2019年10月24日, 为了支持《空军科学与技术2030战略》中列出的5大战略能力, 美国空军研究实验室首次提到了战斗机的空中装弹能力……
从空中加油到空中装弹
目前, 空中加油已经是奉行攻势作战的现代化空军不可缺少的一项战略能力。它延长了军机的作战半径、滞空时间, 让一些仅装备了战斗机的中小国家也有了远程奔袭的资本。
对于大国空军而言, 空中加油还可以让军机部分脱离陆地基地的勤务保障, 使得军机可以脱离对目标明显的陆地基地的依赖, 可以分散部署在广阔地域上的简易机场, 从而可以避免被对手的导弹雨“一锅端”。
不过, 空中加油只是使得军机的“腿”更长,但对于军机中的战斗机而言, 作战半径、滞空时间的延长并不等于火力的等比例提升。虽说有了空中加油机的勤务保障, 战斗机确实可以少带甚至不带副油箱, 从而可以适当增加载弹量, 但这种增量肯定是十分有限的。
我们应该看到, 现代四代机平均有7-11个主挂架, 五代机平均4-8个内置挂架, 所提供的挂弹空间还是十分有限的, 挂了空空导弹, 就不能挂空地导弹, 这就限制了战斗机单次出勤只能执行单一任务, 即便是像F-15E、苏-30这样的多用途战斗机也不会好多少。
在实战中, 战斗机武器弹药通常单次出勤就使用完了, 远不像坦克的主炮、军舰的导弹发射系统通常备弹几十甚至上百枚, 连续作战几天甚至几十天都不在话下。
在1941年日军袭击珍珠港行动中, 正是因为水平轰炸机、俯冲轰炸机、鱼雷攻击机的载弹量有限, 必须返回航母重新装弹, 才不得不发动两次攻击波, 而那两次攻击波之间的间隔也让美军可以组织起军舰损管、人员疏散、战斗机升空反击。
最终, 日军并未组织第三攻击波, 才让美军珍珠港的ー些主カ舰并未完全被炸毁, 陆上的维修工程、油库等基础设施也基本完好。
因此, 保证战斗机火力的持续性是非常重要的, 即要在出勤率无法大幅提高的前提下打击更多目标。近20年在阿富汗、伊拉克等中东地区的局部战争中, 美军更加体会到战斗机火力持续的重要性。当时, 中东战区的美军飞行员经常反映, 他们在单次出勤中打光了所有弹药, 但地面部队还指示出更多目标, 怎奈战斗机已“弹尽”, 只能靠低空掠飞敌人头顶来吓唬对方。
除了解决战斗机在打击大量目标与有限载弾量之间的断层, 空中装弹的另一个意义是可以让战斗机更少依赖甚至完全不依赖大型空军基地, 更有利于美国军方倡导的分布式战法。即便大型基地被敌方炸毁, 战斗机依然可以通过空中加油、空中装弹持续作战, 飞行员发现武器弹药快消耗完了, 就可进行再次装弹, 然后再次投入二次作战, 而不用返回基地补充弹药, 省去了战时大量的人力、物力和财力消耗。
那么,怎么解决战斗机在实战中尤其是大规模战事中武器弹药消耗快, 返回基地重新装弹又极可能延误战机的问题呢?
美国曾想过将B-52改装为可以装载大量远程空空导弹的武库机, 但在其他国家也相继装备远程空空导弹的前提下, 武库机的战场生存能力大大下降
其实, 美国军方已经在研究论证一些新技术、新方式。比如: 美国空军就对重启武库机的概念很感兴趣, 冷战中曾有在B-1A基础上改装B-1R的计划, 使后者可携带24枚超视距空空导弹, 变身为超级空战轰炸机。
这种概念初看上去不错, 但却也存在很大问题。
首先, 是其战场生存力问题。即便美国正在研制的AIM-260超远程空空导弹, 据称射程超过200千米, 应该也很难保证中俄两国用霹雳-XX、KS-172等类似的超远程空空导弹“以其人之道,还治其人之身”。若美国以B-52、B-1B、C-130等非隐身机作为武库机的改装平台, 其战场生存力可能还不如普通战斗机。
再者, 战斗机执行的任务种类多种多样, 武库机很难满足其需求。战斗机在一次出勤前,肯定选择好了武器弹药的数量、种类和型号, 武库机虽然弹药基数更大, 但也不太可能将每个种类、型号的武器弹药均衡装载, 因为那样的话, 现在的任何一型大飞机都承受不起。因此, 武库机的实战价值有待检验。
除了武库机概念, 美国海军陆战队还在论证使用机器人给陆基战斗机快速装弹, 以便使海军陆战队航空队的陆基战斗机可以实施分布式作战, 即将重要兵力分散于印太战区更加广阔海域上的小岛上, 而不再像过去那样过分依赖日本、关岛上的少数大型空军基地、海军航空站等。这与美国空军的“快速猛禽”、美国海军的“分布式杀伤力”等战法基本是一个套路, 即“鸡蛋不要放在一个篮子里”。
不过, 即便使用机器人还是要在陆地机场, 这无疑还会增加陆地勤务保障部的压力。
空中装弹的技术问题
