超常規空戰的應用


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送交者: 超常 于 April 07, 2002 00:48:36:

近距空戰是空戰最基本形式,在早期空戰中几乎是唯一形式。在中程武器出現之后,空戰形式雖有不少變化,但近距空戰仍不可避免。
  由于未來的空戰環境,特別是電子戰軟殺傷環境的變化,將使得超視距空戰的作用遭到抑制,被動雷達的出現,會使在“先敵發現、先敵發射”這樣一個指導思想下發展起來的“大”雷達,更易在尚未發現敵人之前就暴露自己,而電子戰的強有力殺傷,又使“大”雷達被壓制到一個非常小的發現距离上,而使“超視距”失效。如果對抗雙方均采用這樣一种對抗策略和技術,將使空戰最終還是以近距格斗解決問題。

  因此,未來空戰仍將是遠距空戰与近距空戰并存,對下一代戰斗机來說,超視距空戰能力和近距超机動能力同等重要。

  每一次新的技術和新一代戰斗机的出現,都會与此相應地出現一些新的著名戰斗動作。

  對應于第一、二代戰斗机有名的机動動作為高搖─搖和低搖─搖。這些動作是朝鮮戰爭期間由我國志愿軍空軍創造,而由美國空軍命名的。它們實際上就是“角點”性能的應用,主要是用于獲得占位优勢。

  對應于第三代戰斗机有名的机動動作為“伊默曼”(Immelman)。它實際上就是高搖─搖的進一步發展,其本質還是對“角點”性能的應用,衹是由于第三代戰斗机的“角點”性能更為优勢,因此,“伊默曼”的瞬時轉彎性能比第二代戰斗机的好。

  隨著下一代戰斗机近距空戰可進入失速區進行机動,在戰術應用上又出現了一些新的戰術動作,其中最有名的動作為:“赫伯斯特”(Herbst)机動。它的過程与高搖─搖和“伊默曼”相似,不同的是前兩者追求的最佳轉彎點是“角點”,而后者追求的是失速區域的轉彎,它的轉彎性能比前者又要优越得多。

  為了實現過失速机動,必須采用推力矢量技術,由于飛机采用推力矢量,除了實現過失速机動以外,還帶來其他一些机動性能的實現和改善,通常把這樣一种以過失速机動為核心的一組机動動作稱之為超常規机動技術。其組成和用途如下:

1.過失速机動:迅速占位和擺脫對手﹔
2.敏捷性:使飛机航跡和姿態的變化響應更快﹔
3.航跡─姿態解耦:迎頭不能用導彈攻擊時擴大炮的攻擊區域和提供規避机動﹔
4.高減速性:使超音速遠距空戰的飛机盡快減速進入近距空戰取得占位优勢﹔
5.負載荷机動:迎頭攻擊時提高生存率。

  其中典型的兩种航跡─姿態解耦机動可見,前者主要用于迎頭攻擊時不能用導彈、而改用机炮攻擊的情況,近似給出了机炮一個离軸角,后者主要用于脫离規避。

近距空戰是空戰最基本形式,在早期空戰中几乎是唯一形式。在中程武器出現之后,空戰形式雖有不少變化,但近距空戰仍不可避免。

  由于未來的空戰環境,特別是電子戰軟殺傷環境的變化,將使得超視距空戰的作用遭到抑制,被動雷達的出現,會使在“先敵發現、先敵發射”這樣一個指導思想下發展起來的“大”雷達,更易在尚未發現敵人之前就暴露自己,而電子戰的強有力殺傷,又使“大”雷達被壓制到一個非常小的發現距离上,而使“超視距”失效。如果對抗雙方均采用這樣一种對抗策略和技術,將使空戰最終還是以近距格斗解決問題。

  因此,未來空戰仍將是遠距空戰与近距空戰并存,對下一代戰斗机來說,超視距空戰能力和近距超机動能力同等重要。

  每一次新的技術和新一代戰斗机的出現,都會与此相應地出現一些新的著名戰斗動作。

  對應于第一、二代戰斗机有名的机動動作為高搖─搖和低搖─搖。這些動作是朝鮮戰爭期間由我國志愿軍空軍創造,而由美國空軍命名的。它們實際上就是“角點”性能的應用,主要是用于獲得占位优勢。

  對應于第三代戰斗机有名的机動動作為“伊默曼”(Immelman)。它實際上就是高搖─搖的進一步發展,其本質還是對“角點”性能的應用,衹是由于第三代戰斗机的“角點”性能更為优勢,因此,“伊默曼”的瞬時轉彎性能比第二代戰斗机的好。

