大话隐身（之四）——闲聊“超音速巡航、超机动”

编者话：《大话隐身（之三）》简要阐述“雷达隐身”的策略，第一代隐身战机F117A机体外形为追求高效的外形隐身效果，过多的“以菱型结构堆砌的机体外形”，严重影响其气动布局与飞行性能，这也是导致F117A折戟沉沙的一个很大的诱因！

美国在F22A隐身战机的设计中，延续了“F117A”雷达隐身策略，但摈弃了“菱型结构相互堆叠”的机体外形，机体隐身更多是通过隐身涂层 吸波透薄的复合材料来实现，其机体外形与气动布局更趋向于常规布局模式。因此，F22A战机在满足隐身特性的条件下，同时具有极其优异的飞行性能。

美国人用“4个S”简洁、准确、直观地描述出“四代机”的技术轮廓。在“4S”标准中，隐身、超音速巡航、超机动排在前三位。这也许是21世纪初的美国军事专家，对“低可探测”时代空战模式的一种认知表现：隐身与超音速、敏捷性的相结合，才更加符合未来空中战术的发展方向……

关于“战机划代”曾经出现过“四代划代”与“五代划代”的争议。以小编的浅见，更推崇美国的“划代”思路。美国的战机划代是依据空战模式与空战样式为发展脉络进行战机代差区别的，而非单纯的参照某一个单一指标。

俄罗斯在“战机划代”时，将米格21单独列为一代，认为是第二代战机的代表，其理由是这是第一种能够突破“2马赫”飞行速度的“有人飞行器”。因此，俄罗斯的“战机划代”相比美国要多出一代。

法国在“战机划代”时，将一些新型三代机单独列出一代，其理由是这些新型三代机大量采用新型的制造工艺和机体复合材料，已经具有“低可探测”特征，并且在信息化技术的集成以及作战性能上，相比于早期三代机在“多用途”作战领域已经具有非常大的飞跃。因此，法国为将“新型三代机”列为“四代机”更利于“商业出口”。

21世纪初，美国对二战以后出现的以“喷气式”发动机为主的空中作战飞机，进行了明确的划代：

• 第一代是以米格15、米格17、米格19、F86佩刀、F100“超级佩刀”为代表。

第一代作战模式是远距离依靠地面引导接近，近距离依靠目视进行格斗的机炮较量。虽然在第一代战机的发展过程中，逐步出现具有初步火控雷达系统的机型，但依然没有改变目视格斗为王的作战模式。

第一代战机已经能够承载0.8~1.4马赫的飞行状态，但在超音速状态下，其机体操控气动效率极低，水平盘旋、转向反应迟缓，更多采取高速掠过突袭，然后快速超越目标视距外后拉起、快速爬升，占据高度优势后，再次准备下一次“高速掠袭”。所以，第一代战机快速突袭手段往往利用垂直机动采取从高空加速俯冲，快速增加自身的飞行速度，然后利用飞行动能优势，从而实现一击必*的效果。第一代战机通过水平机动进行“狗斗纠缠”往往是在0.8马赫以下采取的战术。

• 第二代是以F4鬼怪为代表

F4鬼怪战机之所以能成为第二代战机的唯一代表，最根本的原因在于：无论是载弹量、航速、机动性，乃至作战样式都超越同时代战机很大一截。F4鬼怪战机是真正意义上拥有完备的现代化航电与火控系统的战机，是真正拉开空战的“导弹时代”大幕的机型。在空战中，F4鬼怪的战术价值远远超出同时代米格21、米格27，而在综合作战性能上米格21、米格27根本不能与F4鬼怪同日而语。

尽管F4鬼怪是二代机的佼佼者，尽管F4鬼怪的最大平飞速度已经能够达到2.2马赫，但依然没能改在超音速状态下，水平机动操控迟缓的问题。并且，在实际空战中发现，战机空战时未必是水平飞行速度越快越好，升限越高越好。战机实际空战的爆发空域更多的发生在中低空，而此刻谁在高亚音速、跨音速时的水平机动能力更出色，谁就会赢得最终的胜利……

