美軍五代機的秘訣：F-35和F-22項目發展中的技術共享

文/崔佳羽 陳宇

美軍目前裝備了兩款第5代戰斗機，在F-22“猛禽”形成完全作戰能力十年之后，F-35“閃電II”聯合攻擊機也達到了初始作戰能力。鮮為人知的是，這兩款戰斗機在發展過程中，一直是相互學習的關系，其中的細節也非常耐人尋味。

F-22是F-35的開路人

F-35聯合攻擊機項目發展之初，美軍就希望“閃電II”能夠從它的前輩F-22“猛禽”吸取經驗教訓。原因非常簡單，它們的制造商都是洛克希德—馬丁公司（簡稱洛馬公司）。現在，F-22“猛禽”形成完全作戰能力已經12年，F-35聯合攻擊機達到初始作戰能力也已經兩年，兩種第5代戰斗機也是在相互學習中共同發展，達到了節約成本和提高項目發展效率的目的。

F-22在很多方面都稱得上是F-35的開路人。盡管F-22的機隊規模不大，只有187架，但是其編制和部署方式仍是F-35的模版，對于剛剛處在采購初期、規模并不大的F-35機隊有很強的借鑒意義。同樣，更為先進的F-35具有更強的性能，其雷達隱形特征、作戰和制造經驗能夠與“猛禽”共享，對于F-22的升級也有巨大的促進作用。

洛克希德—馬丁公司F-35項目主管杰夫·巴比昂表示，F-35和F-22在作戰中是協同的關系，所以在項目發展上也是協調一致的關系，所有先進技術和工藝流程都能應用到兩種戰斗機上，兩個項目的發展計劃是并行關系，這種協調機制很好地幫助公司節約了成本。

佛羅里達州埃格林空軍基地美國空軍第33戰斗機聯隊指揮官保羅·馬克斯·莫加上校表示，F-22開創的5代機戰術，目前已經應用到F-35作戰部隊。身為第33戰斗機聯隊負責訓練F-35戰斗機飛行員，莫加上校具有多年的F-22戰斗機飛行經驗，最初飛行過F-15戰斗機，擔任過指導教師和示范飛行員，也當過F-22戰斗機中隊的指揮官，擁有豐富的教學經驗。

莫加上校表示，F-22和F-35的操作技巧能夠互相轉化，F-22的關鍵技術是傳感器操作和保持隱形特征，美軍飛行員將其稱為“作戰流”。F-22戰斗機和飛行員要及時感知戰場空間、在高危戰場環境下飛行、占據最佳的空戰位置，這些經驗都能應用到F-35上。

盡管第4代戰斗機飛行員也需要控制飛機的可見光和紅外特征，但是第5代戰斗機只需要管理好雷達特征，這是第5代戰斗機的核心能力，這種能力能夠從F-22直接轉移到F-35上。莫加上校認為，駕駛這2種戰斗機都需要飛行員管理好雷達特征，處理好生存能力和打擊能力的攻防關系。F-22實現了戰斗機的世代跨越，采用的戰術與F-15和F-16大不相同，可以說是兩種完全不同的空戰“文化”。

F-22作戰經驗豐富

F-22量產前的研發經費高達340億美元，單機造價約為3.39億美元，187架戰斗機采購完成時的項目總成本660億美元。美國空軍早期曾經宣稱，F-22的每小時作戰成本44259美元，美國國防部近期的數據是49808美元，遠遠高于F-15的3萬美元。盡管由于造價和作戰成本過高，一直面對極大的爭論，但是F-22積累起來的作戰經驗，還是能夠為F-35提升很好的借鑒。

F-22擁有最先進的座艙，與第4代戰斗機相比高技術元素猛增，比如單色平視顯示系統（MHUD）、能夠輸入通信和飛行數據的鍵盤系統，美軍最優秀的飛行員才有機會駕駛F-22。但是這么先進的座艙內只能坐一個飛行員，他的身邊沒有副駕駛，所有復雜的技術數據和作戰流程都需要他一個人完成。

對于美國食品監管機構的監管模式來說，整體設計上按照從上到下的垂直方式來管理。其中，食品方面的部門以監管工作為主，通過食品類別，促使其權責的劃分，針對不同類別的食品，實現不同部門的管理。同時，基于食品安全保障體系的應用，也可以將其與政府的監督職能結合，這樣在總體上才可以為美國食品安全監管體系提供保障。在各個獨立的監管流程中，美國政府頒布了相關法令，各個結構負責執行，并按照法律法規來維護食品的安全性。其中司法部門主要對存在的執法問題進行處理，促使其決策工作更科學，公眾也會積極參與其中。在這種情況下，不僅能達到司法、政法與立法之間的獨立，在食品安全體系中也將促使其職責的發揮與實現。

