35号对抗——终极四代半破解五代机空权推演

35号对抗——终极四代半破解五代机空权推演

澳大利亚外事、武器和贸易联合委员会模拟了一场2018年进行的空战,240架F-35在和同等数量的苏-35作战时,竟然有210架美机被摧毁。

美国媒体与军方自F-22诞生伊始,就通过各种渠道和平台强调五代机巨大的性能优势与空战霸权。在美方透漏的大多数空战演习结果中,我们确实看到了“猛禽”与F-15相差悬殊的战损比。然而,宣传毕竟还只是“宣传”,它需要真实的空战来验证,而五代机目前相比于四代机“唯一”的劣势恰恰就是没有任何实际空战经验。当一款貌似“过时”的四代战斗机遭遇一款典型五代机时,胜负果真没有任何悬念吗?恐怕并非如此!在前文中,我们已看到德国空军的“台风”是如何击败F-22的。不过,“台风”使用国全都是美国的盟国,因此两者在实战中相遇的可能性不大。

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35号对抗

下文将要研究的是另外一个存在代差的空战模型。主角分别是号称最强四代半战斗机的俄罗斯苏-35,与美国的五代机F-35。我们暂且将这场纸上演习冠以“35号对抗”的名称。由于苏-35在2020年前很有可能被部署到东北亚,而日本航空自卫队也已经决定采购42架F-35A。因此,从当今国际关系与安全环境来看,“35号对抗”应该比“台风”VS“猛禽”更加贴近现实。

轻型五代PK重型四代半

苏-35按照传统美标属于三代半战斗机,F-35被归入第四代战斗机范畴;俄标的划分方式有所不同,苏-35在俄标中被列入四代++战斗机,F-35则勉强进入第五代阵营。无论如何,在一种简单的标准模型下,F-35被认为是领先苏-35半代到一代的产品。

然而,简单的“一刀切”方式往往最具迷惑性,空权争夺并不等同于“田忌赛马”。

作为一款过渡产品,苏-35的“两面性”需要特别予以关注:一方面,它是第四代重型战斗机苏-27的终极改进版,代表着全球第四代战斗机的最高技术水平与实战能力;另一方面,它又扮演着俄第五代战斗机相关技术实验平台的角色,搭载部分第五代战斗机子系统,接近或初步具备五代战机4S标准中的3项能力——超声速巡航、网络中心战和超机动性。

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F-35A与苏-35性能对比

苏-35与F-35不是一个重量级的对手。作为第四代重型战斗机的巅峰之作,苏-35空重达到18.4吨,最大起飞重量更是高达34.5吨。日本采购的F-35A定位于轻型战斗机,然而为了追求所谓的“海陆空”通用化,F-35A的实际重量已经达到中型战斗机标准。该机空重约13吨,最大起飞重量也足有31.8吨。不过该机重量的增加却被浪费在为通用化而保留的大量死重上。F-35A最大速度只有1.6马赫,作战半径1080千米,两项数据均与苏-35相差甚远。后者的最大飞行速度高达2.4马赫,作战半径超过1500千米。更快的速度与更大的作战半径意味着单架飞机更高的任务效率,对于那些空域广袤的战场而言更是如此。

与F-22不同,F-35是美军通用化、低成本、大批量及高低搭配思路的产物。在美国未来的战斗机体系中,F-35是作为可大量装备的低端五代机存在的。它没能完全达到4S标准,例如F-35的隐身性能要强于苏-35,可又与F-22相差甚远。

F-35不具备真正的超声速巡航能力,甚至连跨声速巡航都很勉强。如前文所述,F-35可以维持1.2马赫速度冲刺241千米,这种冲刺需要先打开加力加速到1.2马赫,然后再关闭加力“缓慢降速”。相比而言,苏-35试飞员谢尔盖·波格丹曾经在发动机功率临界及未开启加力状态下实现了1.3马赫的跨声速巡航。换句话说,苏-35在最大巡航功率时即可突破声障,这意味着其可以更久地维持在超声速区间内,而F-35则需要打开加力才能间歇性实现超声速巡航,每次只有可怜的241千米。

总的来看,由于均采用了高推重比涡扇发动机和相控阵雷达,苏-35和F-35的超视距打击和超机动性基本相当。不过“基本相当”却并非没有差异,两者在超视距空战和近距格斗中可能的实战结果是我们下面将要分析的重点。

