2023年度国外空中装备发展综述

军工资源网 2024年01月10日

余浩  张洋

2023年,世界主要航空强国推动作战飞机、作战支援保障飞机、旋翼机、机载武器等空中装备与机载系统的研发与能力升级,并取得重大进展,面向2030年及以后的空中作战装备谱系图像逐渐明确,新一轮空中装备“跨代”竞争日益激烈。

作战飞机方面,各国跨代装备研制取得重大突破,并持续升级现役装备

2023年,美、欧等国家与地区新型轰炸机、下一代战斗机研制取得突破性进展,同时继续升级改进现役机,不断提升作战能力。

(一)轰炸机方面,美实现B-21原型机首飞,并持续升级改进现役机

美空军B-21轰炸机完成首飞。9月,诺格公司再次确认B-21轰炸机首架试验机即为生产代表型飞机。10月,美空军确认B-21“空袭者”隐身轰炸机首架原型机已启动地面滑行试验。11月10日,该机完成首飞。诺格公司和美空军组成的联合测试部队将在爱德华兹空军基地执行该型轰炸机的飞行测试活动,预计2025年形成初始作战能力。

美空军B-21轰炸机首飞。

美对多型现役轰炸机进行升级改进。1月,诺格公司表示正对美空军B-2隐身轰炸机进行为期1年的翻新,包括剥离原有隐身涂层,喷涂最新的绝密级雷达吸波材料,并对结构和航电进行改进升级。5月,美空军将一具波音公司研发的“挂载自适应模块”(LAM)新型挂架与一架B-1B轰炸机进行了综合,启动地面试验。5月,美空军装备司令部宣布,即将为首架B-52H轰炸机换装有源相控阵雷达,标志着该军种B-52轰炸机“雷达现代化计划”(RMP)进入实施阶段。新型雷达将提升B-52H的维护保障、态势感知、导航定位、目标瞄准等能力,预计2027年形成初始作战能力。

(二)下一代战斗机方面,美发布工程研制招标,英意日签署合研协议

美空军发布“下一代空中主宰”平台工程研制招标书。5月,美空军部向工业界发布保密招标文件,征集“下一代空中主宰”(NGAD)平台方案,计划2024年正式授出工程和制造发展(EMD)合同。美空军部长肯德尔表示只会在多家公司不同的平台原型中选择一家企业授出工程研制合同。

英国、意大利、日本合作开展“全球作战航空计划”研究。2月,英国国防部宣布选中BAE系统公司牵头,代表英国参加“全球作战航空计划”(GCAP)。3月,英日意三国首次披露该计划所研下一代战斗机的部分细节,其中机体结构考虑使用碳纤维和树脂基复合材料制造,同时高度重视机载电子系统。6月,英国披露部分开发该型机所需的技术,包括:自动编程技术、先进制造工艺生产新的发动机进气道和新型弹射座椅试验等。12月,英日意三国国防部长在东京签署建立一个政府间组织的协议,以推进联合研制。

GCAP模型图。

(三)现役战斗机方面,美持续推进升级改进,多国新机研制取得突破

美空军推进F-35战斗机作战能力重大升级。1月,美空军完成了经“技术刷新-3”(TR-3)升级的F-35A战斗机的首飞。1月,诺格公司透露正为F-35战斗机研制AN/APG-85氮化镓有源相控阵雷达。10月,美海军陆战队的1架F-35B战斗机在英国皇家海军“威尔士亲王”号航母上完成了首次“舰上滑行垂直着陆”(SRVL)试验。“技术刷新-3”升级为F-35提供充足的计算和存储能力,为机队进行形成初始作战能力之后首次重大升级——第4批次(Block 4)升级奠定基础;以AN/APG-85雷达换装现用的AN/APG-81是F-35第4批次升级的重要内容,将大幅提升该型机的探测和电子战能力;“舰上滑行垂直着陆”可使F-35B作战周转时间显著缩短,着舰重量显著提高。

F-35B战斗机“舰上滑行垂直着陆”试验图。

多国先进战斗机研制取得重要进展。年内,韩国KF-21“猎鹰”战斗机完成最后4架(第3架至第6架)原型机首飞,以及首次超声速试飞、有源相控阵雷达装机试飞、夜间试飞和武器分离试验,在较短时间内取得了巨大进展。2月,印度航空发展局(ADA)透露,“先进中型战斗机”(AMCA)所有系统的关键设计评审(CDR)均已通过。此外,3月,土耳其在其“国家战斗机”计划下研制的“可汗”战斗机完成首次地面滑行试验,预计2024年首飞、2029年投产。

支援保障飞机方面,美全面布局更新换代,多国拓展现役装备能力

2023年,美全面布局加油机、运输机、预警机和电子战飞机更新换代,在不同阶段各自取得进展;美欧拓展现役装备任务能力,使之具备指挥控制、态势感知、持续快速升级等能力。

(一)美全面布局加油机、运输机、预警机和电子战飞机更新换代,美英澳和北约组织下一代预警机统型

美空军发布“下一代空中加油系统”项目信息征询书。1月,美空军发布“下一代空中加油系统”(NGAS)的信息征询书,关注可提升空中加油规模效益的创新解决方案,要求能满足高端战争中紧张的任务需求,且具备抗干扰的通信能力和较高态势感知能力。

