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對抗殲20,殲30、殲40,美國計劃再用30年的F-22戰鬥機

2024-11-04軍事

前言:從第一代、第二代、第三代、第四代到五代戰鬥機,美國空軍戰鬥機都是遙遙領先任何國家,作為五代機標桿的F-22戰鬥機,美國空軍要使用多久呢?

一:

美國ATF計劃發端於70年代,設計意圖是對華約戰機建立壓倒性技戰術優勢,利用隱形效能和超巡能力穿透蘇聯的防空體系後為北約空軍的對地打擊飛機掃清障礙。憑借多年深厚功底,美國航空工業交出YF-22和YF-23這兩款驗證機,作為當時人類制造的最復雜的飛行器,F-22戰鬥機成為最終的贏家,F-22戰鬥機最強的地方是隱身效能,其雷達反射截面積僅有0.0001平方米,搭配AN/APG-77雷達只需很窄的波束和最少的能量就可以輕松做到先敵發現和釘選目標。

配合使用的AN/ALR-94被動接收系統有強悍的無源探測能力,能夠探測、跟蹤、辨識、精確定位到250海裏遠的敵機放射線源,當雙方距離100海裏時就可以指示AN/APG-77雷達開始搜尋,然後發射AIM-120空對空飛彈攻擊,隱身效能和電子對抗能力讓F-22戰鬥機在整個交戰過程完全占據主動,從而獲得強大的空戰能力,F-22戰鬥機還有許多值得誇耀的東西,如超音速巡航飛行和卓越的機動效能,作為世界上最高效能戰鬥機,最大的問題是價格高達1.43億美元,整個計畫投入平均到每架戰鬥機高達35億美元,相當於200噸黃金,這個價格連美國也承受不起。

美國空軍最初計劃采購750架代替750架F-15A/B/C/D/E戰鬥機和60架F-117A戰鬥機,之後迫於預算壓力一路削減,從560架、433架、322架、280架,到179架,美國空軍努力說服國會采購381架,但國會只同意多采購4架,最後一共生產了195架,其中8架是原型機,量產型號一共生產了187架,墜毀了5架,現在還有182架仍在服役,F-22戰鬥機從2001年開始量產,第一批生產了10 架,第二年生產了13 架,第三年生產了21 架,第四年生產了22 架,2004年完工的第29架生產周期是16個月,2005年完工的第52架生產周期縮減到12個月。

二:

只是在當時技術條件下,F-22戰鬥機采用常規氣動布局,這是在隱形與機動性之間的妥協,F-22戰鬥機也有自己的問題,如雷達隱身塗層很容易被雨水沖洗掉,大大增加了飛機維護成本,另外機載制氧系統(OBOGS)的問題導致飛行員因供氧不足昏迷,失去控制的戰機就會墜毀,由於機載制氧系統問題導致的飛行事故達到了36次之多,多次經歷全面停飛後始終沒有解決,只能將飛行高度限制在7600公尺以內和飛行必須保持在有可降落機場範圍內。

由於系統和結構高度復雜,導致其故障率極高,美國空軍又人手不足,每架F-22需要15名維護人員,但目前的F-22飛行中隊只有一半的維修人員和裝置,導致導致飛機可用率大幅下降,2011財年至2021財年,F-22戰鬥機共發生26起A級和36起B級事故,平均每飛100小時就有8起A類事故和11起B級事故。F-22戰鬥機的戰備率目標是80%,但始終無法實作,2014年首次投入戰鬥任務時只能達到70%,之後開始向下行,2021財年執行率只有50.81%,比2020財年又下降了一個百分點。

2019年6月27日,維吉尼亞州蘭利-尤斯蒂斯聯合基地的維吉尼亞州空軍國民警衛隊第192戰鬥機聯隊的F-22戰鬥機被部署到中東,但有兩架F-22起飛後故障返回,一架根本就沒飛起來,而且這只是日常任務執行率,如果是要求更高的戰備值班率還低,50.81%的執行率意味只有只有90架出頭可以隨時能夠起飛作戰,還會因測試、培訓和基地級維修而損失25%,為了解決數量不足的問題,美國空軍每個空軍聯隊只編有2個F-22戰鬥機中隊,每個中隊只有6架F-22戰鬥機。