反隐身雷达照射隐身战机

相比于苏-27SK甚至更现代化的苏-30MKI,苏-35的航电系统已经不可同日而语。该机的座舱完全实现了玻璃化,内有四个大尺寸彩色液晶显示器。机载航电系统的核心是一款“雪豹”-E混合无源相控阵雷达。为了扩大视场,该雷达仍然维持了一定角度的机械转动机构,这得益于“侧卫”家族庞大的机头尺寸所提供的冗余空间,但这可能

也表明其天线阵面的视场覆盖范围仍有不足。

“雪豹”-E没有采用目前流行的有源相控阵体制。不过该雷达完全继承了苏式截击雷达的传统优势,拥有巨大的天线尺寸和“烧穿”功率。“雪豹”-E在对空模式下可同时跟踪30个目标,并同时对其中8个目标发射主动雷达制导的超视距空空导弹。在攻击过程中,强大的“雪豹”-E允许4个目标的距离超过300千米,这意味着苏-35已具备发射R-37或R-72超远程空空导弹的能力。

“雪豹”-E的最大输出功率为20千瓦,最远可探测到400千米外10000米高空的战斗机级目标(雷达反射截面积3平方米)。更恐怖的是,该雷达对反射截面积仅0.1平方米的隐身目标探测距离也能达到90千米。它同时还是俄罗斯第一款具备综合电子战功能的机载雷达。

苏-35有12个外挂点,最大载弹量8吨。一枚主动雷达制导的R-77M“蝰蛇”超视距空空导弹发射重量约185千克,即便除去用于

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“雪豹”-E雷达搜索目标

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“雪豹”-E雷达宣传片

挂载格斗弹的翼尖挂架,苏-35在执行截击任务时也可以轻松满载10枚“蝰蛇”发起饱和打击。R-77M是R-77中程空空导弹的增程改进型,最大射程拓展至150千米,已达到欧洲“流星”远程空空导弹的标准。该导弹安装有特殊的隔栅尾舵式推力矢量发动机,最大拦截过载超过12g。考虑到人体生理极限,有人战斗机无论怎么先进,其最大机动过载也基本不会超过10g。R-77M的机动过载冗余量较大,这使其即便在最大射程边际仍具有较高的猎杀概率。目前该导弹已经少量装备俄军,其外销机型配套出口的可能性极大。

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R-77M最大射程达150千米,装有隔栅尾舵式推力矢量发动机,其装备的9B-1103M单脉冲主动雷达导引头可发现25千米外的RCS为5平方米的目标

凭借强大的电子工业实力,美系战斗机的座舱与航电系统一向领先于俄系战机。被贴上第五代标签的F-35更是其中的佼佼者,然而美军为该机的定位是主要承担对地对海打击任务,且要求尽量控制成本。因此F-35的AN/APG-81雷达虽然采用了先进的有源相控阵体制,但天线尺寸太小,功能又侧重于俯视探测与火控,因此对战斗机级别目标的最大探测距离只有180千米左右。

不过这已足够,美国与其盟国均没有类似R-37那样的400千米级超远程空空导弹,AIM-120D理论上的最大动力射程达200千米,实际拦截射程不会超过150千米。160至180千米的火控距离完全可以制导F-35在2020年前使用的所有主动雷达中距弹。考虑到俄罗斯不太可能将超远程空空导弹外销他国,因此F-35在与外销型苏-35对抗时遭遇不对称打击的几率极低。

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AN/APG一81雷达

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苏-35的“雪豹”-E无源相控阵雷达性能

日本F-35未来挂载的超视距空空导弹有两种选择,一是美制AIM-120D,二是购买国产的主动雷达中距弹。日本曾经引进过少量的AIM-120B用于训练测试,后来就再没有引进过任何型号的“阿姆拉姆”,转而全力研制国产AAM-4和AAM-4B主动雷达空空导弹。AAM-4今天已经非常落伍。AAM-4B的改进主要着眼于两方面:一是在世界主动雷达空空导弹中首先采用了有源相控阵导引头,这使其自导引距离比AAM-4增加了40%,然而据日本防卫省自己承认,被拓展了40%自导引距离的AAM-4B,其主动段攻击射程也仅仅与R-77M相当,可想而知AAM-4的性能差到了何种程度;AAM-4B的第二项重大改进是射程提高到120千米,与AIM-120C相当,但比R-77M还是差了一些。

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AAM-4B的正式名称是99式,它是世界上第一型装备有源相控阵雷达导引头的空空导弹

AN/APG-81的多目标拦截能力毋庸置疑,然而其性能却很难充分发挥。F-35相比苏-35的最大优势是隐身,因此该机在执行拦截或空优任务时一般不会外挂武器、副油箱或任务吊舱。F-35的内置弹舱最多可以挂载4枚超视距空空导弹,如果是大机群作战,这4枚导弹很可能在一次齐射中就打光了。而如果外挂导弹,它在苏-35面前又将失去隐身优势。

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距离120千米,空战爆发

真实的空战不是技术数据的简单对比,苏-35性能的确强大,但F-35的隐身优势也很明显。当两者突然遭遇,一场超视距空战又将如何上演?

