核心提示:F-22强大的格斗能力固然有战斗机本身的气动、发动机推力、高离轴导弹等因素,但真正的杀手锏武器来自飞行员右眼前面的小镜片!这个小镜片可以让整合高离轴导弹的所有信息,将AIM-9X Block II导弹目标锁定信息投影到镜片上,实现反向锁定。

三体军事 国之利器第2302期 近日,一架安装推力矢量发动机试飞的歼-20B横空出世,经过发动机的升级,这架歼-20B在对抗F-22的空战能力方面又有了较大的提升。知己知彼才能百战不殆,作为歼20的潜在对手,F-22的空战能力也在不断增强,在十多公里以上的超视距作战中,更多的是依赖预警机、电子干扰机、FLIR前视红外、EOTS综合光电跟踪等手段打空战;在8公里之内的视距内,则全靠飞行员和近程空对空导弹、战斗机机动性的综合能力进行对抗。歼-20B这次强化发动机矢量推力性能,就暗示歼-20B要在近战中有所突破,那么我们可以来看看F-22的近距格斗到底怎么样。

打开网易新闻 查看更多图片

图注:此时F-22 侧弹舱已经打开,不利于隐身

图注:F-22侧弹舱中安装的是AIM-9X Block II导弹

打开网易新闻 查看更多图片

图注:F-22发射AIM-9X Block II导弹有两种方式,一种是通过AESA雷达,即“无头盔高视距”打击能力,另一种是利用Scorpion HMD系统锁定目标

近距格斗两大要素

F-22战斗机在设计之初就以空战为主,对过失速机动非常重视,因此其发动机是超机动性的第一要素。两台F119-PW-100发动机推力116千牛,加力推力156千牛,这个指标在今天看来比较平常,俄罗斯的117S也能有这样的数据,产品30发动机据说能达到175千牛的加力水平。F-22的过失速机动(PSM)强调在失速状态下飞行员仍然可以通过发动机推力控制战斗机,并且做出机动,取决于气动布局、发动机推力矢量控制能力、发动机推力、飞控系统控制率等。F-22的发动机推力矢量控制能力属于20年前的技术,上下偏转速度为每秒20°,并不算快,甚至还算比较慢的,俄罗斯相关的产品能达到每秒60°的水平。F-22的独门绝技是结合了气动布局,在正负60度的迎角下还能进行翻滚机动,这时候机头瞬时指向能力为每秒90°至100°。机头指向的速度决定了是否能够将导弹和机炮瞄准框对准敌机,这是近距格斗的精髓,也是第一个要素。

图注:F119-PW-100发动机推力116千牛,加力推力156千牛

图注:F-22配备的近距格斗武器为AIM-9X Block II

近距格斗第二个要素是机载武器,F-22配备的近距格斗武器为AIM-9X Block II型号。AIM-9X在2003年服役,其特点是发动机使用了推力矢量控制,配合新一代DSU-41 /B有源光学目标传感器。从射程上说,AIM-9X起步是20英里,相当于32公里的射程,不仅满足了近距格斗的要求,甚至还上升到中程射界的下端。AIM-9X Block II在2008年完成第一次试射,与Block I型号相比,Block II版本增加了发射后锁定的功能,配备了数据链和比Block I更先进的自动驾驶仪。因此我们不难看出,AIM-9X Block II的特点是:第一,能够从F-22上接收、更新目标空间和时间位置,在离开F-22侧弹舱的时候就直接飞向目标;第二,可以反向锁定后面咬尾的战斗机,如果F-22被苏-35或者歼20B逼入近距格斗,且被咬住,F-22还可以凭借AIM-9X Block II的反向锁定能力让导弹出舱后通过矢量推力调转180°,对后面的战斗机进行打击。

打开网易新闻 查看更多图片

图注:AIM-9X Block II导弹

图注:AIM-9X Block II导弹

图注:AIM-9X 导弹只能对正半球目标进行打击

因此我们可以分析出F-22的近距格斗中如果处于不利位置上,侧弹舱中的AIM-9X Block II在还没有发射时,就可以被飞行员激活,并且锁定后方的战斗机。这样侧弹舱的舱门仍然可以保持关闭,直到飞行员启动发射按钮。这样一来,F-22的发射之前都可以保持隐身状态,毕竟打开舱门时,隐身能力被破坏,容易被雷达制导的导弹锁定。

图注:美军飞行员使用的Scorpion HMD系统,注意看眼睛前面的小镜片

飞行员右眼前方的小玻璃片才是杀手锏

AIM-9X Block II固然强大,而且装备F-22已经有两年左右的时间,美空军大概从2019年开始才给F-22换上AIM-9X Block II导弹。但是这还不够,仍然无法发挥出AIM-9X Block II的全部性能,尤其是大离轴反向锁定能力,这就需要一个先进的头盔瞄准装置。在F-22上配备的头盔瞄准装置为Scorpion HMD系统,HMD是头盔显示器的英文缩写,Scorpion HMD就是“蝎子头盔显示器”,也是泰勒斯集团研发的头盔显示器。之所以用蝎子来命名,就是希望该设备能够像蝎子的尾巴那样,在瞬间指向目标并且完成锁定。