更糟糕的是,美國空軍還有32架最早期F-22戰鬥機不具備升級價值,升級需要耗資35億美元,花費10年時間,於是2023年6月美國空軍向美國國會送出了2024財年的預算報告中提出將其退休,至於「麥可"颶風破壞的F-22戰鬥機是否修復還沒可知,2012年佛羅裏達州廷達爾空軍基地美空軍第325聯隊的一架F-22「猛禽」戰鬥機起飛時推力不足落回跑道,機腹損壞,修復花了3500萬美元和幾年時間,復合材料用量較高的戰機修復的成本和難度可想而知,如果國會同意,F-22戰鬥機數量至少下降到150架,考慮連續防空巡邏至少要16架戰鬥機,目前的F-22戰鬥機數量無論何時都無法滿足大規模作戰行動的需求。

而且但F-22戰鬥機也面臨航電系統逐步落伍的窘境,通訊系統尚沒有解決使用數據鏈與其他機型間的相容問題,飛行員只能使用低效的高頻/甚高頻的語音通訊向友機提供態勢感知,雷達系統亟待升級,航電系統的軟體是Ada83語言開發的,修改要高額的開發費用和更高昂的維護升級費用,電腦的i960MX芯片計算能力才1050MIPS,電腦和雷達、電子戰鬥系統之間連線的光纖數據匯流排傳輸速度只有400MB/秒,在民用光線都10Gb/秒的傳輸速度和芯片運算速度已經提升了數千倍的時代,F-22戰鬥機已經非常落後。

三:

按照美國空軍裝備研發的正常節奏,2010年11月3日,美國空軍裝備司令部釋出了一份通告,要求工業界提供可在2030年形成初始作戰能力的「下一代戰術飛機系統」的構想,要求新一代作戰飛機具有全高度、全天候、全方位空戰能力,具備全頻段隱身能力、優異的戰場狀況感知能力以及資訊融合能力、高機動性、先進航電系統、超視距/視距全向攻擊武器,高度整合電腦網路,攻擊能力、突防能力、殺傷威力和生存能力對五代機必須取得跨代優勢,2010年11月5日,美國國防部航空系統中心宣布了第六代戰鬥機征詢書,要求第六代戰鬥機將只替代F-22戰鬥機,於是,美國第六代戰鬥機研制正式拉開帷幕。

洛克希德-馬丁公司臭鼬工廠和波音公司的鬼怪工廠分別拿出了第六代戰機的概念圖,基本效能是可以在所有可用電磁波頻段內隱身,高空超音速和中低空亞、跨、超音速飛行,續航時間高達50小時,作戰半徑達到上萬千米,超聲速巡航作戰半徑超過1600幹米,飛行高度上升到3萬米以上的亞軌域空間,配備高能微波或雷射炮,顯然如此超前的技術開發費用非常驚人,最初構想的價格就高達3億美元,而F-22戰鬥機最初構想的價格是5000萬美元,F-35戰鬥機最初構想的價格是3000萬美元,可想而知成機將有多貴,考慮到美國財政問題,該計劃極可能失敗。

為預防第六代戰鬥機失敗,,美國空軍開始研究重新開機F-22生產線,洛克希德.馬丁公司向美國空軍推銷F-22與F-35「混血"改進方案,F-35戰鬥機設計之初定位是多用途戰機,,最大速度只有1.6馬赫,不具備超聲速巡航能力,空戰機動性與相比四代機還差,雖然撐不起奪取制空權的大任,但是憑借21世紀日新月異的先進航空電子技術在態勢感知與通訊能力遠遠強於F-22戰鬥機,F-22戰鬥機的優勢在於其超聲速巡航、超機動性和高隱身性,如果「猛禽"的身體加上「閃電」的大腦,就足應對未來十年來自中國殲二十的威脅,而且計畫風險遠低於開發第六代戰鬥機。

四:

新F-22戰鬥機與波音公司將F/A-18「大王峰」演進為「超級大王峰」的套路相似,與新設計相比,這可以做得更快,但F-22戰鬥機生產線已經拆除,重新開機生產將是一個復雜的花費巨大且耗時的漫長過程,首先是F-22戰鬥機的設計始於20世紀90年代,30年後機身制造技術、隱身技術、數據融合、傳感器系統、電腦技術和航空電子技術都己有巨大的飛躍,再原封不動地重新生產已經不合時宜,重新開機生產必然要更新技術,重新調整圖紙和設計,加入新世紀的航空技術,幾乎是一架準新機,那就要重走新研制飛機的流程和步驟,這一過程需要4~6年時間。