• 第三代是以F14雄猫、F15鹰、F16隼、米格29、苏27为代表

第三代战机相对于第二代战机不再将追求“双高”、“三高”指标作为首要任务，而是将雷达、火控、光电系统的信息化，以及超视距打击能力和中低空状态下的高亚音速、跨音速机动能力视为最核心的空战技术保障。由此，战场感知系统、头盔瞄准系统、大离轴发射技术等技术都逐步衍生到第三代战机身上……

综合上述“三个划代”战机的作战方式演进，以及战机飞行性能在空战模式中的应用，完全可以看出，“三个划代”机型已经将亚音速、高亚音速的机动性能挖掘到极限。除了少量的“新型三代机”能够通过鸭翼（涡流）结合，有限利用“跨音速”机动外，“三个划代”机型其在超音速状态下的水平机动能力，均只能用“空白”来形容……

因此，提高超音速状态下的水平机动能力，并且以此建立新的空战模式，必然是“新一代”战机发展重要技术环节。当“新一代”战机在超音速状态下具有史无前例的“水平机动能力”后，那么，任何“老式战机”一旦落入“超音速对抗”的陷阱，其结果只能变成是一边倒的屠*……

一提到“超机动”，很多人习惯性的会联想到“钩子”、“落叶飘”等，这些在各大航展上出尽风头的酷炫飞行动作。甚至很多“有识之士”为这些动作赋予了很多的“空战战术”价值。

J10C利用单发矢量喷口结合鸭翼完好落叶飘

“钩子”机动的确是非常酷炫的一个机动动作，但“钩子”机动并不是什么新动作。实际上，“钩子”机动就是传统的亚音速小半径筋斗（库尔比特）机动与矢量推力相结合的产物，使其在完成“筋斗”的后半段，通过矢量喷口的偏转，让战机几乎能够围绕机体中心点轴线快速翻转，并提前完成调整机头指向动作。

有分析者认为，当战机在“狗斗”中处于极其不利的“被尾追”状态时，可以充分利用“钩子”机动其后半段“中心点轴线翻转优势”，将“追击”与“被追击”角色完全互换，并利用“提前完成的机头指向”获得“快速锁定”对手的机会。更有甚者认为，“钩子”机动还具备有效的躲避导弹的追击效果。

“落叶飘”机动曾经是美国四代机F22猛禽的招牌动作，深受军事爱好者追捧。在很多军事杂志中，描写“落叶飘”机动的副标题，往往伴随着“超级”这个修饰词，“落叶飘”也因此成为“超机动”的代表。

有军事专栏分析认为，“落叶飘”机动是极具实战价值“超机动”。“落叶飘”机动在空战中可以实现两大“战术价值”：

• 其一是，由于“落叶飘”机动使得战机自身水平速度几乎降低为零，只存在速度极低的垂直下落速度。因此，对于采用“多普勒效应”进行测速和测向的雷达而言，这种处于“落叶飘”状态的目标，会被“多普勒效应”完全“无视”，从而实现“躲避雷达跟踪”、“目标脱锁”效果。
• 其二是，由于“落叶飘”机动使得战机自身处于缓慢的360°水平旋转的状态。因此，可以在“自身不被对手锁定”的状态下，完成对周围“敌对目标”的锁定。

2018年珠海航展上，歼10B-TVC展示了四个高难度过失速机动和一个经常直升机采用的经典机动：眼镜蛇机动、榔头机动、落叶飘机动、大攻角滚转和莱维斯曼机动。歼10B-TVC在展示“落叶飘”之前，首先完成了近似于“钩子”机动的小半径筋斗，紧接着快速拉起后，随之衔接“落叶飘”机动。由此可见，“落叶飘”并非是什么“四代机”专属的“超机动”，它是巧妙利用矢量推力（歼10B则是矢量推力与鸭翼相结合）技术，将亚音速机动当中的“平螺旋机动”和“钟形机动”两个机动合二为一，组合成为一个新颖的更为酷炫的亚音速机动。

根据小编的浅见，无论是“钩子”，还是“落叶飘”都不是四代机定义中所描述的“超机动”，更不是传的神乎其神的“*手锏”手段。“钩子”与“落叶飘”机动最大贡献是向人们提供了一个更好的演示战机飞行性能与“过失速状态下”战机的可操控性和强悍的机头瞬时指向能力，仅此而已……