第4代戰斗機強調在視距內提供“共同支援”，編隊飛行中飛機相距幾千米遠，但是F-22在戰術發展初期，美軍飛行員就意識到不再需要視距內的“共同支援”，如果需要進行“共同支援”，兩架戰斗機的距離可以保持在16～32千米左右。第4代戰斗機飛行員習慣于身后有一架飛機，需要一段時間才能適應第5代戰斗機。

莫加上校表示，第33聯隊正在訓練F-35和F-22年輕飛行員的視距外作戰能力，這就意味著他們將肩負更多的作戰職責，必須盡快成長起來。年輕飛行員必須進行戰術決策并負責執行，在第4代戰斗機部隊，如果不是任務指揮員或是指導教官，是不需要做這些決策的。這就需要飛行員適應更快的作戰節奏，因為沒有后座飛行員為他們做出判斷，當目標距離他們只有3千米時，即使是不正確的決策也要果斷執行。

F-35和F-22都擁有強大的傳感器能力，機載傳感器和戰術數據鏈都能夠獲得大量的作戰信息，不再需要太多的目視觀察，戰場態勢感知能力成倍提高，飛機本身能夠為飛行員提供所有所需信息。由于信息量太大，美軍甚至認為這些信息有時超出了作戰所需。

F-35和F-22目前的作戰任務是互補的。F-22作為空中優勢戰斗機，盡管具備一定的對地攻擊能力，但是主要任務還是“踹門”。F-35主要擔負攻擊任務，但是同時也具備狗斗能力，適于利用F-22建立起來的優勢，采取隱身狗斗戰術，在不同的速度和高度進行空戰。

在“內部解決”行動中，F-22成功完成了所有任務。盡管戰斗中從來沒有驗證其高端狗斗能力，但是F-22在戰場上的表現仍超出很多人的預期，對地攻擊、護航任務和電子戰能力都得到了驗證。另外，F-22還發揮了機載指揮控制的功能，利用強大的信息能力擔負了很多轉信任務。

F-35也能借鑒這種最新的任務數據能力，在地區戰場執行信息作戰任務。目前，埃格林空軍基地正在兩種戰斗機安裝相應的作戰軟件，使用的是同樣的任務數據文件。這些能力升級還有很多工作要做，但是發展相當迅速，已經取得了很大進展。

F-35先進頭盔將向F-22移植

F-35的飛行員頭盔顯示系統（HMDS）也借鑒了F-22的經驗，但是比F-22更加先進。F-35頭盔整合了凝視型前視紅外系統（FLIR）、EODAS光電探測裝置6部照相機、平視顯示系統（HUD）、分布式計算機系統（DAS）的圖像，具有高分辨率成像、自動跟蹤、紅外搜索和跟蹤、激光指示、測距和激光點跟蹤功能，可實現360°的環視視場。新型頭盔使F-35成為第一種不使用傳統平視顯示系統的前線戰斗機，無論飛行員怎樣轉頭，主要的飛行和武器瞄準信息都能夠整合到頭盔里，飛行員能通過自己的眼睛獲得X射線一樣的視覺圖像，“穿透”各種障礙看到廣域外景圖像，可以在防區外距離上對目標進行精確探測識別和攻擊。

莫加上校表示，F-35頭盔是“規則改變者”，“離軸攻擊”能力之外，還具備空對地地形測繪（SAR）和地面移動目標指示（GMTI）的能力，強大的信息作戰能力將使飛機具有壓倒性的優勢。年輕飛行員通過訓練，將很快適應新型頭盔，未來的空戰就像打游戲那樣輕松。

隱身涂層技術交換

兩款戰斗機之間的隱身涂層技術交換也是成功的案例。F-35的隱身涂層是直接學習F-22的低可探測特征的結果。F-22的隱身涂層曾經面臨很多問題，比如飛機還需要一定程度的填塞和膠合處理才能使表面光滑，F-35的隱身涂層已經非常容易進行保養、維護和修復。

F-35目前擁有更精確的工具來評估涂層表面的退化和隱身效果，維修技師更容易快速維護飛機。洛克希德—馬丁公司正在想辦法將F-35的隱身涂層修復技術移植到F-22上，如果研發成功，將極大降低F-22每小時飛行帶來的維修工作量，提高既定時間內可用飛機的比例。由于F-22只有187架，還有飛機在擔負測試和訓練任務，縮短維修時間對于提高機隊戰備水平意義重大。

