美国六代机会变成AR-15步枪那样的“模块化”战斗机吗?
日前,美国空军主管采购、技术与后勤的助理部长威尔·罗珀博士突然宣布,美国空军的下一代空中优势(NGAD)计划已经开始飞行试验。无独有偶,美国波特兰基地上空有人拍摄到一架不明的飞机在进行试飞,这也似乎坐实了美国空军的说法。

在发布会上,美国空军高管强调“我们将以创纪录的速度完成飞机的开发”,“我们将采用吸收大量高科技小公司的方式进行开发”、“云计算下有人机和无人机的结合作战”,同时也暗示“该飞机可能不会像F-22,F-35有着漫长的研发周期,全部系统立项开发,研发完毕时有可能已经不符合时代环境”。很多人猜测,结合空军宣传部门表示的“高速开发”、“快速迭代”、“吸收小公司”、“不结合过多技术”,可能会重返美国二十世纪50年代的“百式飞机”,小批量,高速度开发出若干种型号,分别应对本土超音速拦截隐形飞机、无人战场进攻飞机、战场争取制空权飞机等诸多内容。那么,美国的六代机到底会变成一个什么样的飞机呢?
本篇可以结合以下两篇阅读。



多用途战斗机VS单一用途战斗机
在历史上,有关飞机是“大包大揽”还是“专项突破”的争论从未停歇。强调“大包大揽”的多用途派认为,如今的飞机性能过剩,一架重型(或中型)战斗机携带的弹药在满足对空战斗外,有着足够的对地弹药挂载能力,而且一架战斗机只要对空性能优越,在执行不太需要飞机气动性能支持的对地打击时,只需要有足够的扩展能力即可胜任对地打击,因此建议将战斗机和攻击机合并为“多用途战斗机”;而“专项突破”的专用飞机派认为,“样样通样样松”,多用途战斗机为了多用途,往往会牺牲某些性能,同时多用途飞机成本极高,在某些环境下只需要它一部分性能时,其他的性能就属于过剩而无法利用起来,增加了飞机使用成本和研发时长,为此应该精确计算飞机的使用环境,特化出相应的飞机应付某一个环境。
在喷气式飞机诞生之初,专用飞机派系非常流行。在那个时代,早期喷气式飞机还属于萌芽阶段,载弹量和电子系统均不理想,要想权衡导弹拦截,近距离格斗,对地轰炸,前线近接支援非常困难,因此美苏两国都是以专用型飞机为主。








上述几种飞机都只为了少数功能开发,且订货量都不足。但由于越南战争对地轰炸需求骤增,因此这些飞机相当一部分被拉去作为前线轰炸机,如F-101,F-100,F-105等等。但由于它们设计中要不聚焦于空中格斗,要不聚焦于拦截,要不聚焦于核轰炸,都不适合常规攻击,因此美国空军被迫接受了来自海军的双发多用途战斗机F-4鬼怪。

相比于百式飞机,F-4鬼怪II更加复杂,沉重。但是它带来的性能优势又是非常齐全的:它可以同时执行空战、拦截轰炸机、野战前线支援、对敌方目标进行地毯式轰炸、反舰、侦查等多个职能。因此鬼怪在越南战争中一跃而起,从美国海军的舰载机成了历史上罕见(也是迄今唯二的)海空军通用飞机。但是鬼怪飞机也不是完美的:成本比较高,且必须2人驾驶;在执行空中格斗任务时,它的尺寸太大,相比越南空军的米格21飞机机动性不太理想;在执行轰炸任务时,它的雷达系统成为累赘,一旦被敌方高射炮击落将面临巨额损失。尽管如此,它仍然凭借战场的多面手身份,活跃在越南和中东战场之上,从此以后麦道战斗机扬名天下。
在F-4鬼怪战斗机吃香之后,美国人便开始了多用途战斗机的狂潮。整个三代机时代,全部都是对空,对地全能的多用途战斗机。



美国三代机三杰原本都是为了对抗苏联的战斗机开发的制空战斗机(F18原型机YF-17就是空战目的,竞标失败后才转为海军多用途飞机),但随着航空电子技术的突飞猛进,美国战斗机又有历来不缺动力的优势,所以这三种飞机自然而然变成了多用途战斗机,在满足空战需求剩余的情况下,又可以对地面狂轰滥炸,有效的在美国后冷战时代扬名立万。由于他们的成功,美国四代机自然而然一开始就面向多用途能力开发。但这一次,形式不是那么理想了。


虽然四代机双龙迄今为止都代表着人类战斗机的最高水平,但是不可否认,在隐形成为飞机的必需品后,四代机的研发便面对了过多难题。由于优越的隐形要求飞机外形规整,而高效隐形的外形又会让飞机损失外部挂点的可观弹药载荷,同时内部弹药舱的尺寸也受到影响。考虑到这个因素,美国不得不让F-22和F-35侧重两个方向,F-22空战优先级高于对地,F-35则相反。这在面对只有二代机,三代机的绝大多数发展中国家来说并无缺陷,但面对中国和俄罗斯就有很大的难度,尤其是中国歼20拥有不亚于F-22的隐形和超越F-35机动性,对于美国数量较少且已停产的F-22,以及空战能力略逊一筹的F-35都是较大威胁。在这个背景下,美国开始策划六代机的研发。
由于目前技术更新换代过于频繁,世界环境受到不稳定政治、经济和突发事件(如新冠肺炎)影响极大,美国人认为,再像过去一样顶层设计,花费10-20年招标设计制造完善一代飞机已经难以符合时代的发展。因此,美国才要提出使用现代的技术,把过去多用途飞机的设计分散成二代机时代的专用飞机,以降低成本,提升迭代效率。可是,我们都知道,二代机时代飞机通用度极低,后勤保障压力极大,美国人又要如何解决这个问题呢?
据本人观察,美国很可能会使用美国航天和轻武器上的一个策略——模块化组装飞机。以不同独立功能的模块组装起来,最终实现不同的目标。注意,这种模块化不等同于濒海战斗舰往一个平台上增加模块,而是平台本身就由模块构成。
为了解释这种模块化,本人举一个众所周知的例子——AR-15步枪的模块化。