Scorpion HMD系统基于F-22战机现有的Gentex HGU-55 / P头盔设计,增加了一个显示屏幕,放置在飞行员右眼前方,只有眼镜片的大小。这个小屏幕在F-22进行高G机动时不会脱落、在飞行员弹射时不会磕到脸上、飞行员的视野不会因此而受到影响。Scorpion HMD系统可投影相当一部分飞行参数、武器参数,从基本飞行数据,到武器信息的所有功能都可以呈现,因此在近距格斗中可将AIM-9X Block II导弹目标锁定信息投影到Scorpion HMD上。AIM-9X Block II导弹的发射信息被整合到Scorpion HMD上时,就大大简化了F-22发射AIM-9X Block II导弹的程序。如果按照标准程序发射AIM-9X Block II导弹,需要飞行员在座舱前面的显示器上控制,无法快速调用AIM-9X Block II导弹高视距能力。

打开网易新闻 查看更多图片

图注:A-10攻击机上的飞行员使用Scorpion HMD系统,这位还是一个女飞行员

图注:泰勒斯集团研发的多种HMD系统

图注:Scorpion HMD系统基于现有头盔设计

在没有使用Scorpion HMD头盔之前,F-22使用APG-77 AESA雷达的正面120°视场为导弹的数据链路提供目标指示和遥测数据,这种能力被称为“无头盔高视距”打击能力,简称HHOBS功能。这样F-22可以利用机载AESA雷达和ALR-94电子支持措施套件、或者预警机数据完成对AIM-9X Block II的目标装订。但是在近距离格斗的情况下,如何使用预警机数据,这是一个高度令人怀疑的能力。美空军计划在2020年给所有的F-22配备Scorpion HMD头盔系统,这样在近距离格斗中才能接近F-35的硬件能力。F-35的硬件非常好,前置分布式孔径系统,飞行员还有先进头盔显示器,两者结合可为AIM-9X Block II提供目标数据,这一点歼20B也具备。歼20B上的前置分布式孔径系统也安装在机头下方的位置,近距格斗中非常好用。Scorpion HMD系统在过去几年已经在F-15、A-10、F-16上大规模使用,而F-22却要到2020年才能装上,这是一个美空军内部制度问题,令人不解。

图注:F-5T战斗机的飞行员使用了Scorpion HMD头盔系统之后,可配备AIM-9X Block II导弹,格斗能力从三代水平直逼五代机水平

图注:F-5T战斗机是美军假想敌部队的机型,平台机动性一般,但却能打得过F-16

图注:F-5T战斗机Garmin 3000航电套件,就这样的三代机档次,能成为F-22的假想敌对手

美空军在F-5T战斗机上也进行了类似的测试,发现战斗力提升数倍,近距格斗能力直逼苏-16这个水平。这架F-5T战斗机配备了多模Nemesis脉冲多普勒雷达、Garmin 3000航电套件、Argus被动态势感知雷达预警接收器、外挂空战机动仪表(ACMI)吊舱等,飞行员使用了Scorpion HMD系统,外挂一枚AIM-9X Block II导弹,就可以实现三代机对抗五代机的能力。Scorpion HMD系统可发射高离轴空对空导弹,利用飞行员的头部观测指向弥补机动性不足、非AESA雷达功能差的问题。这样F-5T战斗机在近距格斗中可以比肩苏-35,虽然机动性较差,但头盔和导弹足够先进,苏-35机动性再强,也强不过导弹的矢量推力和高G机动,这就是美国空军对机动性的理解,与中俄的理解不一样。

图注:Scorpion HMD头盔系统的画面,能够发射高视距导弹

所以我们可以看出,美空军的战斗机都不是非常强调机动性,因为导弹可以弥补机动性的不足。F-5T战斗机还可以通过数据链,与其他装备AESA雷达的战斗机共享空情数据,这样一来F-5T战斗机就变成了杀手锏的角色。美空军假想敌中队为什么都是看似掉渣、老旧的F-5战斗机,我想读者这就明白了,因为他们所强调的格斗机动性不是通过战斗机气动表现出来,只需要Scorpion HMD系统、数据链、高性能空对空导弹就可以实现。

那么战斗机到底要不要机动性,这其实是个悖论,就像前驱车好还是后驱车好一样,各有各的理论。俄罗斯方面侧重战斗机的机动性,认为这招能够打败F-22,美国的军工不这么认为,他们的观点是高离轴导弹、Scorpion HMD系统就可以取代战斗机的机动性。