巴比昂表示，洛克希德—馬丁公司正在將F-35的技術應用到F-22上，同時也在加緊進行2種飛機的升級和發展。洛克希德—馬丁公司負責F-22項目的副總裁肯·梅森特表示，F-35的隱身涂層比F-22更適合佛羅里達海岸的鹽霧、海洋和高濕環境，公司計劃使用F-35的隱身涂層替換在F-22機身上，由于采用了一些比重大的物質，這將使F-22略微增重，但是由于是平鋪在機身之上，不會使F-22的重心發生變化。盡管這樣能夠節約F-22的維修成本，但是更換涂層還需要得到美國空軍的批準。

盡管F-22在更換涂層之后仍需要一些堵塞和膠合，但是由于采用了更柔韌耐用的先進材料，解決F-22涂層容易脫落的問題并不難。這種技術來源于F-35的“最大韌性防護罩”項目，F-22也將采用非常相似的技術，目前洛克希德—馬丁已經在佐治亞州的瑪麗埃塔工廠開啟了一套生產線，用來更換F-22的機身涂層。

開放式系統結構

梅森特在1990年代中期一直在F-22功能研發部門工作，曾經擔任美國空軍埃格林空軍基地空軍武器中心主管，參與過很多武器項目的管理工作，2014年從少將崗位上退休來到洛馬公司，他表示上任之后就一直強調F-35與F-22的技術共享，比如在通用軟件、通用處理器、雷達波制式和部件規模化生產等方面，就應當在2款飛機上采用開放式系統結構。

梅森特表示，從他管理“猛禽”項目的經驗來看，如果向供應商提出要求采購187個部件再加上一定的備件，那么價格將非常高，而如果訂購2000個部件，價格就會大幅下降。因此，F-22和F-35應當走部件聯合訂購的路子，比如輔助動力單元、環境控制系統和其他一些基礎功能的部件，這樣可以節約大量的維修經費。據悉，F-22與F-35共享部件獲得的利益將達到10%。

兩個項目還在追求其他的開放式任務系統，比如互換集成電路板，使用同樣的驅動軟件。例如，升級一款戰斗機的基于軟件電臺之后，不用調整或略做調整就能應用到另一款戰斗機上，形成即插即用式的部件體系。兩款戰斗機還將能使用商用的電路板，因為商用部件擁有較大的生產規模，從而徹底降低成本。

如果兩款戰斗機能夠使用同樣的雷達波形，將是共享計劃的最大收獲。目前F-22和F-35已經能夠共享一些軟件和功能，比如地圖測繪模式。盡管兩款戰斗機仍有很多不同的電子結構，但是TR模塊幾乎一樣，電子戰能力也非常相似，最終都能使用同樣的硬件。除了升級頭盔之外，梅森特透露將在F-22的中期升級期間改裝座艙。

F-22的座艙平面面板系統是建造時是最先進的，但是與新型的平面屏幕系統相比，已經顯得非常笨重。如果更換成F-35的平面顯示系統，還需要更換新型的處理器，但是這種更換能夠為F-22 節省出一些空間，安裝其他新型任務系統硬件。

目前，F-35的光電瞄準系統（EOTS）還不能夠共享，F-35的菱形機頭能夠容納多種可見光和紅外傳感器，盡管美國空軍希望為F-22安裝紅外搜索跟蹤系統（IRST），用于對抗隱身飛機，但是在F-22機身上找不到像F-35機頭那樣的合適的位置，只能尋求其他解決方案。

在作戰軟件方面，F-35項目可以向F-22項目提供工程師，將F-35的Block IV軟件共享。接下來少量的F-35聯合攻擊機將繼續升級軟件，成功之后同樣要應用到F-22戰斗機上，由于不再需要兩個團隊平行研發軟件，F-22項目將因此節約大量開支。

此外，F-22和F-35技術共享還將擴展到洛馬的T-50A教練機上，以及臭鼬工廠的其他飛機研發項目上，甚至還將與諾思羅普格魯曼公司合作，應用到B-21轟炸機上。比如，F-35的一種天線設計，就非常適合B-2轟炸機的升級，馬上就將應用到F-22上。

結語

總之，F-35“閃電II”聯合攻擊機和F-22“猛禽”戰斗機的協調發展是非常成功的武器升級策略，出于節約成本等多種動因，美國空軍未來將進行更多的技術共享。