按照空战铁律——“能量机动”理论，战机要想在空战对抗中取得优势，无论是处于水平面转弯机动，还是处于垂直面的俯冲、拉升过程，都必须要考虑动能与势能的相互转换。也就是要考虑到自身战机相对于“对手战机”的位置关系与速度关系。“狗斗”也好，突袭也罢，要么放弃速度优势，取得绝对的高度优势，要么拥有足以支撑连续水平纠缠的动能优势，暂时放弃高度优势。总之，“两者”必得其一，否则必然要遭到灭顶之灾！

拥有足够的动能，在很多时候，未必是战机最终取得空战胜利“法宝”，但绝对是最终能够实现“保命”的关键要素……

“钩子”与“落叶飘”机动的最大共性就是：即失去了速度优势，同时也不具备势能优势。“这种状况”真的要出现在性命相博的空战场景中，不亚于是“作死”的行径。

试问，“钩子”再敏捷、快速，能快的过“头盔瞄准技术”的“妩媚一撇”吗？“落叶飘”即使能短暂“逃离”多普勒效应的追踪，但能躲得过“头盔瞄准 大离轴发射技术 红外紫外双波段焦平面引导头空空导弹”的连续打击吗？答案是显而易见的……

实际上，战机规避“多普勒效应”的追踪有很多非常有效的手段。最为常见的就是携带“电子战自卫吊舱”，利用“插值效应”，在S、C、X波段产生不断强弱变化的多个目标反馈，给雷达的连续跟踪造成困难，使其很难在短时间内完成目标测距、测向。另外，战机的电子警告装置一旦发现被连续的雷达波持续照射后，会自动发出警告，并且能给出明确的雷达波束方位以及类型。战机在投射干扰铂条的同时，进行横向机动或者纵向机动，只要战机的飞行方向与雷达波束扫描的方向平行，也能达到“暂时脱锁”的效果。因此，与其孤独一掷的寄托于“落叶飘”来实现躲避“多普勒效应”的跟踪，还不如通过“技术 航向变化”的组合手段，易于实现，并且更加安全与可靠……

2005年，美国最新研制的第四代隐身战机F22开始陆续服役。根据美国“ATF计划”提供的数据显示，F22猛禽具有以下的飞行性能：

1. 在以0.9马赫速度巡航时，3000米高度，瞬时盘旋过载 9G；
2. 在以1马赫速度巡航时，能够完成 5g 盘旋；
3. 在以1.5~1.6马赫速度巡航时，10000米高空，能够完成6G盘旋；
4. 在以1.5~1.6马赫速度巡航时，15000米高空，能够完成2G盘旋；

在四组数据中，第一组数据是典型的三代机飞行技术指标，后三组则是对跨音速与超音速状态下飞行性能的具体量化，除了少数新型三代机有限的涉及到跨音速机动外，在超音速状态下的水平机动能力，无疑是F22猛禽专属的“一家独秀”。

由此就不难理解，所谓的“超机动”指的就是在跨音速与超音速状态下的水平机动能力。F22猛禽在不开加力的情况下，所具有的不小于30分钟的连续超音速飞行能力，是赋予“超机动”具有真正战术价值的核心要素……

有人会提出这样的疑问：在跨音速阶段（在1.0~1.3马赫之间），由于“激波”效应，战机处于飞行阻力很大的飞行状态，很难完成水平机动，虽然F22猛禽能够实现5G水平机动，但是要完成360°盘旋也要43秒。而在1.5~1.6马赫的超音速状态下，F22猛禽利用6G水平机动要完成360°盘旋，至少需要54~58秒。虽然相对于现役三代机在跨音速与超音速状态下，只能保持“直线”飞行，是不小的进步，但这样的盘旋效率对于“狗斗”贡献并不大，依然逃不过“头瞄 导弹”的攻击。

而小编的回答是：四代机的“超音速巡航与超机动”根本就不是用来进行“狗斗”的，而是用来突破三代机时代发展起来的“超视距”战术打击局限性的，更是用于建立四代机时代的新型“超视距”作战新样式的……

