美国空军未来5年机队结构预期规划

云脑智库 2021-07-09 00:00


来源 | 高端装备产业研究中心

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导读:美国空军希望未来5年内退役421架老式战斗机,购买304架新机。尽管在2021财年国防预算法案要求下美国空军委曲求全,但在下一个五年计划中,美国空军仍然想要执行自己的计划,继续研发和采购下一代飞机,以满足大国冲突的需求。


退役的F-15C在亚利桑那州的阳光下烘烤,在它们的天窗、发动机进气口和其他开口上覆盖着喷雾状覆盖物,以待它们重新投入使用。美国空军现在希望在2026财年结束前加快剩余的F-15C/D机队的退役。图片来自美国空军,拍摄于2012年


2022财年预算谈话要点

据美国《空军杂志》(Air Force Magazine)网站2021年5月14日报道,根据该媒体获得的2022财年预算谈话要点文件,美国空军将提请美国国会批准在2026年之前退役421架老式战斗机,仅采购304架新战斗机来取代。通过运营规模较小的机队节省出的资金将用于购置新系统,包括2020年代晚些时候将要服役的下一代空中优势战斗机NGAD,以及2030年代将服役的新型多用途战斗机MR-X。

要被裁掉的这421架老式战机包括:在2026财年结束前全部退役现役的F-15C/D机队,数量约为234架;同时,现役的F-16机队则将退役掉124架,大部分来自所谓的早期批次或最老旧的型号,只剩下812架。A-10攻击机将从281架减少到218架,退役63架,并且将会更提前些——在2023财年就要完成这63架的退役。

图表:2022~2026财年美国空军计划削减机型及其削减量


而在2026财年之前的未来这几年国防预算中,美国空军将采购84架全新生产的F-15EX和220架F-35A战斗机,从而在五年内净减少117架战机。这次缩编将是自2010年代初的“CAF Redux”(即空军作战部队裁军)以来最大的一次,当时美国空军将其机队裁减了约250架。

图表:2022~2026财年美国空军计划增加/补充机型


美国空军领导人几年来一直在推动要求国会批准空军退役老式战机,以节省经费用于投资与未来作战,尤其是未来在印太战区的作战行动更相关的新系统。近日,美国军方官员表示,他们计划在2030年开始逐步淘汰第五代战机F-22,由目前正秘密研制中的NGAD系统族取代,NGAD系统族已知至少包括一款新型有人驾驶的战斗机,以及可能的几种无人型。与NGAD一样,新型MR-X战斗机也将使用新的数字式方式进行设计,以大幅缩短设计、开发和投入使用的时间,同时通过在较短的服役期内就迅速形成战斗力来大幅降低维持费用,并预计后续新机型将迅速跟进。

图表:2026~2030财年美国空军计划削减机型


图表:2026~2030财年美国空军计划增加机型


美国空军的谈话要点称:“仅仅为了跟上敌方威胁的步伐,就需要每年增加60~70亿美元的资金来让我们目前的部队现代化升级改装。即使负担得起升级改装费用,仅仅只是升级改装后的部队也远远达不到应对未来同级别威胁所需的战斗力。该文件继续强调,“没有任何技术可以将我们的第四代战斗机改装升级为第五代战斗机,又或者将第五代战斗机改装升级为第六代战斗机”。

该文件还指出,老式战斗机系统正变得“明显更昂贵,难以维持”,而且美国空军现役机队是在全球范围内机龄最大的机队之一。文件指出,美国空军机队平均机龄28.6年;相比之下,美国海军航空兵平均机龄只有14.4年;陆军航空兵平均机龄15.3年;澳大利亚皇家空军为8.9年,英国皇家空军16.5年。

负责计划和项目的美国空军副参谋长大卫·纳霍姆中将(David S.Nahom)表示,由于机龄太老,美国空军的运营和维持费用正在“暴涨”,并以两倍于通货膨胀的速度增长。他说,美国空军有44%的机队在其计划的使用寿命之外运行,例如F-16战斗机最初预计只服役到2005年左右。