可能让很多人意外,虽然“雪豹”-E的探测距离比AN/APG-81远很多,但在战场上驾驶F-35的飞行员却能够更早发现苏-35。后者是典型的非隐身目标,且机体尺寸巨大,F-35飞行员在180千米距离上即可发现对手。“雪豹”-E雷达对RCS为0.1平方米的全隐身目标正面的发现距离为90千米,F-35A无外挂RCS为0.5平方米,显然还达不到全隐身战机的标准。我们可以大致推算苏-35能够在120千米左右的距离发现F-35并提供火控级数据。

可能有人会指出,除非AN/APG-81不开机,否则苏-35同样可以在相同距离里捕捉到F-35的雷达信号。这里需要特别说明的是,AN/APG-81虽然探测性能比F-22的AN/APG-77差一些,但完全继承了后者的低可探测功能——即根据目标情况智能控制并“稀释”雷达发射能量,从而降低暴露自身电磁信号的几率。

不过,当AN/APG-81比对手更早发现并锁定目标时,日本飞行员却仍无法发起攻击——AAM-4B射程只有120千米。与日本飞行员导弹射程不够的苦恼正好相反,苏-35飞行员面临的问题是探测距离不足——F-35进入R-77M的150千米攻击范围没有任何意义,苏-35此时甚至还不知道对手的存在。

双方迅速接近,直到进入120千米距离内,空战才真正爆发。F-35有备而来,日本飞行员迅速按下了AAM-4B导弹发射按钮,苏-35同时发现了对手,雷达快速锁定后齐射两枚(对单目标)以上的R-77M。两种导弹的主动雷达导引射程基本相同,不过苏-35的速度优势开始发挥作用,无论是在跨声速巡航状态下,还是加力状态下发射导弹,苏-35都能够赋予R-77M更高的攻击初速,这意味着导弹达到相同的主动雷达导引范围所需时间更短,苏-35可以更早地脱离危险极大的指令修正阶段开加力逃逸,日本飞行员做出相同决定的时间会晚几秒,考虑到R-77M更高的末端杀伤概率,这几秒的差距很可能就是致命的。

图示(https://www.daowen.com)

日本空自岐阜基地展示AAM-4B

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F-35与苏-35的超视距对抗

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近距格斗苏-35完胜

历史经验证明,超视距空战永远不可能彻底解决问题,在持续的大机群空战中更是如此。即便是先进的第五代战斗机,同样需要为“拼刺刀”做好准备。

如果日本的F-35在2017年前与苏-35狭路相逢,则苏-35无疑会在一场近距格斗中打得F-35满地找牙。原因很简单——此时刚装备部队的F-35根本没有发射近距格斗导弹的能力,只能用机炮还击。

这简直就是个笑话!

日本作为非JSF项目伙伴国,以FMS(对外军售,不是军援)的渠道购买F-35。美国为了保证对项目参与国的优先供应,日本的首批F-35被拖到了整个JSF生产计划的第LRIP8批次。首批4架由洛马生产组装,预计于2016年交付。比拖延交付更致命的是,日本拿到的F-35最初只会装备Block3I火控软件,具备完整作战能力的Block3F软件最快也要到2017年8月才能交付。Block3I软件只具备基本的近距空中支援和空对空能力。所能使用的武器包括AIM-120C中距空空导弹,以及GBU-32/31、GBU-12等精确制导炸弹,全部为内置弹药。可见确实不包括AIM-9X近距格斗弹,这也就是为什么美国方面建议日本先把这几架F-35A放在美国和其他各国一起训练,待到2019年再返回日本的原因。

当然,日本也可以为F-35装备国产的AAM-5空空导弹,恐怕这也会是日本F-35A的最终选择。这又牵扯到从美国获取火控软件源代码的问题,等到美国愿意公开软件源代码,且日本完成了F-35与AAM-5的系统整合的时候,估计最快也要到2020年了。