三代机时代“超视距”作战的主要武器是装配主动雷达导引头的中、远程空空导弹。早期的超视距打击目标是用于拦截具有超音速突防能力的、大型高空轰战机一类的目标。F14雄猫战斗机装备的“不死鸟”AIM-54远程空空导弹，属于是第一代超视距打击利器。

F14雄猫发射“不死鸟”

随着“超视距”作战理论的发展，以及机载电子设备的不断升级与创新，“超视距”作战的目标逐步从拦截大型轰炸机目标转为拦截、摧毁空优战斗机。为了满足“超视距”作战的新要求，新型的中、远程空空导弹的主动雷达导引头不断衍生与进步，但始终无法突破一个定理——45公里极限。

• 形成“45公里极限”的主要原因：

中、远程空空导弹的弹体直径限制了“主动雷达导引头的天线口径”，因此，造成“主导雷达导引头的雷达天线的增益”极其有限。中、远程空空导弹主动雷达导引头经过几代发展，已经从探寻大型轰战机RCS在50~100㎡数量级的目标，其最大探测距离在50公里左右，逐步发展到针对RCS=5㎡的目标，其最大探测距离为45公里的水准。目前，最新型的中、远程空空导弹其主动雷达导引头已经能够实现针对RCS=3㎡的目标，其最大探测距离为45公里（这几乎到了机载中、远程空空导弹主动雷达导引头技术发展的极限）。

“45公里极限”对于三代机时代的“超视距”作战模式的发展造成了极大的局限性：

空优战机的机腹、机翼空间与武器外挂点的重心平衡区间是有限的。因此，为战机设计的中、远程空空导弹的弹体大小、弹体重量都存在极其苛刻的限制。为了保证中、远程空空导弹在“完成自寻的”后，“自主”追逐目标时具有足够的“能量机动”，三代机的超视距交战模式中，“迎头攻击”一般采取距离目标70公里左右的范围锁定目标，在50公里左右范围发射中、远程空空导弹。

这是一种近似无奈的选择，这种战术安排的好处是：“主动雷达导引头”能在最短的时间内进入“自寻的”模式阶段（45公里），并且还能保证中、远程空空导弹在实现“自寻的”后，导弹依然能够具有足够的“动能”，用以追击被导弹主动雷达导引头锁定的高速飞行的空中目标。

对于超视距作战模式中的三代机，其最危险的时刻是发射完成中、远程空空导弹后，战机自身处于“中继指令制导”这个阶段。战机维持“中继指令制导”状态时间越短，转入“战术规避”、“脱离交战危险区”就越早，保障战机自身战场生存的概率就越高，反之亦然。

三代机时代，三代机所携带的“机载雷达和火控系统”相对于三代机的雷达反射截面积，显得“过于优秀了”。在地面引导和空中预警的相互配合下，三代机面对三代机，120~150公里这个区间内，几乎是无可遁形的存在。

对于三代机而言，主动雷达制导的中、远程空空导弹即使拥有超远的射程，能够为三代机提供更远的发射距离，但却因此增加了三代机处于“目标指令修正”状态的时间，同样，也为打击目标创造出充分的规避与逃离时间。那么，对于敌对一方而言，这架“处于目标指令修正的三代机”势必会成为首要打击目标。因此，三代机所处的“目标指令修正”阶段时间越长，遭受到“导弹雨”洗礼的概率就会越高。由此，即使大幅度提高中、远程空空导弹的射程，为三代机提供“更早”发射导弹的时间，这种“成本投入”对扩展三代机的超视距作战手段，其意义并不大……

• “45公里极限”与“不可逃逸区”遥相呼应，几乎构成了三代机超视距作战模式发展的无解死局:

中、远程空空导弹的主动雷达导引头在“45公里范围内”实现“自锁定”后，还要满足一个条件才能完成对高速飞行的空中目标实施有效的追踪与摧毁——即，不可逃逸区的限定。不可逃逸区并不是一个固定数值，而是根据攻击目标与载机位置关系、航向、航速的不同，计算出来的一组导弹的飞行曲线，也称之为导弹的攻击包线。

