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對于現代戰爭而言,誰掌握了制空權,誰就掌握了戰爭的主動權。為了拿下這至關重要的制空權,各國不斷投入資源,研發出了一代又一代戰機,而空戰的模式也伴隨著航空技術的發展而不斷升級。
速度為王,狗斗之中搶優勢
兩項技術改變空戰模式在第二次世界大戰末期,納粹德國研發出了世界上第一種噴氣式戰斗機ME-262,為空戰的歷史創下了一道分水嶺。
在這道分水嶺前,各國空軍使用的都是活塞螺旋槳動力戰斗機,最大速度往往只能達到700 公里/ 小時,不到地表音速的3/5,而在此之后,速度更快甚至能超越音速的噴氣式戰斗機正式登上歷史舞臺。
一代戰機裝備的對空武器也只有機槍、機炮和航空火箭彈,這些武器的發射軌跡是一條不可改變的拋物線,這也就要求飛行員必須非常仔細地將彈藥發射方向對準敵機,才有可能將對手擊落。
在這種技術背景下,“高度-速度- 火力”空戰模式成為主流。即飛行員在發現敵機后率先爬升到高空,利用敵機尾后的盲區接近,再通過俯沖獲得很高的速度迅速向敵機開火,在敵機甚至都沒反應過來的情況下結束戰斗。即便攻擊沒能得手,也可也利用速度優勢快速爬升脫離戰斗,再準備進行下一輪“爬升- 俯沖加速- 開火”的循環。這個過程仿佛兩只狗互相追逐撕咬對方的尾巴,所以被形象地直譯為“狗斗”(Dogfight)。
不難看出,在這種空戰模式下,誰的戰機加速能力更好、最大速度更高,誰就能在空戰中占據優勢。于是第二代戰機通過裝備更強大的發動機,擁有了超音速飛行的能力,“高度- 速度- 火力”學說在此階段發揚到了極致。甚至在研發第三代戰斗機時,各國仍然將最大速度作為戰機最重要的指標來看待。
但一些新技術的出現給空戰模式帶來了翻天覆地的改變。
兩項技術改變空戰模式
首先是空空導彈的成熟。盡管最早的空空導彈AIM-9B 早在1956 年就投入了服役,但在早期,空空導彈的性能極差,在大多數情況下只能作為機炮的輔助武器使用,直到20 世紀60 年代中期,導彈技術才真正成熟。
其次,第三代戰機安裝了機載雷達。機載雷達能在較遠的距離上發現敵機,這就使得敵軍很難再使用從高空偷偷接近發起偷襲的戰術。而導彈則可以在鎖定目標后,通過氣動舵面或矢量折流板等控制手段改變自身軌跡,自動追擊目標,導彈的導引頭也具備一定范圍的視場,這使得飛行員只需要大致將機頭對準敵機就能完成鎖定與攻擊。
越南戰爭期間,空對空導彈被第一次大規模應用到戰爭中,代替航炮成為主要的空戰武器。美軍發現,此前“高度- 速度- 火力”學說已經無法適應機載雷達和導彈主宰的天空了。在機載雷達和導彈兩項技術的加持下,具備更高瞬間盤旋能力(也就是靈活性)的戰機,或具備優秀穩定盤旋能力(也就是能保持長時間機動)的戰機,在空戰中就可以更快地使用導彈鎖定敵機擊敗對手。
而前三代戰機由于過分追求極限速度,往往都沒有太強的靈活性,并且其采用的渦噴發動機,也由于耗油率過高、加力飛行時容易過熱,難以在持續的劇烈機動中長時間提供大推力。
在總結了越南戰爭的經驗教訓后,美國飛行員約翰·博伊德創立了強調在持續盤旋機動中保持能量的“能量機動”學說,正式取代了“高度-速度- 火力”學說,成為當時空戰的主流思想。
花式“走位”的空中格斗
在“能量機動”學說的指導下,世界各國在發展第四代戰機時都制定了全新的指標。
例如四代戰機不再追求極限速度,反而更多地要求在跨音速區間持續機動。比如典型的四代機蘇-27 最大速度為2.35 馬赫①,但其卻能在0.8 馬赫下進行持續機動,這是三代戰機所不具備的能力。