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2013年巴黎航展上,苏-35进行眼镜蛇机动的连续影像

苏-35的空中机动性能在历次航展上轰动全球。作为一款重型战斗机,苏-35凭借完美的气动设计继承了“侧卫”家族已臻巅峰的水平机动性能。在换装推力更强,且带矢量喷口的117S发动机后,该机又显著改善了苏-27系列过去相对不足的垂直机动能力。从各种公开的飞行表演即可看出,该机可以完成许多不可思议的机动动作。117S发动机加力推力提升至142千牛,推重比达9.1。发动机性能的提升赋予了苏-35接近第五代战斗机的超机动性。

由于隐身需要,F-35A的气动外形略显笨拙,不过一颗强有力的心脏多少弥补了气动设计的先天缺陷。F-135堪称有史以来推力最强劲的军用涡扇发动机,仅从数据表现上来看,它甚至比装备F-22的F-119发动机更强大。F-135加力推力达191.3千牛,推重比达10.5,综合性能显然超越117S不少。

然而,装备这款发动机的F-35的飞行性能却并不比F-22甚至苏-35更好。

F-35A的最大起飞重量只比苏-35轻了不到3吨,要知道,与F-22和苏-35不同,它是一款单发战斗机。即便F-135推力超群,一台发动机对于F-35这样一个严重超重的大家伙来说也有些力不从心了,这也是F-35只能飞到1.6马赫的主要原因。

仅从飞行平台来看,无论是在高速还是中低速领域,苏-35的机动性都比F-35强。由于可以维持更长时间的跨声速巡航,苏-35在空战中的速度优势十分明显,这使其更容易占领攻击阵位并从容选择进入或退出战斗的时机。

当然,战斗机的近距格斗能力不仅取决于飞行平台,空空导弹和火控系统有时候会更直接影响到战斗结果。

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AAM-5(翼尖挂架)的正式名称是04式,它采用红外制导,目前可与F-15J/DJ和F-2匹配

AAM-5空空导弹是日本研制的第一代全向格斗弹,目前已经少量试装备部队。该导弹的最大射程达35千米,最大速度为3马赫,综合性能与AIM-9X相当,配合为F-35专门研制的头盔瞄准具,日本飞行员可以从容应对视距内的全向空中威胁。俄罗斯目前研制的最新型近距空空导弹是R-74ME,到2020年时该导弹应该已经服役并装备苏-35。R-74ME的具体性能不详,据推测最大射程达40千米。再考虑R-73M2已可实现越肩后向攻击的惊人离轴发射能力,可以推测R-74ME的综合水平应在AAM-5之上。另外,俄罗斯拥有全世界最成熟的头盔瞄准具,具有丰富的使用经验,驾驶苏-35的飞行员在R-74ME空空导弹和头盔瞄准具的配合下,可以充分发挥飞行平台本身的机动性优势,在进行杂技般飞行动作的瞬间实现头盔瞄准具锁定目标并发射导弹,大部分情况下根本不需要理会敌方战机与本机的相对位置。

日本无奈“伪五代机”

从上面的分析可以看出,貌似领先半代的F-35无论是超视距空战还是近距格斗其实都不占优势,甚至略处下风。可能有人会指出F-35引以为傲的综合电子战系统(IEWS)没有被列入分析要素。这里需要指出的是,苏-35的电子对抗性能同样卓越,“雪豹”-E与AN/APG-81一样拥有电子战功能,且这款雷达具备强大的“烧穿”能力。我们还不应忽视俄系战机一直拥有全球领先的光电探测系统(IRST),即便雷达无法工作,该系统也能让苏-35感知对手的存在,最新型号的俄产IRST甚至已经可以为战斗机提供火控级探测数据,既可作为雷达备份,也可避免雷达开机从而暴露自身电磁信号。

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苏-35装备的OLS-35光电探测系统,它可同时跟踪4个不同波段的红外信号(目标),最大探测距离达90千米

我们同时注意到一些国外机构的模拟空战研究也得出了基本相同的结论。

作为F-35项目参与国,澳大利亚《堪培拉时报》于2013年初披露,澳大利亚外事、武器和贸易联合委员会模拟了一场美国F-35和俄罗斯苏-35战斗机在2018年进行的空战,240架F-35在和同等数量的苏-35的战斗中,竟然有210架被摧毁。而在240架F-22和同等数量的苏-35的模拟空战中,只有139架被击落。该报告没有说明苏-35被击坠的数量,不过即便240架苏-35全毁,贵为五代的F-35也只取得了接近1比1的战损比。

