性能超强设备(2022年国外主要航空装备技术发展综述)

Posted 2023-05-26

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性能超强设备(2022年国外主要航空装备技术发展综述)

中国航空报讯：2022年，世界主要军事强国持续推进航空科技战略谋划与航空工业体系升级，大力开展适应未来战争需求的航空装备与技术研发，在批量列装先进航空武器装备的同时，积极探索新概念、新技术和新理论应用，谋求占据航空科技制高点、形成新质作战力量，推动作战效能提升。

战略层面

美俄通过不同途径对航空技术发展提供更强支持，美国持续增加国防预算经费，空军部总额与增幅均高居第一；俄罗斯强力推进航空工业巨头战略重组，形成统一协调的拳头机构。

1.美国经费投向投量情况2022年3月，美国国防部向国会提交2023财年预算总体要求草案，总额高达7730亿美元，约占2022年国内生产总值的3.1%，较2022财年获批额度（7423亿美元）增长4.1%，再创新高。其中，空军部预算占2341亿美元，总额、占比和涨幅均高居第一，较2022财年增长6.1%。空军部预算中，空军占1695亿美元，太空军占245亿美元，较2022财年分别增长8.5%和40.8%，另有保密预算401亿美元。2022年12月，美总统签署2023财年《国防授权法》，年度国防预算授权额8579亿美元，较2022财年增长11.7%，再创历史新高。其中，美空军将在2023财年采购44架F-35战斗机，比原申请增加了11架。该法案还为美空军机密项目增加了20亿美元的资金。

2.俄罗斯机构重组情况2022年6月，俄罗斯联合飞机制造集团宣布，旗下的米格公司和苏霍伊公司已完成合并。此次合并是俄联邦政府对联合飞机制造集团改革重组的关键步骤。俄联邦政府期望通过压缩管理层级消除重复管理职能，同时广泛协调资源、扩大生产合作、降低项目成本、加快研制周期，倾力打造为整个俄罗斯航空工业发展提供强大动力的统一机构。

装备层面

2022年，美欧等国家与地区新型战略轰炸机、下一代战斗机研制取得重要进展，美欧俄等第五代战斗机生产和增量升级、第四代战斗机机队整体能力升级持续推进，为2035年及之后形成新研与改进搭配的装备体系奠定基础。

1.美军稳步推进重点项目研发（1）加快现役装备能力升级战斗机方面：1月，美空军寿命周期管理中心和洛马公司宣布，F-22战斗机已完成“增量3.2B”硬件和“更新6”软件升级。其中，“增量3.2B”可使F-22集成AIM-9X第2批次型近距空空导弹、AIM-120D中距空空导弹以及新的电子防护技术、增强的地理定位能力和扩展的“机间飞行数据链”功能；“更新6”软件升级包括“关键互操作性更新”以及对雷达和数据链稳定性的改进。F-22的“增量3.2B”升级于2013年6月启动，2017年8月完成作战试验，是该战斗机的第4个现代化增量升级活动。美空军计划为作战部队的143架F-22实施“增量3.2B”升级，为所有175架该型战斗机实施“更新6”升级。目前，F-22已在实施“能力管道”项目，将在2023年10月前为F-22持续开发、集成并交付软硬件升级技术，如提升导航能力、传感器能力等，以此确保F-22在2030年前牢牢掌握制空作战优势。

2月，美空军宣布将对总计608架F-16第40/50批次型战斗机进行“后续批次集成团队”现代化升级，内容包括换装有源相控阵雷达、加装Link 16数据链、座舱和主任务计算机现代化、升级下一代电子战能力和通信套件、升级中央显示单元和可编程数据发生器等22项。该军种认为，F-16战斗机在网络化、协同作战能力方面与对手存在较大差距。本次升级活动内容众多，着力突出提升杀伤、感知、协同、对抗等能力，可使F-16有效、可靠地应对当前和未来威胁。

7月，美空军首批2架F-15E战斗机开始集成AN/ALQ-250“被／主动告警与生存力系统”。该系统于2015年开始研制，可对敌方雷达实施监测、定位、干扰和欺骗，从而提升F-15系列战斗机在强对抗环境中的生存力。未来该系统将成为F-15EX战斗机的标准配置，F-15E战斗机也将全面换装。