2021年5月12日,美国空军参谋长查尔斯·布朗(Charles Q. Brown)上将说,美国空军必须从现役的七种机型(战斗/攻击机)缩减到“4+1”,这个“1”是指A-10攻击机,以减少维持这么多机型的后勤费用。其余四种指的是廉价轻型的战斗机F-16,新的重型战斗机F-15EX,隐形战斗机F-35,以及未来的第六代战斗机NGAD。

文件表示,这份计划反映了“在最困难的时间点(2035年)对最困难的问题(中国)和最困难的作战场景(台湾)进行广泛博弈和分析的结果。很明显,美国空军必须通过改变投资重点来改变未来的战斗机部队结构组合,以提供应对同级别威胁所需的战斗力、规模和可负担性”。

F-22

现有的约180架规模的F-22机队将在未来5个财年的国防预算计划中继续维持着,同时空军会持续拨款用于F-22的传感器升级,使F-22在2030年开始逐渐退役前保持充分的战斗力。然而,根据谈话要点,F-22“无法在20年后面对威胁时仍具有竞争力”。

F-22(下方)与F-35同飞

F-22是美国空军除了F-35以外最新服役的隐形战斗机,从2005年12月开始到2020年12月,F-22已经服役了15年。在中国歼-20战斗机于2017年入役之前,世界上没有战斗机能够挑战F-22的能力。该机被设计为高端重型战斗机,专门用于夺取空中优势。

曾经为了对抗先进的Su-27而发展出的F-22,在苏联解体后如愿取得了战斗机的霸主地位。F-22先进的隐身能力备受赞誉,它的F119发动机水平也令其他国家难以企及。但其高昂的运营成本和由此导致的低可用率迫使美军停止生产和开发F-22其他变体。

在使用上,作为针对欧洲战场设计的隐身战斗机,F-22的航程相对较短,在亚太地区战斗时对加油机的支援依赖较大。在世界军事斗争中心转移、防空系统能力日盛的背景下,F-22缺少体系化压制“反介入/区域拒止”对手的能力,突入战场后可能会变成昂贵的消耗品。

美国空军研究实验室的概念图,展示了F-35如何通过“忠诚僚机”技术与一系列无人机相连

F-22的命运与F-15形成了鲜明的对比,F-15从1976年开始服役,至今仍在生产和改进许多变体——这也是F-22项目的一个主要缺点,这意味着最终它永远不能完全作为老F-15的实际替代品。F-22的最终设计未能达到该项目的一个关键目标,即维护更容易、运营成本更低,因此F-22项目在一定程度上是失败的。

NGAD

文件称,NGAD系统族代表了美国空军“在未来高度竞争的环境中作战和获胜的战斗力”。以“未来威胁所无法比拟的高速度”研发NGAD的新研发方法将使美国空军能继续保持其优势。根据综合情报推断,这里的研发方法的是数字工程和螺旋式开发。数字工程正在彻底改变像T-7A、NGAD和GBSD这样的新项目设计和生产灵活性,美国正在尝试使用这一技术来构建更小批量的可升级系统,从而为未来的部队提供更强的技术吸收能力。螺旋式开发使设计师每隔一个周期就将新的软件和传感器技术整合到现有的版本中,可能是每五年一次,也可能是每八年一次。

NGAD猜想图

然而即便如此,美国空军似乎已经接受了在高端冲突中广泛的空优不再是可以实现的这一事实。相反,美国空军的目标改为在“高度竞争的威胁环境”中实现“临时的优势窗口”,并为联合部队和盟国提供“互补作战能力”。为了实现这一目标,美国空军需要“全谱系的生存能力、高速、先进的武器和更大的作战半径”。为了执行全球打击任务,美国空军在这些特性的基础上增加了“足够的有效载荷”和通过“使用人机合作和混合使用有人无人系统”实现更大的任务弹性。

F-16和A-10机队也将继续获得资金用于机体结构改造和作战能力提升,以保持拥有足够的战力,直至完全退役。

A-10

根据谈话要点,A-10攻击机“在目前的冲突中非常有效,但从长远来看是不可行的”。文件说,“A-10在不断变化的全球威胁环境中缺乏生存能力,其单一的任务能力使其无法满足所需执行的作战任务。”文件说,A-10不能执行守势防空、压制敌方防空或国土防御任务。美国空军曾多次试图让A-10退役,但都没有成功,每每被那些将其说成是“无与伦比的近距空中支援战机”的国会议员们所阻止。