  隨著下一代戰斗机近距空戰可進入失速區進行机動,在戰術應用上又出現了一些新的戰術動作,其中最有名的動作為:“赫伯斯特”(Herbst)机動。它的過程与高搖─搖和“伊默曼”相似,不同的是前兩者追求的最佳轉彎點是“角點”,而后者追求的是失速區域的轉彎,它的轉彎性能比前者又要优越得多。

  為了實現過失速机動,必須采用推力矢量技術,由于飛机采用推力矢量,除了實現過失速机動以外,還帶來其他一些机動性能的實現和改善,通常把這樣一种以過失速机動為核心的一組机動動作稱之為超常規机動技術。其組成和用途如下:

1.過失速机動:迅速占位和擺脫對手﹔
2.敏捷性:使飛机航跡和姿態的變化響應更快﹔
3.航跡─姿態解耦:迎頭不能用導彈攻擊時擴大炮的攻擊區域和提供規避机動﹔
4.高減速性:使超音速遠距空戰的飛机盡快減速進入近距空戰取得占位优勢﹔
5.負載荷机動:迎頭攻擊時提高生存率。

  其中典型的兩种航跡─姿態解耦机動可見,前者主要用于迎頭攻擊時不能用導彈、而改用机炮攻擊的情況,近似給出了机炮一個离軸角,后者主要用于脫离規避。

在上述 5 組机動動作中,核心是過失速机動和敏捷性,它們反映了轉彎半徑要小、轉彎要快的要求。轉彎半徑小由過失速轉彎中的小半徑實現,轉得快由兩個環節:1)飛机從常現狀態進入過失速狀態的時間要短﹔2)轉彎的時間要短。飛机從常規狀態進入過失速狀態的時間要短,相應要求飛机的姿態變化要快,即飛机繞三軸轉動的速度要快,轉向噴管的實現無論是在常規範圍還是在過失速大迎角狀態都將极大地改善戰斗机的敏捷性。

  MBB和羅克韋爾公司公幵報道了 X-31A 与 NASA F-18 空戰演習的結果,雙方共打 94 次,前者胜 78 次、平 8 次、負 8 次﹔与美海軍 F-18 空戰演習,共打 15 次,胜 11 次、平 4 次。

  應當指出,F-18 是第三代戰斗机中的佼佼者,而 X-31A 僅僅是一個超常規机動的驗証机,為了節省經費,其設計相當簡化,如轉向噴管僅是用鉸裝在尾噴管上的舵片實現的,因而 X-31A 的戰績是引人注目的。

  當然,任何事情都具有二重性,過失速机動的优勢是飛机的轉彎性能十分优越,但弱點就是在過失速區域它的速度和動能非常小,由此我們可以研究与之對抗的策略。

不具備過失速能力的一方在与有此能力的一方進行的對抗中,机動的前期可按對手特別想要你作的動作去机動,即作水平机動,其目的就是要誘使對方采用過失速机動動作。當對手進入過失速大迎角狀態時,此時它處于轉彎最佳點,這時無論你向那一個方向轉都無法擺脫,但這個時候它有兩個弱點:1)机頭還未轉向,因而尚未指向你﹔2)速度和動能很小,除了可作轉彎机動以外,它必須在掉頭以后恢复姿態,俯沖獲得速度和動能,此時它無論如何是無法拉起的,因此你可以在它已到達過失速點、但尚未掉頭之際作一個急劇的垂直机動,有可能擺脫對手的攻擊。

  以上討論的過失速机動优勢主要表現在一對一的雙机相斗中,而實際空戰中常以多机編隊進行,如不具有過失速机動能力的一方認真研究在新的空戰環境中編隊間隔、前后距离和正确選用武器,那么采用過失速机動技術的一方有可能更具危險性。因此在未來近距空戰中如何采用和反擊過失速机動戰術,相信是各國空軍都感興趣的課題。

  超常規机動技術除了用于新一代戰斗机外,它完全可以用于現役第三代戰斗机的改型,衹要這种戰斗机具有优越的大迎角空气動力和進气道性能、數字式電傳操縱系統,而發動机又實現了轉向噴管。實際上許多第三代戰斗机已具備前兩個條件,能否改成,關鍵是要拿到轉向噴管技術。

  目前各國除了將這一技術應用于新一代戰斗机以外,更多地將精力放到這一技術在第三代的改型應用上,如俄國帶矢量噴管的超常規机動戰斗机 蘇-37(蘇-27的矢量推力型)。美國通用動力公司已在 F-16C/D 上用軸對稱轉向噴管改裝成了具有超常規机動力的 F-16/MATV。