美空军启动全尺寸翼身融合体原型机项目。8月,美空军部宣布选择美国捷零公司(JetZero)研发翼身融合体(BWB)原型机。该项目旨在孵化翼身融合体技术并演示能力,为提前开发“下一代空中加油系统”和下一代战略战术运输机提供可选的高效布局,也为在此基础上研制可伴随隐身作战飞机抵近甚至进入防区的隐身加油机提供技术储备。

美英澳三国联合开发E-7预警机。7月,美英澳三国空军已签署“联合愿景声明”,将共同开发E-7预警机,包括“能力开发、互操作性、试验鉴定、持续保障、作战行动、飞行训练和飞行安全”等,加快美空军E-7预警机部署,并利用三国下一代预警机统型提升发展效益和联盟作战能力。11月,北约组织宣布将采购E-7A来取代现役的E-3A,美与北约组织继E-3之后再次实现预警机统型,将增强空中联盟作战能力。

美空军接收首架EC-37B电子战飞机。9月,BAE系统公司宣布已向美空军交付首架EC-37B电子战飞机,随后美空军开始一体化研制和作战试验鉴定。10月,美空军将该型机编号更改为EA-37B,以突出其电子攻击能力。按计划,首架担负作战任务的EA-37B将在2024年交付,2026年取代全部现役的EC-130H电子战飞机。

(二)美欧拓展现役装备任务能力,提供指挥控制、态势感知、持续快速升级等功能

美空军将C-17A运输机作为指挥控制平台。2月,美空军在“黑旗23-1”演习中开展了一项“敏捷战斗运用”(ACE)实验,使用1架C-17A运输机作为机动指挥控制站,协调了空中和地面作战行动。指挥控制设备可临时装载到C-17A运载舱中,不需要对运输机进行改造。

英国为运输机拓展雷达探测侦察功能。3月,英国马绍尔航宇公司发布了“自适应用途适宜能力”(ARC)雷达系统,可快速改装战术运输机执行情监侦任务,整套系统可在4小时内完成安装或拆卸,载机无需进行其他改装。

美升级型U-2S侦察机完成首飞。9月,洛马公司宣布首架完成“航电技术刷新”(ATR)升级的U-2S高空侦察机已完成首飞。通过这项升级,U-2S基于开放任务系统(OMS)标准升级了通信和导航能力、换装了新型任务计算机,再次验证了开放任务系统标准带来的持续快速升级能力。

先进旋翼机方面,美欧重点布局和持续推进新一代装备技术验证和型号研制

2023年,美欧重点布局和持续推进新一代装备技术验证和型号研制,以高速为主要特征的未来先进旋翼机装备图像日益明晰。

美国防部启动新的垂直起降高速航空器项目。3月,美国防部国防高级研究计划局(DARPA)公布一个名为“冲刺”(SPRINT)的新项目。“冲刺”项目将设计、制造和试飞一架技术演示验证机,为下一代空中机动飞机上实现飞行速度和不依赖于跑道的变革性综合性能奠定基础。

“冲刺”技术演示验证机概念图。

美“高速垂直起降”概念原型启动风险降低试验。9月,美国贝尔德事隆公司宣布,已向美空军新墨西哥州霍洛曼空军基地交付其“高速垂直起降”(HSVTOL)概念原型,用于演示验证和技术评估。该公司还将利用美空军阿诺德工程发展综合体的“高速试验轨道”,对折叠旋翼、综合推进和飞行控制等技术在有代表性的速度下进行试验。

美海军陆战队高层阐明军种旋翼机现代化计划的三大优先事项。3月,美海军陆战队首次披露,该军种将采用“系统簇”解决方案发展未来垂直起降航空装备。其中,后勤方面,研发货运无人旋翼机,支撑分布式作战行动,2030年前服役;攻击/打击方面,采用新型旋翼机和空射无人机实施有人/无人编组作战,2035年前服役:突击支援方面,为现役MV-22B倾转旋翼机和CH-53K重型运输直升机增加空射无人机和有人/无人编组作战能力,并将研发“下一代突击支援”(NGAS)旋翼机来替换MV-22倾转旋翼机。

北约“下一代旋翼机能力”项目发布首份招标书。7月,北约支持和采购局(NSPA)发布“下一代旋翼机能力”(NGRC)项目首份招标书,向工业界征集能够满足需求的动力系统方案。根据该文件,动力系统的功率需求预计将超过2206千瓦,将寻求包括燃气轮机、电驱动、混合动力、氢燃料等在内的非传统先进技术,概念研究阶段工作将由北约持续维持与采购局代表各参与国实施。

机载系统方面,美推出或演示先进任务传感器、软件、导航及智能空战系统

美国诺格公司推出新型全数字模块化多功能射频传感器。2月,诺格公司表示正在测试和集成“电扫多功能可重构集成传感器”(EMRIS),其采用开放式架构,易于在各种军机平台上扩缩和重构,可同时提供雷达、通信和电子战功能。