负责战略、整合和需求的美国空军副参谋长克林顿·S·伊诺特中将(S. Clinton Hinote)5月13日对媒体称,美国空军计划以与过去完全不同的新方式来执行近距空中支援任务。伊诺特没有对新近距空中支援任务概念进行具体描述,但暗示这将涉及无人机。伊诺特说,预计飞行到2030年的A-10将被提供近距离空中支援的“新方式”和“新概念”所取代。

F-16

本次财政年度计划后,并有可能直至2030年代,美国空军预计将保留大约600架“较新批次”的F-16-C/D(Block40批次及之后的新批次),并进行一些现代化升级,从而在未来较宽松和较激烈的作战环境中都拥有足够的战斗力。同时,预计将在“30年代中期”过渡到新型MR-X战斗机。这款新型战斗机将是“全新”的设计,通过数字方法研制,同时现在预计,启动MR-X战斗机项目的“决定点”将会在“六到八年后”,根据该文件的说法。MR-X“必须能够负担得起地执行不属于高端战争的任务”。F-35也有可能填补这一角色,但前提是其运营成本能够“大幅降低”。

MR-X会以与NGAD几乎相同的方式创建。新飞机设想的角色将是国土防御和“不一定需要高水平生存能力”的任务。例如,它可能不需要有“雷达隐身”。当F-16需要退役时,“使用数字工具的全新设计才是出路”。

F-15EX

F-15EX在文件中被描述为“一种携带大型武器的卡车”,既可以在高对抗的战场上携带防区外武器,同时也可以在对抗性稍差的空域执行空优任务。虽然空军提到F-15EX可以发射高超声速、空对地的AGM-183A“空射快速反应武器”(ARRW),但谈话要点称该机也可以携带“超大型……空对空”武器。据推测,这是一种远程武器,旨在对抗中国的PL-15远程空对空导弹,但文件没有说明其提及的空空武器是否就是AIM-260(一种两年前披露的属于机密研发性质的新型空对空导弹)。

埃格林空军基地,美国空军接收第一架F-15EX

美国空军计划在2022财年购买11架F-15EX,随后在2023财年购买14架,并计划此后每个财年购买19架。如果这一增速延续十年,美国空军将在2030年购买第144架F-15EX。去年发布的合同文件显示,美国空军拥有购买最多200架F-15EX的选择权。

白宫预计将于5月27日发布其完整的财年预算。拜登政府上个月发布了一份缩紧的预算,其中要求为国家安全项目提供7530亿美元,包括为国防部提供7150亿美元。虽然比2021年制定的预算增加约100亿美元,但仍低于军方要求的持续增长。

小结

从客观角度说,美国空军的计划与国会通过的2021财年国防预算法案步调不一致,但是更契合作战实际。所规划的机队结构针对性较强,假想敌明确,符合美国当前战略竞争重点。

在这一结构变革过程中所涉及的、以“数字工程方法”和“螺旋式开发”为主要途径的新机设计方法是当前美国空军着力创建的一种先进装备开发手段,其目的是创造一批数字化的、能够快速融入作战网络的、快速采用新兴技术迭代的战机,同时具备高生产制造效率和高可维护性。数字化设计方法已经有波音T-7A这样一个成功案例,螺旋式开发方法目前已经应用于美国防战略能力办公室的Perdix无人机以及美海军研究实验室的CICADA无人机。这些数字化、模块化迭代制造的先进概念如成功应用于主力战斗装备,可能会形成美国在军事实力上新一轮技术优势,这一点值得注意。

参考资料
[1] John A. Tirpak. Air Force Wants to Cut 421 Old Fighters, Buy 304 New Ones. AirForce Magzine. 2021-05-14.
[2] Mark F.Cancian. U.S. Military Forces in FY 2021: Air Force. CSIS. 2020-12-03.
[3] John A. Tirpak. New Force Design: NGAD Needed Soon, F-22 Sunset Begins in 2030. AirForce Magzine. 2021-05-13.
[4] Brian W. Everstine. Biden to Request $715 Billion for DOD, Eliminate the OCO Account. AirForce Magzine. 2021-04-09.
[5] Military Watch Magazine[EB/OL]. Militarywatchmagazine. 2020-12-31.

The End

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