以色列空軍正在研究用美國通用動力公司的軸對稱轉向噴管去改裝現役 F-16 戰斗机,以提高戰斗力。

  歐洲聯合戰斗机 EF2000 由于受德國 MBB 公司的影響在方案階段就已考慮了今后改裝的技術潛力,如遠距前翼、帶下唇口偏轉的二元進气道等,MBB 公司曾宣稱,在近距空戰領域,EF2000 毫不遜色于 F-22。這一切表明世界各國都极其重視矢量推力在現役或在研飛机上的應用,以實現超机動能力來提高現役飛机的戰斗力。

  超視距空戰一般指在飛行員目視距离外發射導彈攻擊目標,因此采用中程導彈和遠程導彈都屬于超視距範疇。其优點是在速度比選擇恰當時能對目標實施 360° 的全向攻擊,明顯地擴大了攻擊區﹔由于可以從目標前半球超視距攻擊,從而將攔截線外推,提高了保衛目標的安全性﹔在机載武器、火控較先進的條件下或通信指揮等信息保障條件較好的情況下,具有先敵發現先敵發射的优點,從而提高了進攻飛机的空戰优勢。

  但是早期的中程武器系統戰果并不理想,以越南戰爭為例,其擊毀概率不到 7%,比理論值整整低了一個數量級。究其原因,主要是導彈及武器火控系統不夠理想。

  航空技術的進步使得中程武器系統日趨成熟,在海灣戰爭中 AIM-7 導彈取得了較好的戰績。据資料報道命中率已達 70% 左右。當然如作戰雙方在空戰中都采取積极主動的戰術,命中率可能要低一些。

  目前中程導彈的發展,在射程上沒有明顯提高的趨勢,而將注意力放在發射后不管和多目標攻擊上。

  發射后不管導彈不采用單純半主動雷達制導而是用复合制導形式。因此載机發射導彈后很短一段時間即可机動脫离或幵始攻擊下一個目標,避免了前面所述的長時間不能做大机動的缺點,提高了自身安全性和作戰有效性。但如果作戰雙方均已裝備發射后不管導彈,那么雷達作用距离遠和導彈射程大的一方具有先敵發現先敵發射的优勢。可是應該注意到,如果雷達武器指標較低的另一方在被擊中之前也已發射了發射后不管導彈,盡管載机已被擊中,飛行中的導彈仍可以擊中對手。因此,他們之間有可能衹是被擊中的時間有几秒至十几秒的差异,但結局卻有同歸于盡的可能性。

因此在采用發射后不管武器系統時,具有先敵發現先敵發射优勢的一方并不意味具有戰胜對手的絕對优勢。相反的优勢可能是在采用了“狼群戰術”的一方,即擁有數量較多、价格較便宜的戰斗机,且具有良好協調配合、從不同方位發起攻擊的一方。從作戰費效比的角度考慮,飛机复雜价格昂貴的一方損失將更為慘重。這就給飛机發展帶來新的思考,即過分追求高技術完成多种多樣任務的高度綜合化的昂貴飛机是否是正确的發展方向?

  作戰雙方在超音速情況下實施了首次迎頭超視距攻擊后,是否一定轉為亞音速近距空戰甚至過失速的近距格斗,主要取決于雙方對下一步的決心。衹要一方不打算幵展纏斗并繼續以超音速飛向目標,近距空戰就很難展幵,這与執行的作戰任務關系密切。

  超視作戰之后接著就是近距格斗的理論在實踐上或多机協同作戰中往往是行不通的。基本規律是:在亞音速高机動近距格斗中(包括過失速机動中),任何一方不能堅持而提前退出,將意味著失敗被擊落,而在超音速迎面戰斗中,任何一方不想進行超視距空戰后的第二回合空戰(即近距空戰格斗),則近距空戰就不大可能發生。

  具有多目標攻擊能力的中程導彈可按選定次序攻擊某空域一定範圍的空中多個目標,從而大大提高一次出擊的攻擊成功概率。這种能力尤其對于執行全球戰略,向海外派駐部隊的國家更為重要,因為不管這個國家擁有多少戰斗机,他向海外熱點地區前線基地派駐的飛机畢竟是有限的,因此以少胜多、以質取胜是這類國家一貫追求的方針,相比之下,防御戰略的國家可以調集較多的飛机從不同基地投入戰斗,如果他們從不同方位發射一枚或更多導彈擊中一個目標也是胜利,因此雖然這些國家也在追求多目標攻擊能力,但和進攻性國家相比,迫切程度有所不同。

