)的重量级别。为UCAS-D项目选择的诺斯罗普·格鲁曼公司X-47B也被提议用于F/A-XX项目。

2012年4月,美国海军正式发出F/A-XX的项目信息,它要求F/A-XX必须具备空中优势作战之外的多用途能力,用以在21世纪30年代取代美国海军目前服役的F/A-18E/F “超级大黄蜂”战斗机和EA-18G咆哮者电子战机。

2013年4月,波音公司更新了当初的设计概念,新概念主要增加了鸭翼,但这样通常会损害正面雷达散射截面,影响隐身性能。而进气道即类似F-35战斗机的设计。


2013年波音公司公布的F/A-XX概念设计

2014年9月9日,海军宣布于2015年开始F/A-XX飞机的替代品分析(AOA),讨论F/A-XX的任务系统、航空电子设备和新的下一代武器系统。

2019年6月F/A-XX的AoA完成,海军开始了开发过程的概念开发阶段。

二、设计特点

1、具有多用途能力的空中优势战斗机

美国海军发布的F/A-XX的正式信息请求中提到,它需要一种具有多用途能力的空中优势战斗机,以在2030年代初步补充并最终取代F/A-18E/F超级大黄蜂和EA-18G咆哮者飞机,同时补充F-35C和UCLASS无人驾驶飞机,可以在反介入/区域拒止环境中运行。主要任务包括空战、空对空、对地攻击、对海攻击和近距离空中支援。设计要求包括超级巡航能力以及先进的下一代隐身功能、具有网络适应性的传感器和雷达。额外的任务和能力包括空对空加油、侦察、监视和目标捕获(RSTA),以及电子攻击对抗等电子战能力。高度自适应的有人驾驶、无人驾驶和可选有人驾驶的操作将成为新系统的一部分。

2、网络连接能力和传感器

尽管F/A-XX将是第六代战斗机,但该项目仍处于开发的早期阶段。需要探索的一系列下一代技术,包括传感器的最大连接性和相匹配的“智能蒙皮”。最大连接性是指大量增加的通信和传感器技术,例如能够与卫星、其他飞机以及任何提供实时战场信息的设备连接。智能蒙皮会将传感器和电子设备集成到机身中,以提高传感器性能,同时减少阻力并提高飞机速度和机动性。

3、推进系统

美国海军正在与美国空军合作开发具有超级巡航能力的下一代战术战斗机,但是海军对于空军声称的自适应循环喷气发动机技术存在重大分歧,该技术可以自动适应不同的工作环境,改变发动机循环参数,如增压比、涡轮前温度、空气流量和涵道比,很好地解决发动机涵道比、推力和油耗三者之间的矛盾,提高发动机的工作效率,该技术的使用将有益于舰载战斗机。

4、武器系统

时任美国海军作战部长乔纳森·格林纳特(Jonathan Greenert)在2015年2月推测,F/A-XX将携带各种新型先进武器,以压倒或压制敌方防空系统并确保生存能力和自身优势。F/A-XX的总有效载荷以及可携带武器和装备的射程和种类将至少匹配或超过当前平台,即超级大黄蜂的有效载荷和武器能力,除常规导弹外,F/A-XX将配备定向能武器。

5、可选有人驾驶

2015年5月,时任美国海军部长雷·马布斯表示,F/A-XX应该是一个具有可选无人自主操作能力的平台。这项工作可能会依靠一个系统来取代F/A-18E/F和EA-18G的能力,而不是单一战机,海军现在正在与空军合作对其下一代飞机的替代方案进行分析。海军更偏爱可选有人驾驶飞机成为模块化设计的一部分。

三、未来作战应用

2021年10月29日,美海军航空系统司令部(NAVAIR)正式发布《海军航空愿景2030-2035》文件,取代2016年发布的《海军航空愿景2016-2025》文件。该文件对未来舰载机联队描述中,有关F/A-XX的展望如下:

“F/A-XX是下一代空中主宰(NGAD)系统族(FoS)中的打击战斗机组件,计划在2030年代替代F/A-18E/F‘超级大黄蜂’。F/A-XX具体能力和技术正在开发中,但分析表明,它必须具备更远的航程和更快的速度、集成被动和主动传感器技术、并具有使用规划的未来远程武器的能力。随着‘超级大黄蜂’退役,F-35C与F/A-XX的组合将维持海军舰载机联队中战术战斗机的能力和规模。F/A-XX的先进舰载力量投送能力将保持核动力航母在高端威胁环境中的适应性。”

此外,《海军航空愿景2030-2035》文件还明确指出,F/A-XX战斗机将成为未来舰载机联队有人-无人协同作战能力的核心:

“下一代空中优势将包括以F/A-XX战斗机为“四分卫”的无人编组平台,其中有人/无人飞机加上‘可消耗组件’将被跨领域使用,以实现战术范围内的综合动能和非动能火力。随着自主性和机器学习技术的日趋成熟,将对F/A-XX、有人/无人平台组合进行评估,以确保组建一支最致命和最经济的舰载机联队。”
在这份愿景文件中,尤其体现了对更大射程和速度的渴望,这将使美军航母能够在距离目标更远的地方起飞未来的F/A-XX飞机。更远的武器,包括未来的高超音速导弹,将进一步扩大这些飞机的对峙范围。所有这些反过来将有助于减少F/A-XX的脆弱性,并允许航母在更远的地方远离威胁越来越大的防御,包括反舰巡航导弹和弹道导弹。现在美军对更大的航程可能会有更大的兴趣,尤其是在Block Ⅲ配置升级的超级大黄蜂上增加保形油箱的计划被停止,更激发了美海军对战斗机大航程的渴望。

F/A-XX作为中心节点联接4架无人机

该文件还明确指出,未来目标是让F/A-XX成为舰载机联队有人-无人协同作战的中心,在与携带弹药、配置电子战、指挥与控制系统的无人机组成的有人-无人编组中扮演“四分卫”(美式橄榄球组织进攻发起者)角色。在作战概念图中,F/A-XX作为中心节点,连接了两架带有空对空导弹的空对空(A/A)无人机,以及负责电子战(EW)和指挥与控制(C2)的无人机,C2无人机可能为一种配备先进通信网络的无人机,能够将隐形飞机和非隐形飞机以及其他各种飞机连接起来,此外还会包括地面和海上的节点。

除此之外,海军对其设想的F/A-XX控制的无人平台的描述与目前美国军方公开的各种项目非常吻合。这包括专注于开发先进的半自主的“忠诚僚机”类型的无人机,这些无人机将直接与有人驾驶的飞机一起工作,以及探索完全自主的网络化无人机和弹药群的项目。这些努力中的许多都与人工智能和机器学习的工作密切相关,以提供更大的自主性。

具体而言,海军已经直接参与了忠诚僚机和人工智能驱动系统的开发,以及未来可承担多种角色的MQ-25无人加油机。此外,海军还在追求一个完整的革命性的新电子战生态系统,被称为“对抗综合传感器的多元素信号特征网络仿真”(NEMESIS,复仇女神)项目,该项目将致力于将多种前沿电子战概念予以融合,即基于网络化协同电子战概念,将不同系统集成,利用无人分布式电子战平台/诱饵的集群实现大规模协同电子战。

小结

总体而言,美海军的新航空愿景在很大程度上确定了其对F/A-XX的需求,且已经将这些核心需求汇集在一起,这将有助于加快开发进程。尤其是对舰载机航程的要求和将先进无人平台广泛引入海空战满足了各方对于F/A-XX的期待。即便如此,目前来看该项目面临的最大问题依旧是进度缓慢。虽然波音等公司已全面参与到项目开发中,但从其目前进度看,能否实现2030年交付部队使用,还有很大的不确定性。




参考资料
[1] The U.S. Navy Has Released New Details About The F/A-XX Next Generation Strike Fighter
[2] The Navy Just Released Its Vision For Its Future F/A-XX Next Generation Strike Fighter
[3] Boeing unveils updated F/A-XX sixth-gen fighter concept
[4] At a budgetary crossroads, the US Navy’s aviation wing must choose between old and new
[5]《海军航空愿景2030-2035》
- The End

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