F-22戰鬥機由波音在華盛頓州西雅圖的工廠生產機翼和後機身,由通用動力在德克薩斯州的沃斯堡生產中段機身,由洛克希德瑪麗Eta工廠生產前機身、完成總裝,僅總裝生產線占地就達32.5萬平方米,呈‘U'形,左右分別為前機身生產線和總裝生產線,生產線上一共設有數十個工作站,工作人員有500人,飛機部件的傳遞由移動軌域系統完成,前機身和總裝生產線兩邊都設有錯層式工作站,可以在階梯的上下同時進行加工,工人使用雷射測距儀對不同加工位置進行測量,誤差標準達到25.4微米。

組裝一架F-22戰鬥機從8200工作站開始,起落架艙和座艙從滑軌滑到轉盤上轉動90度平行排列組裝成前機身,完成蒙皮、艙門鉆孔工作後進入7000工作站安裝進氣道框架、外蒙皮、座艙基礎結構、彈射座椅滑軌和框架、空調管道以及其他主要部件,塗上一層環氧樹脂塗料後進入6000工作站安裝座艙中央支架、航電裝置安裝支架和其他支撐結構,並鋪設電纜、光纖、管道、開關、框架、艙壁等,並檢驗無缺陷後送到一個旋轉裝置清理安裝過程中遺留的雜物,再由橋式起重機送到總裝線上。

來自西雅圖、沃斯堡的後機身和中機身在瑪麗Eta進行噴塗後由平板卡車也送到總裝生產線,用橋式起重機送進5000工作站的「溜冰鞋」裝置上完成機身中部與後部的對接,安裝需要用雷射向電腦提供對接數據,電腦控制機身下方的8台馬達保證對接誤差控制在25.4微米以內,對接完成後各種結構上需要鉆750個孔,前機身與中機身需要鉆1000個孔,所有鉆孔都進行打磨和清洗再用密封膠粘合並安上緊固件,接著在中部機身鉆出六個精度3~4.6公釐的機翼安裝孔,還要完成垂直尾翼、水平尾翼、進氣道元件、起落架和其他控制面等部件的連線鉆孔,以及機身蒙皮鉆孔,鉆孔必須十分小心,以免弄斷光纖和電纜。

接下來焊接燃料箱並進行壓力測試、完成環控系統執行測試等,然後清理機身並清除外來雜物,最後橋式起重機將將機身吊起塗上黃色、綠色和棕褐色的底漆,裝上一個可以移動的單層工作台安裝機翼、襟翼、副翼和尾翼、起落架、液壓系統,安裝進氣道、天線和武器艙門,發動機和雷達,最後安裝座艙蓋和雷達整流罩,之後對所有的航電系統逐一進行測試,就可以試飛了,這些生產線在F-22戰鬥機停產後全部拆除,打包運到加利福尼亞陸軍倉庫中保存,隨著時間的推移逐漸老化和損壞。

啟封重建生產線需要大量維修,不少客製的特殊生產裝置和特殊的工藝要重新生產,生產線也要重新調整升級改進,其次F-22戰鬥機很多機載航電裝置都是30年前定型的裝置,生產線早己消失,必須向生產廠家提供資金來恢復生產能力,還有30年前生產F-22戰鬥機的熟練工人早己退休,需要重新招聘員工,並對其進行相關技術培訓,預計單是恢復生產線就要19億美元,如果生產數量不超過200架,單價至少要2.76億美元,在F-35戰鬥機不堪大用,第六代戰鬥機又遙遙無期的背景下,重新開機生產F-22戰鬥機可以說是一個可行計劃。

五:結語

但重新開機生產後美國空軍就只能選擇減少投資第六代戰鬥機,投資少了,采購數量就不足,采購數量少了,價格就高到買不起,從而形成典型的采購「死亡螺旋」, 也就是未來30年,美國空軍要依靠上世紀八十年代設計的F-22戰鬥機對抗中國的殲二十,甚至殲三十、殲四十,風水輪流轉的體驗一把殲八大戰F-22戰鬥機的無奈。