  遠程空─空導彈的發展也同樣如此,甚至更緊密地与戰略思想及作戰模式相關聯。戰略進攻型國家向海外派遣的空中力量,由于不可能得到地面雷達、指揮系統的良好保障,所以必須依靠預警机,而遠程導彈將构成對預警机的主要威脅。

  相反,本土的防御性作戰,其 C3I 系統將主要依靠遍布本土的雷達通信指揮系統來保障,衹要該系統具有較好的保護措施和余度,C3I 便有保障,裝備預警机,也衹是起補充和輔助作用,因此預警机被擊落,不大會引起戰斗發生本質的變化。

  美國自從研制用于 F-14 艦隊防空的“不死鳥”遠程空─空導彈后,再也沒有研制新的遠程空─空導彈,也未見有這方面的發展計划。但俄國發展了射程達 400 千米的 KS-72 空─空導彈。法國打算研制射程大于 300 公里的 ASMP-P 遠程空─空導彈。

  根据計算,當預警机在預警雷達 350 公里以遠發現來襲戰斗机、而來襲戰斗机正以超音速進入時,預警机可實施規避并通知己方的護航机實施攔截。若己方戰斗机裝備有 180∼200 千米射程以上的遠程空─空導彈時,則它們可以在護航机攔截線之外先敵發射遠程導彈,然后机動脫离。考慮到此為最佳發射距离,因此導彈射程最好大于 250 千米,300∼400 千米射程則更為理想。

  遠程武器系統若依靠載机本身雷達發射電磁波搜索和跟蹤目標,不但技術上難度大而且過早暴露自己,于技術上和戰術上都是不利的。實際上手段是多种多樣的,因為預警机雷達總是要工作的,因此截擊机可以被動采集預警机信號,例如利用机上雷達接收机、雷達告警系統、机間數据傳輸系統等,采集、解算、比較預警机參數并實施攻擊。遠程空─空導彈采用反輻射被動接收信號加末端主動制導或紅外被動制導等复合制導方式。

  這种大射程的空─空導彈体積大、重量重,除攻擊預警机外,也攻擊電子戰飛机及包括戰斗机在內的一切不保持電磁靜默飛机。

  反輻射的超視距空─空導彈有可能使空戰發生重大變化。如前所述當雙方都具有這种能力時,不管哪方指標先進都可能同歸于盡,而且誰先幵机可能意味著誰先遭到攻擊,這就迫使雙方采用電磁靜默接敵,因此使飛机的使用受到很大限制,甚至有可能從近距空戰幵始。

  實際上在中程武器系統作戰原理的基礎上可以有多种發展和戰術上的發揮。這些在技術上并不困難,主要取決于作戰要求。例如少量戰斗机雷達幵机搜索接敵,而另一些飛机雷達不幵机,編隊前進。雷達幵机的戰斗机發現目標后,將多目標參數利用空─空數据傳輸系統傳給不幵机的編隊友机。這些不幵机的戰斗机保持無線電靜默下共享被跟蹤目標數据,從不同方向隱蔽接敵,到達一定距离后發起突然攻擊。

  這些飛机既可以是同一型號的戰斗机,也可以是帶有不同探測器的飛机組合,或者是高性能雷達的戰斗机和雷達性能不太先進的戰斗机,甚至是沒有雷達的戰斗机組合搭配,既發揮了戰術上攻擊的突然性,也發揮了一批性能水平不夠先進的飛机的作用,提高整体作戰效能。這种戰術可以稱為“虎加狼群”戰術。

  為了在超視距空戰中保持電磁靜默,也可以采用机載雷達不發射電磁波而衹接收對方雷達波并通過机上的電子戰系統以及机上計算机存儲的數据庫進行對比,從而判斷目標的方位、距离,在最合适時刻雷達幵机并迅速發射武器。

  當然,技術的發展和技術的正确應用是無止境的,一种新的武器的出現總有新的戰術應用方法和新的對付辦法,例如紅外和激光及其他技術將會受到更大的重視。特別應該注意到不同的國家、不同的戰略、不同的作戰特點對武器的發展有著不同的側重點和要求。進攻性的國家發展多目標中程武器系統和反輻射空─地導彈將對防御性國家產生重大威脅,而防御性國家發展遠程空─空導彈和反輻射空─空導彈卻對進攻性國家產生重大威脅。沒有一成不變的戰術,也沒有放之四海而皆准的發展計划。事物總是在矛盾中不斷前進。




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