AR-15步枪是现代最为模块化的步枪。由于它在1978年专利权过期,加之越南战争的宣传使得它成为了“美国步枪”(American Rilfe),因此从那之后,以AR-15衍生出的步枪就很快占领了美国国内市场,同时由于美国高强度的对外宣传力度,使得AR-15衍生枪型——如HK416,MK556也成为了世界大国的武器。现在,我们就看一下AR-15惊人的模块化水平。
基本型——M16A4步枪:

M16A4采用固定式肩托,3点发射枪机结构,标准握把,20寸标准长枪管,上下均具备皮卡丁尼导轨,可安装M203/320榴弹发射器、小握把和各式瞄准镜;

M4A1:标准卡宾枪,采用可伸缩肩托、标准握把、全自动枪机,14.5英寸枪管,上下均有皮卡丁尼导轨,枪管可增加消音器。

MK12精确射手步枪,采用固定式/伸缩式肩托,半自动枪机结构,18寸比赛级枪管,上下均有导轨,可以增加高倍率瞄准镜、两脚架;

M27 重枪管步枪来自于HK416,但本质仍属于AR-15活塞版本的变形。它采用伸缩式肩托、标准握把,全自动枪机,短行程活塞上机匣结构,16.5寸重型枪管,上下均有皮卡丁尼导轨,可加装ACOG瞄准镜(来自于陆战队退役的M249)和两脚架。

美国民间最短的AR-15枪管可以缩减到7.5英寸,这种超短管的AR-15长度与苏联AKS-74U相当,可用于车组自卫武器。

除此之外,AR-15还可以更换24英寸枪管,可以用于高精度比赛级射击和远距离打猎。
AR-15的例子告诉我们,在模块化非常成熟的时候,是可以采用大量标准接口的武器子系统组装成符合现代需求的武器的,而且有利于降低后勤,并融合小型公司进入生产。

第六代飞机有可能是高度模块化的飞机系统

考虑到现代开发出一款全面超越F-22的多用途综合性战斗机的成本极高,时间极长,技术门槛极高,美国有可能采用高级模块化的飞机系统。以下是本人个人观点,仅供参考:
本人认为,可以将六代机根据机体的部位和用途,划分为如下模块:
制导和电子模块:包括雷达和红外光学系统、飞控计算机系统。可分为截击型(大雷达,适合反隐形轰炸机和巡航导弹,功率较高),空战型(中等雷达,配合良好的全向光学系统可以有效应对敌方空中优势飞机),对地型(合成孔径雷达,先进对地观测设备和地形匹配超低空飞行设备);
座舱模块:包括驾驶舱和人机界面。可分为双座型、单座型、无人型。
机翼和机身模块:可分为高速非隐身型(超过2.5马赫)、中速隐身型(F-35级别)、低速高隐身型(类似B-21那种飞翼)
武器模块:分为空战弹仓型(使用旋转发射架以容纳较多空对空导弹)、对地弹仓型(容纳大直径炸弹、导弹)、特种弹仓型(侦查设备或者未来的定向能武器)
动力模块:超高速动力模块(双引擎,可超音速巡航),战斗动力模块(单引擎,有矢量,类似F-35,不考虑超音速巡航),低速空袭动力模块(单引擎,亚音速,尾部低红外信号)
这样一来,就可以根据情况组合成不同的飞机:
1、高速国土截击机:截击型电子模块+双人座舱+高速非隐形机身机翼+空战弹仓+超高速动力模块。用以替换F-22,F-15X的国土防空任务;
2、前线制空权战斗机:战斗型电子模块+单人座舱+战斗机身机翼+对空弹仓+战斗动力模块,以优于F-35的空战机动性赢得制空权;
3、前线无人攻击机:对地电子模块+无人座舱+低速隐形机身机翼+对地弹仓+低速动力模块。降低成本,提升隐形,渗透到敌后予以打击。
除了3款基本机型,还可以推出:
1、准高速侦察机:战斗型电子模块+单人/双人座舱+特种弹仓+中速度隐形机身机翼+特种弹仓+高速动力模块,适合高速隐形侦查;
2、无人战斗机:将有人前线制空权战斗机驾驶舱改为无人模块;
3、特种有人轰炸机:将前线无人攻击机模块换成有人座舱,更加适合独自深入敌国领土对高价值目标进行打击;
这样一来,通过不同模块的组合,就能同时推出多款功能各有侧重的新式飞机,同时彼此之间因为模块通用,还可以降低成本;同时,由于接口通用,中小公司可以通过使用统一接口,为其提供不同的附加模块,增强其战斗力。
以上为本人个人观点,如有雷同,纯属巧合。