美国雷神技术公司公开下一代机载光电智能传感器。4月,美国雷神技术公司发布RAIVEN光电智能传感能力,称其将使飞行员能更快速精确地识别威胁。RAIVEN能同时以光学手段和频谱手段实现对目标的实时识别,现有的单一光电/红外传感器从未具备这一能力;采用人工智能、高光谱成像和激光雷达等技术,探测距离和分辨力较传统光学成像系统提升5倍,大幅提升了平台生存力和作战人员针对“同级威胁”的决策优势。

美空军完成F-22和F-35A战斗机跨平台战术软件共用演示。6月,美空军宣布,1架F-35A战斗机成功对政府和工业界开发的应用程序进行了试飞,该程序此前已在F-22战斗机上完成试飞,标志着该军种的两型隐身战斗机首次具备了跨平台战术软件共用能力。

美空军开发多项先进导航技术。5月,美空军在“金色凤凰”演习期间,与麻省理工学院联合利用C-17A战略战术运输机,开展了实时地磁导航技术飞行试验。技术团队共试飞3架次,利用基于C-17A数据构建的人工智能模型,对校准和定位神经网络进行迁移学习训练,仅在商用笔记本上训练数分钟,即构建了地磁导航原型系统,并对导航精度等进行了验证。6月,诺格公司宣布成功完成“现代化嵌入式GPS/惯导”(EGI-M)飞行试验,这是美国首次在飞行中对有M码功能的设备进行接收测试。8月,空军装备司令部宣布授予沙箱人工智能与量子公司小企业创新研究第2阶段合同,开发量子导航系统,并在C-17A战略战术运输机上进行试飞。

美空军X-62A变稳飞机完成首次飞行试验。2月,美国防部国防高级研究计划局表示,其“空战进化”(ACE)项目开发的人工智能算法在X-62A变稳飞机(F-16改装机型)上进行了多次试飞,累计飞行约17小时。试飞中,美空军研究实验室开发的“自主空中作战行动”(AACO)系统完成了格斗能力演示。

机载武器方面,美新一代核与常规、空空及空地武器发展应用取得标志性进展

美空军AGM-181A下一代空射核巡航导弹发展顺利。3月,美国能源部国家核军工管理局(NNSA)批准W80-4核弹头进入生产工程阶段(阶段6.4),该弹头将配装AGM-181A。10月,美空军披露AGM-181A导弹研制进展顺利,已完成9次试飞,包括配装惰性弹头的试飞。

美空军完成AGM-183A高超声速助推滑翔导弹多轮实弹试射。8月,美空军完成了一轮AGM-183A“空射快速响应武器”(ARRW)全备弹试射活动。9月,美空军全球打击司令部和空中作战司令部从作战部队抽调多个B-1B、B-2A、B-52H和F-15E机组参加高超声速武器熟悉训练,其中B-52H轰炸机挂载了1枚AGM183A。10月,美空军完成了AGM183A高超声速助推滑翔导弹的新一轮试射。

AGM-183A“空射快速响应武器”全备弹试射活动图。

美空军托盘化弹药投射系统完成重要演示试验。7月,美空军表示,在“机动卫士2023”演习中成功完成了“速龙”托盘化弹药投射系统的空投试验。8月,美空军宣布,美空军特种作战司令部完成了“速龙”托盘化弹药发射系统的部分演示工作,旨在进一步验证“速龙”系统的操作细节和装填规程。

美海军为P-8A巡逻机配装AGM-88G增程型先进反辐射导弹。4月,美海军透露正在开展为P-8A海上巡逻机集成AGM-88G增程型先进反辐射导弹(AARGM-ER)的相关研究。该型弹兼具打击水面动目标能力,使用AGM-88E的传感器和电子设备,换装新弹体、固体火箭发动机和尾翼控制系统,最大射程倍增至至少220千米。

美空军完成AIM-120D-3中距空空导弹全部研制和作战试验工作。4月,雷神技术公司宣布AIM-120D-3先进中距空空导弹已完成美空军主持的“功能性技术状态审核”(FCA),将开始由美空、海军作战部署。7月,美空军宣布,AIM-120D-3先进中距空空导弹已在F-16战斗机平台完成最终实弹试射。本次最终试射验证该弹在美空、海军作战飞机上的多种空对空能力,试射科目对其全谱能力及改进的软硬件进行了演示。

结束语

综上所述,2023年国外空中装备发展取得一系列重大进展,以新一代轰炸机、战斗机、加油机/运输机、预警机和电子战飞机,新一代机载武器为支撑,国外面向2030年及以后的空中作战装备谱系图像已经初步明晰。同时,先进旋翼机、机载系统向着面向更长远未来开展了技术演示,将为下一代高速旋翼机的研制提供关键技术储备,并为各类军机提供新质的机载感知、软件、导航和智能能力。总的来看,这些进展凸显出新一轮空中装备“跨代”竞争日益激烈,同时一系列新技术将为更长远未来的空中装备研发提供支撑。

(作者单位系中国航空工业发展研究中心)

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