以美国的AIM-120中程空空导弹为例，其火箭发动机工作时间不大于9秒，在10000米高空发射其动能段 惯性段，水平迎头攻击空中目标，最大发射距离不大于75公里，如果是尾追攻击，其最大发射距离不大于22.5公里。

由此可见，抛开导弹的“攻击包线”不提，空谈中、远程空空导弹的射程，完全就是“耍流氓”的行为。中、远程空空导弹的“不可逃逸区”实际上非常小，甚至比“主动雷达导引头”实现“自寻的”的距离还要小得多，基本上不会大于中、远程空空导弹标定的有效射程的30%。

提高中、远程空空导弹“不可逃逸区”范围的最直接办法有两种，一种是在1.5~2.0倍音速状态下，发射中、远程空空导弹，另一种是在较高的空域以“高抛弹道”发射中、远程空空导弹。据说，根据试验测试数据显示，这两种方法都能有效提高中、远程空空导弹的“不可逃逸区”范围，最少能提高50%以上。虽然“试验数据”很丰满，但对于三代机而言，实战状态下的现实却是那么的“骨干”，甚至令人不寒而栗……

在实战中，如果己方三代机加速到超音速，冲向对方，想以此换取导弹发射后扩大导弹“不可逃逸区”的追击范围，但同样的，自身战机恰恰处于对方三代机最佳的“迎头攻击”状态，属于被导弹攻击的最大射程的攻击包线内。

假如，敌我双方此时同时互相发射中、远程空空导弹，此刻敌我双方都处于“迎头攻击”的导弹最大射程攻击包线内。敌方战机由于是高亚音速飞行，可以利用9G机动实现快速180°转弯，从而实现“被迎头攻击”状态转变为“被尾追攻击”状态，由此进入导弹攻击包线最小射程的“不可逃逸区”区间。而此刻的己方战机，由于是超音速飞行，很难完成水平机动，依然处于敌方导弹攻击包线最大射程的“不可逃逸区”区间。因此可以断言，三代机的超视距作战模式中，想以超音速飞行状态发射中、远程空空导弹，换取扩大“不可逃逸区”范围的做法，只能得到自身被“枪打的出头鸟”的恶果……

同理，假如己方三代机采取高空域、高抛弹道发射中、远程空空导弹，以此换取扩大“不可逃逸区”范围，那么，其自身被对方三代机机载雷达、地面预警雷达、空中预警机提前追踪并跟踪的概率更高，遭受到被敌方从多方向协同攻击的概率也更大。

由此可见，无论是“超音速”，还是所谓“高抛弹道”，都不适合作为三代机超视距攻击的战术选择。三代机的超视距作战模式似乎碰到了一堵“看不见的墙”，很难将其逾越。三代机的超视距作战，越来越向着中世纪战场的“铠甲武士”的捉对厮*和背对背冷酷决斗发展：重甲、快马、长枪，相互冲刺，然后，长枪平端，尽量向前伸展，就看谁先被刺落马下，就看谁能活着笑到最后……

美国在三代机的超视距战术应用中，首先是通过大量的“电子欺诈”、“电子干扰”手段来干扰、阻断敌方获取战场信息，从而在某一个区域的某一个时间瞬间，达到信息单向透明，为美军发起第一波有效攻击提供先决条件。但这种“先下手为强”的做法，在其“竞争对手”不断上升的“电子战”能力面前，已经变得不那么容易实施了，于是，新技术引领的新装备与新战法就此到来……

四代机机体外形的特殊设计，以及特定材料的使用，将S、C、X波段雷达波束的能量反馈降到最低，有效的阻碍了雷达系统的预警、跟踪与锁定的连续性。根据所示比例关系，可以计算出“主动雷达导引头”面对RCS值大幅度缩小的目标，其标定的最大探测距离也会极度溃缩。如下表所示：

上表列出的数据清晰的展示出，雷达反射截面积的极度缩小对主动雷达导引头获取目标、自锁定目标造成的影响。也就是说，三代机即便在70公里距离发现并锁定RCS=0.01㎡的四代机，发射最新型号的主动雷达制导的中、远程空空导弹，其主动雷达导引头也需要进入该“四代机”10公里范围，才有可能实现“自寻的”锁定。假如这种情况真实的发生空战对抗中，作为“四代机”的一方，仅仅依靠“隐身”特性，就可以随时摆脱三代机的超视距攻击。毫无疑问，这组“数据”真实的揭示出“三代机”面对“四代机”时，其超视距对抗状态下的惨白与无力……