空中加油是通过加油机的一套对接输油设备向另一架飞机的油箱输送航空燃油, 一般都是加油机飞在受油机的前方, 使用机尾的硬式加油探杆, 或机翼两侧的软式加油吊舱, 向后方的受油机加油。并且前方加油机的飞行高度要明显比受油机高一些, 它们的相对位置基本是相对固定的。
但要将固体货物从一架飞机传送到另一架飞机就要难许多, 装弾机和受弹机的相对位置难以参照现有的空中加油模式。这是因为一般战斗机不管是外挂架还是内置弹舱, 其武器弹药基本位于战斗机机身或机翼的下方。种种分析表明, 空中装弹作业中, 装弹机几乎只能飞行在受弹机的下方, 而一旦装弹作业出现失误, 弹药在重力作用下很可能会砸中飞行在受弾机下方的装弹机。
再者, 空中装弹作业中, 装弹机上的机械臂末端的“触手"要能满足不同型号战斗机挂架的装弹作业需求。因此装弹机械“触手”也必须要和不同型号战斗机挂架的接口标准化、通用化, 也就是既能装大弹药, 也能装小弹药; 既能装滑轨式挂架, 也能装弹射式挂架, 还要能装内置弹舱挂架。
除了要给战斗机装炸弹、导弹, 炮弹恐怕也是不可少的弹种, 尤其对于A-10这样的专用对地攻击机来说。 在对地面装甲目标攻击中, A-10机头装的GAU-8型30毫米7管机炮是个狠角色, 最大射速4200发/分钟, 但备弹量最多只有1350发, 也就是说这门炮以最高射速连续打上20秒基本就“哑”了。若能在空中完成A-10机炮的再装填, 那么其杀伤力将提升数倍。
另外, 有人机对有人机进行空中装弹作业中的效率恐怕会很低。我们再以A-10攻击机为例, 该机有11个外挂架, 通常翼下的8个挂架都用来挂武器弹药, 其余3个则用来挂副油箱和光学目标指示吊舱。
若要以有人机来依次对A-10的8个挂架进行装弹, 装弹操作手的工作量是相当大的, 若一天对 100架次以上A-10进行空中装弹作业, 巨大的工作量就极有可能让装弹操作手出现失误, 而一个失误就可能是致命的。
空中装弹的解决方案
虽然以有人机作为空中装弹机平台的实用性不高, 但无人机却是一个很好的平台。与有人机相比, 无人机+人工智能进行空中装弹作业的技术难度就会小很多。
首先, 人工智能会对受弹机所需弹药种类、型号发出指令, 让装弹无人机携带预定的弹药升空。或者将装弹无人机分为若干群组,每个群组负责一个武器弹药型号的补给; 再者, 无人机即便在空中装弹作业中出现操作失误, 也不会损失人命。
未来, 无人机或许有潜力成为实施空中装弹的平台
当然, 也不是所有类型的无人机都适合用来执行空中装弹作业。要对战斗机进行空中装弹, 首先速度不能太低, 这就基本排除了单旋翼和多旋翼无人机, 旋翼无人机应该更适合给武装直升机空中装弹, 最后几乎只能选择采用喷气式发动机的大中型无人机。类似“死神"、彩虹-4/5这样的中空长航时无人机是个不错的选择, 这类无人机成本低, 滞空时间普遍超过24小时, 有的接近48小时, 可以长时间给战斗机支援。
“死神”无人机的载弹量1.3吨, 虽比大多数战斗机少不少, 但几架“死神”的弹药支援1架战斗机使用也足够了。更需要指出的是, “死神”无人机的正常起降滑跑距离只有300-500米, 在野战简易跑道就能轻松起降, 这也使得战斗机可以脱离对大型空军基地的依赖程度。
因此, 笔者推测美国空军将装弹无人机融入分布式战法的作战场景应该是, 在西太平洋第一、第二岛链的大型空军基地被炸毁后, 幸存的战斗机群将分散到西太平洋更广阔海域上的岛屿简易跑道上, 由于条件限制, 这些战斗机群将无法享受大型基地所提供的完善地勤支援, 尤其是加油和装弹, 这时装弹无人机则临危受命。
平时, 这些很不起眼的装弹无人机可以像幽灵一样停放在岛屿简易跑道上, 或者拆解后存放在美国军事海运司令部麾下的数十艘运输船上, 其战备能力受到相关部队的维护。
一旦战事爆发, 这些装弹无人机就从岛屿简易跑道起飞, 给周边空域的战斗机进行空中装弹作业。为了方便飞行员区分挂载不同弹药种类的无人机, 这些装弹无人机可能采用不同的无线电应答代码和外部颜色。
至于空中装弹的机械“触手”研发, 笔者以为可以从儿童喜欢的乐高玩具得到一些启发。乐高玩具的灵感来源于积木, 但乐高玩具将所有玩具组件都以最基本的单元构建而成, 完全模块化。而且乐高玩具的组件之间可以任意即插即用, 完全通用化。
基于乐高玩具的设计灵感, 空中装弹机械“触手”也应该采用模块化、通用化设计理念, 即将机械“触手”看成一个乐高玩具组件、将战斗机挂架看成另一个乐高玩具组件。
为此, 有必要对战斗机挂架进行一次重新统一设计, 以便适应空中装弹机械“触手”的模块化和通用化。因此, 完成一次空中装弹可以被看作是完成一次乐高玩具的插拔过程。■
声明：本文摘编自《航空知识》月刊
