B-21研究報告解讀(一) 從“B”到“MQ” ——B-21的角色轉變

注:本文的引用內容來自:美國空軍The Mitchell Institute forAerospace Studies名為BEYOND THE “BOMBER”的公開研究報告。其全文在Northropgrumman公司官網放出。

B-21研究報告解讀(一) 從“B”到“MQ” ——B-21的角色轉變

一. 項目背景介紹:

B-21“突襲者”(英語:B-21 Raider)或(英文舊稱:Long Range StrikeBomber,LRS-B;中文:遠程打擊轟炸機)是美國空軍研發中的遠程轟炸機,用於取代美軍現役的B-52和B-1。該項目原本定位於中型作戰飛機,與B-2的接任者形成搭配。但是根據未公開的原因,該項目於2014年前後與B-2的接任者開發項目(NGB,Next Generation Bomber)合併,形成了現在的LRSB項目。

該機預計將於2021年首飛。根據美國空軍“快速能力”辦公室項目主管Randall Walden介紹,在2019年10月,目前已經有一號飛機作為測試用。

該機初始研發費用為235億美元,並於2020財年追加30億美元。但在美國空軍的與集中,其單機價格控制在於寬體商用客機的價格相當。(A380價值4.3億美元,A350價值3.2億美元,B787 3.2億美元,綜合估計,B21單價應在3.5億美元左右,不會超過5億美元)


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二. B-21的任務目標:

根據的系統工程的項目流程,要分析B-21的技術特點,需要從其使用的場景的與需求開始。該報告中就通過總結了美軍現有的轟炸機任務得到B-21未來的任務目標。美軍轟炸機現有任務包括:

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歸納總結後,B-21未來的任務模式都可以包括進三種:

- 對關鍵行動目標的直接打擊,要求平臺能夠應對地方防空單位,選擇突破或擊破;

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- 對抗敵方A2/AD並深入穿透,主要指依靠自身能力進行,主要依託於大航程、搭載和與高生存能力,要求平臺能夠自主偵察、決策並對敵方A2/AD進行穿透;

- 聯合對抗A2/AD,主要指依靠其它空基、海基單位進行聯合作戰的行動模式,要求平臺綜合傳感探測、通信指揮等能力,發揮前線組網能力。

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其中針對“聯合對抗A2/AD “特別指出,B-21將具有鏈接戰場內的其它節點,構建”作戰雲“的能力。“作戰雲”指一種(在整個作戰項目生命週期或者“OODA“內)可以自組織、自恢復的系統。而這一能力,正是依託於B-21將擁有的強大機載計算機系統。

而無論其中哪種作戰模式,都要求B-21從Bomber轉換為“sensor-shooter“。

三. B-21任務能力分析

完成B-21的使用模式(Operational Concept)分析後,該報告繼續針對B-21的幾個核心能力進行展開。

“The criticalattributes of the new bomber are long range, large payload, high survivability,and versatility”

——BEYOND THE “BOMBER”


其中的遠程、大載荷與高生存能力的特點就不多提了,後續會有詳細的分析。其中最引人注意的是“versatility”能力。其定義原文引用如下:

Versatility allows for adaption to new developments, including new threats; forincorporating new technology, such as directed energy weapons, application of effects in the cyber domain, advances in electronic warfare, andkinetic weapons; and for accommodating expanding computer processing power andthe sensor and shooter capabilities associated with that expansion.”

這段話中有幾個關鍵信息點:

  1. 這段信息中涉及了美軍未來機載武器的發展方向:定向能武器、信息效能武器、電子戰武器、動能武器;
  2. 另外,還明確的提出B-21的機載計算機能夠靈活擴展計算能力、傳感探測能力與打擊能力。

其中第二點,也就是該報告的核心內容,即美國空軍對未來作戰飛機的定位將從傳統的“B“-Bomber、”F“-Fighter,轉變為”MQ“的多平臺可靈活重構的”雲“,正是對B-21的第三種作戰模式,聯合對抗A2/AD進行的響應。

文中提到,在過去的飛機設計過程中,往往需要耗費大量的精力進行妥協,在成本、構型、載荷與外形上進行平衡。而B-21的任務特點就是要求其具有能夠根據任務採用新構型的能力。因此,在B-21的設計過程中,“擴展性”作為其一個核心特徵貫穿其其中,也可以說B-21的設計思路與以往既有的飛機已經完全不同。

四. 總結

由該報告可見,“sensor-shooter”這一概念的提出,美軍的思路既是順理成章也是有跡可循的。

首先根據未來作戰任務與武器平臺單價逐步增高的特點,即使是財大氣粗的美軍也承受不起“專精選手”的開支,其證據不勝枚舉,從F-22的停產,F-35的定位到前文提到的“NGB”的項目取消(或者說“合併”)。通過這些行為,可以看出美國空軍相比F-22這類的少而精的昂貴平臺,正逐漸轉移興趣到F-35、無人機等相對廉價、而注意“聯合作戰”概念的平臺。這可以說是“sensor-shooter”、“combat cloud”概念提出的背景。


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在技術支持方面,IMA技術的發展也為靈活、可配置的任務平臺奠定了基礎。隨著IMA技術的發展,通過模塊化的計算平臺、網絡組件與定製化軟件,當未來飛機的任務使命發生變化時,既不需要重複一遍相應的設計開發流程,也不再需要對各功能計算機的“使能系統“(如供電、冷卻等)進行重新設計。更換適配模塊,調整系統配置足以保證飛機快速具備作戰能力。另一方面,IMA帶來的是巨大成本優勢。通過標準化設計製造的計算機系統,可以保證在同一型號甚至不同型號間串用。相較以往的專用計算機,如此產生的IMA模塊即使不能達到家用PC的價格,其價格也是跳水的幅度。其次,標準化的模塊還可以保證對舊飛機的升級與提升,降低升級成本。另外,標準化的計算模塊,對用戶的備件維護也將是一大福音。

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因此,可以說”sensor-shooter“概念的提出不過是美國空軍一方面調整自身需求,一方面順應技術發展而得到的結果了。


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