“隐身”可以说是为四代机面对三代机的超视距攻击，提供了最有效的保护伞，而“超音速巡航 超机动”结合“A射B导”，又为四代机超视距攻击三代机机群提供了新的战术思路：

空中磨盘绞*战术

上图中，蓝色战机代表的是双机编组的散布在不同空域与方位的四代机，深灰色战机代表的是由三代机构成的空中战术防线。其战术构想分为两个部分：

其一，突前的四代机可以利用其“隐身”特性，在三代机机群的雷达跟踪距离之外，以无线电静默的方式，在10000米空域进行超音速巡航，在1.5~1.6马赫状态下，根据在后方游弋的四代机机载雷达截获的目标信息发射中、远程空空导弹。

其二，突前四代机导弹发射完毕后，无论三代机机群是否发现自身、是否遭受到攻击，都直接在超音速巡航状态下，以6G机动完成转弯，快速脱离交战危险区域。已经被发射的中、远程空空导弹，始终由后方游弋的四代机进行“中继目标修正引导”，直至导弹实现“自锁定”状态。

“空中磨盘绞*战术”构成与作战思路非常简单，“突前的四代机”为武器发射平台，即，“A射”，后方游弋的四代机为截获目标并完成“中继修正引导”的平台，即，“B导”。但两者的角色并不是固定不变的，而是可以相互互换的。当突前四代机利用超音速机动和超音速巡航快速回转到后方“游弋”战位后，先前扮演“拖后”的四代机就可以拉升高度，转换为“突前”的角色，去完成“A射”的任务，而“B导”则交由进入“游弋”战位的四代机来完成。由此，新一轮“磨盘绞*战术”被启动了。

在“空中磨盘绞*战术”中，后方“游弋”的四代机除了扮演“B导”的任务外，还要承担掩护“突前四代机”撤离的角色。突前的四代机除了扮演“武器发射平台”的角色外，还要扮演诱敌深入的角色。一旦三代机机群派出多架战机尾追“突前四代机”，那么，必然会掉入其他方向“游弋”的四代机的打击陷阱中。

四代机以“隐身 超音速巡航 超机动”结合“A射B导”构想的“空中磨盘绞*战术”，对由三代机机群组成的空中防线，其破坏力是巨大的。四代机并不需要以大机群出现，只需要以多组的双机编队，在不同空域、方向构成网状节点，不停的来回游弋，利用“空中磨盘绞*战术”的连续性，周而复始的针对由三代机机群组成的空中防线进行不间断的*扰、挤压。只要在某一个空域形成突破，造成三代机机群构成的空中防线局部出现瞬间真空，那么，由四代机为向导，指引己方大批量三代机疯狂涌入，进行战术迂回、穿插，必然会将由三代机机群组成的空中防线“捣的稀巴烂”……

隐身、超音速巡航以及超音速状态下敏捷的水平机动能力，代表着当代有人战机制造领域的最高科技水平，也是将来有人战机空中对决时，真正的“*手锏”技能。有人战机在超音速领域的技术发展与战术构想，还处于起步阶段，但对于绝大多数国家而言，已经是高不可攀的存在。由此可知，在军事领域，在超音速战术领域，有人战机的技术壁垒已经天然形成，不具完成音速领域战术要求的有人战机，只能成为被“屠戮”的对象……

在超音速巡航与超机动领域，还有很多的“空白”需要不畏艰险与敢于登攀的人去探索与发现。但是，能够有资格参与这场“竞赛”的国家却少之又少。令人欣喜的是，在这场“竞赛”的参与者名单中，我们看了我们为之自豪的熟悉的身影，虽然目前处于追赶者的“身位”，但步伐稳健、厚积薄发，能否实现“后来居上的逆袭”，我们将拭目以待……

最后，为呕心沥血的科技工作者加油！向为国戍边的英雄致敬！