為了增加戰機的持續機動能力,四代戰機在動力系統上使用渦扇發動機取代了渦噴發動機;在氣動上,盡可能增大機翼面積,以增強戰機靈活性。在理想狀態下,空戰中的四代戰機在較遠的距離上就能發現敵機,隨后調整航線以占據更好的初始位置。但由于同為四代戰機的對手也能采取同樣的手段,所以雙方到最后往往都會以對頭飛行的狀態發生目視接觸。
因此,對頭接觸便成為最典型的空中格斗情景。對頭接觸發生時,雙方會先使用機炮試圖擊落對方,但由于兩架戰機的相對速度很快——甚至超過兩倍音速,沒有多少時間可以用來瞄準,所以成功的概率并不高。
隨后,雙方就會發生對頭交匯,并選擇進入雙環空戰或者是單環空戰②。贏得了單環或雙環的一方,就能咬住對手6 點,進入優勢的咬尾狀態,如果一切順利,那么他就能使用導彈鎖定對手贏下空戰。但被咬尾的一方也不會坐以待斃,為了避免被鎖定,他們會使用滾筒機動或剪刀機動規避,再瞅準時機通過破S 機動改變態勢,反過來咬住對手的6 點,或更大膽一些使用眼鏡蛇機動、鐘擺機動等動作。
四代機間的空戰就是這樣的復雜與刺激,相較于更多依賴通過高空俯沖偷襲的前幾代飛機,現代的空中格斗就像是發生在空中的舞蹈。
① 馬赫
一般用于飛機、火箭等航空航天飛行器,是飛行速度與音速的比值。當馬赫數大于1 時表示飛行速度比音速快,小于1 則表示比音速慢。因奧地利物理學家恩斯特·馬赫首先提出這個概念,所以用他的名字命名。
② 單環空戰
就是兩架戰機在交匯后向同一側轉向,兩架飛機的軌跡最終會形成一個環。在單環空戰中,轉彎半徑較小的一方會取得勝利。而雙環空戰則是兩架戰機在交匯后向不同的方向轉向,軌跡最終形成兩個環。在雙環空戰中,轉彎角速度高的一方會取得勝利。
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在空戰中,飛行員用“點鐘方位”來表示自己與敵機的方位。他們把飛機當作表盤的中央,機頭為12 點,機尾為6 點,而“咬對手6 點”就意味著從正后方追擊。
百里之外的超視距空戰
四代機面世后不久,機載雷達等探測系統的性能也獲得了很大提升,平板縫隙掃描雷達、相控陣雷達紛紛問世,戰斗機發現敵機的距離被提升到了幾十公里甚至上百公里。
于是,在先進雷達引導下使用中遠程導彈進行超視距空戰成為可能,俗稱“(肉眼)看不見就打”,這是空戰模式的又一次巨大革命。大量超視距空對空導彈如美軍的AIM-120、俄羅斯的R-77、中國的霹靂-12被開發了出來。這些典型的中距空空導彈最大射程都能達到120公里左右,而不可逃逸射程則視情況不同能達到30~40公里左右。
不可逃逸射程,就是導彈鎖定后敵機難以通過機動規避的射程,這個指標除了取決于導彈自身性能外,還受到發射導彈時戰機的高度和速度影響,通常情況下戰機發射導彈時的高度和速度越高,所發射導彈的不可逃逸射程就越大,在超視距空戰中就能獲得優勢。因此在進行超視距空戰時,飛行員必須做到更早發現敵機,瞅準時機加速并爬升,發射導彈后迅速降低高度。
超視距空戰對近距離空中格斗形成了所謂的“降維打擊”,因為如果飛行員能在超視距空戰中擊落對手,就沒有必要進入近距離格斗。各國為了在超視距空戰中取得優勢,又開發了不易被雷達探測到的第五代隱身戰機,如美軍的F-22,而我國的五代機殲-20也在2011年完成了首飛,并在2017 年服役。
回望歷史,空戰模式在技術的不斷迭代下快速發展,而一國的空軍也只有保持銳意進取的勢頭,主動對新戰術新打法進行探索,才能在戰爭中立于不敗之地!