客观来说,虽然现在F-35项目遭遇种种挫折和唱衰的声音,但在美军体系内该机还是可以发挥应有作用的。F-35在设计时的任务定位就侧重对地与对海打击,截击与空优作战主要由F-22负责。该机空重比苏-35轻了约5吨,两者的载弹量却基本相同——在一场空优作战中根本就不需要这么大的载弹量。苏-35同样被定位于多功能战斗机,由于机体平台来自苏-27,优秀的空战基因被继承下来并得到强化,同时也只有在这样的重型平台上才可能真正做到无需妥协的空战与对地打击兼顾。

日本航空自卫队与美国空军的情况完全不同。日本多次询购F-22被拒,正当其准备独立研制“心神”时,美国突然表态要求日本采购F-35,日方虽不情愿,迫于美国强大的政治压力也只好就范。42架该型机显然不可能替代现有的200多架F-15J,因此日方将这批飞机的换装目标锁定为F-4J。

这明显是自欺欺人,日本没有“猛禽”,F-15J早已陈旧不堪,未来航空自卫队真正有实力与对手抗衡的机型只有F-35A。区区42架F-35A不仅要争夺制空权,还要负责对地对海打击,所面临的巨大压力可想而知。

军情链接

中国引进苏-35媒体备忘录

苏-35从诞生之初就一直与中国“绯闻”不断,早在2008年珠海航展期间,中国多位空军将领参观过苏霍伊公司展台,并对苏-35的技战术性能给予高度评价。

2012年2月,俄联邦军事技术合作局副局长对外宣称:前一年(2011年)中方曾表示希望购买一定数量的苏-35战斗机与S-400防空导弹系统。

2013年2月20日,俄罗斯国际文传电讯社报道称,俄军事技术合作局副局长维亚切斯拉夫・济尔卡恩表示,俄罗斯与中国在当年1月已签署向中国提供苏-35的政府间协议。济尔卡恩特别强调,协议内容不包括生产许可证,而是供应合同。

2013年3月6日,俄罗斯《生意人报》称,俄中即将签署近10年来最大规模的武器采购合同,总价值高达40亿美元。其中最核心的内容就是向中国出口48架苏-35。此消息一出即受到全球高度关注,并引发中国网民热议与争论。

2013年3月22日,中国国家主席习近平访俄。在习主席结束访问的3月24日,中国中央电视台在多档新闻节目中以引述俄媒报道的方式高调披露,中俄已经就中方引进24架苏-35战斗机和4艘拉达级潜艇达成协议。

2013年6月5日,俄罗斯军工新闻网报道称,中国代表团已经抵达莫斯科,与俄方就购买苏-35进行商谈,苏-35在5日当天还为中国客人做了展示飞行。该报道援引消息人士的话称:“俄方参加谈判的包括俄罗斯国防进出口公司、联合飞机制造公司和苏霍伊航空集团的代表。”在谈到可能向中国出口多少架苏-35时,该消息人士表示:“像苏-35这样先进的战机,我们不会向国外只出售少量成品。”俄国际文传电讯社则透漏:“在私下交谈中,中国人认为世界上目前最好的战斗机还是苏-35,购置这种飞机能显著提高中国空军的战斗力。”该报道还指出这次展示飞行是在合同框架内进行的,向中国提供苏-35的政治决定已经做出,目前正在就合同付款条件做具体研究。

2013年6月22日,从俄罗斯之声电台网站又传出了一条更加惊人的消息:中俄两国在巴黎航展期间已达成约100架苏-35出口协议。

然而进入2014年后,这笔似乎早已板上钉钉的战斗机出口合同似乎又出现新的变数。

据《北京晚报》8月15日报道,该报记者在俄罗斯第三届武器装备展现场对俄国防进出口公司总裁安纳托利·伊赛金进行了采访,伊赛金表示:俄中苏-35系列战机的合同谈判已接近尾声,这是一项极为复杂的谈判,包含了苏-35配套的发动机、火控系统、外挂武器和机载雷达等。这等于承认了中俄双方其实尚未签署正式出口合同,且谈判过程比较艰难。

2014年9月4日,正在中国进行访问的俄罗斯技术集团总经理谢尔盖·切梅佐夫也在北京对记者表示:“我知道谈判正在进行中,目前还未签署合同。”

2014年11月,在第十届珠海航展上,苏-35首次在中国做了精彩的飞行表演。

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2014年第十届珠海航展上的苏-35