無人機戰鬥機、高超聲速導彈、人工智能、激光、電子戰以及分佈在飛機機身上的傳感器，這些都是目前美國空軍正在探索的技術領域。按照美國空軍的設想，這些技術有可能集中出現在未來10年至20年誕生的第6代戰鬥機原型機上。
雖然這項被稱為“下一代空中霸主”（NGAD）的未來戰鬥機計劃多年來基本上都是以概念的形式存在，但美國空軍官員表示，目前的技術演示已經讓概念變得日漸明確。“我們已經完成了對備選方案的分析”，美國空軍空戰司令部司令詹姆斯·霍姆斯對媒體說，“相關硬件和軟件的試驗正在進行，這將有助於我們在未來對於空中力量的控制和利用。”美國空軍採購主管威廉·羅珀表示，該計劃得以順利推進是由於部分採用了全新的數字工程（Digital Engineering）技術。它讓開發人員在無須製造所有組件的情況下就能完成對戰鬥機結構和材料的技術評估，因此大大提升了工作效率。“新技術帶來的回報要遠遠大於風險，”羅珀進一步解釋道，由於嘗試了新的工程方法，原型機的建造時間無疑會大大縮短，這意味著一旦第6代戰鬥機進入實質性的研發環節，其進度有可能會超出人們的預期。
NGAD計劃的歷史可以追溯到美國空軍的“空中優勢2030”計劃。霍姆斯解釋說，這項計劃先後研究了超過650種關於第6代戰鬥的不同構想，然後逐步簡化合併到最終的幾種。諾斯羅普·格魯曼公司、洛克希德·馬丁公司的臭鼬工廠和波音公司的鬼怪工廠是美國目前為數不多的幾個正在研發第6代戰鬥機的單位，這些航空製造企業也希望其所掌握的技術能夠與美國空軍的對於未來戰鬥機的願景保持一致。目前，美國軍方並沒有打消任何一家企業的積極性，羅珀表示，未來三家公司都有機會建造美國空軍的下一代戰術飛機。
隱身依然是下一代戰鬥機的焦點技術。全新的雷達吸收塗層材料、改進的紅外特徵抑制器和創新的雷達波規避技術為隱身戰鬥機的發展提供了新的思路。美國空軍未來的B-21隱身轟炸機將在2025年前後出現，其採用的全新隱身技術無疑為第6代戰鬥機提供了最好的借鑑。北約科學和技術委員會在2013年發表的一篇文章中還討論瞭如何減小戰鬥機蒙皮紅外特徵的方法。這份題為《戰鬥機的未來：邁向第6代戰鬥機》的文章中寫道，可以通過設置的蒙皮下方的溫度控制器對飛機蒙皮進行加熱或冷卻，使其與周圍的大氣溫度完美匹配，從而讓敵方的紅外探測設備幾乎無法探測。
雖然高超聲速載人飛行器的概念仍被認為是遙不可及的，但高超聲速導彈以及高超聲速無人機正在向實戰化狀態邁進，這極大地影響了美國空軍對於未來空戰的預期。毫無疑問，如果第6代戰鬥機能夠發射高超聲速導彈，其對敵方的威脅將會大大增強。一方面，高超聲速導彈縮短了敵方目標的反應時間；另一方面，也能讓己方戰鬥機在完成攻擊後迅速脫離，避免了可能遭受的反擊。
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