9月，美空军核武器中心批准F-35A战斗机携带B61-12核航弹的初始设计方案，较原定节点提前3个月，F-35A战斗机可进行携带核载荷的改装。F-35A战斗机核作战资质认证工作正在进行，工作完成后，F-35A将成为“核常能力兼备飞机”（DCA），具备穿透性战术核打击能力。

轰炸机方面：6月，美空军1架B-2A隐身轰炸机在托诺帕试验靶场举行的试验中成功投放了1枚B61-12精确制导核航弹试验弹。此次试验中，B-2A使用了专为该机开发的“雷达辅助瞄准系统”，利用B-2A机载雷达的合成孔径等模式获取目标坐标，为GPS制导炸弹装订诸元，从而在GPS降级环境中提升武器制导精度。美空军还对其自行研发的“雷达辅助瞄准系统应用工具”软件进行了飞行试验，该软件能为飞行员提供相关功能提示，还可检测系统是否正常运行。

（2）多个下一代主战平台项目进入研制新阶段

战斗机方面：4月，美海军向国会阐述了其“下一代空中主宰”项目愿景，其中的F/A-XX战斗机将作为有人/无人编组协同作战的组织者和指挥者，进一步扩大舰载机联队作战范围。该机具有更远的航程和更快的飞行速度，可融合主被动传感器技术，并可配装正在研发中的多型远程武器。6月，美空军部长透露，“下一代空中主宰”项目已进入工程研制阶段。随后，波音、洛马和诺格三家公司相继承认已围绕该项目中的有人驾驶战斗机展开竞争。9月，美空军又改口称“下一代空中主宰”项目仍处于设计之中，但仍有信心在2030年前投入生产并形成作战能力。

轰炸机方面：2月，美空军透露，目前已有6架B-21隐身轰炸机处于制造阶段，部分机载软件已使用数字试验手段进行验证，B-21未来将成为穿透性的，可深入“反介入／区域拒止”环境的核常兼备飞机。3月，首架B-21原型机已从诺格公司位于加州帕姆代尔的工厂转入一座新建的载荷校准设施中。该原型机已完成大部分总装，在载荷校准工作结束后还将进行系统供电、发动机起动、液压系统测试的工作，以及低速滑行和高速滑行试验。12月，美空军和诺格公司举行了B-21“空袭者”隐身轰炸机的首架原型机出厂亮相仪式，计划2023年首飞。

支援飞机方面：2月，美空军发布E-3预警机替换计划信息征询书，正式启动新一代预警机选型工作。4月，该军种宣布波音公司研制的E-7A预警机赢得项目竞标，并表示E-7A是唯一满足其关于战术作战管理、指挥控制、动目标指示等能力需求，且可在规定时间内交付的候选机型。6月，美空军进一步明确总采购量为22架，将以波音公司为英国皇家空军生产的同型机为基础进行相应改进升级。美空军希望2023财年授出原型采购合同，2025财年前启动生产，2030财年形成初始作战能力。

保障飞机方面：4月，波音公司举行仪式，正式下线首架生产型T-7A“红鹰”高级教练机。该机也是波音公司计划交付美空军的总计351架T-7A中的第一架。美空军计划使用T-7A、专用模拟器及相关地面设备，全面替换现役的T-38C“禽爪”高级教练机。10月，美空军与国防部国防创新单元、美国航空航天局及工业界合作，正式启动超高效加油／运输机原型设计工作，计划在4年内完成全尺寸翼身融合布局运输／加油机原型试验。与现役加油机和运输机相比，该原型机的气动效率将提高30%，油耗至少降低30%，雷达截面积更小，有效载重、航程和供油量提高，对抗环境下的作战能力增强。

旋翼机方面：4月，美海军陆战队宣布其CH-53K重型运输直升机形成初始作战能力，该机在海拔更高、气温更高的环境中可运输重达12.45吨的载荷飞行约204千米。10月，美空军宣布HH-60W战斗搜救直升机形成初始作战能力，将逐步替换现役的HH-60G战斗搜救直升机，成为该军种的新一代战场人员搜索与救援平台。12月，美陆军宣布选定贝尔德事隆公司V-280“勇士”高速倾转旋翼机作为旋翼机中选机型，并授予总金额2.32亿美元的研制合同，推进其正式进入工程研制阶段，开展后续武器系统、维护保障、系统集成等工作。该机是新一代倾转旋翼机，可满足美陆军对于高速飞行能力的需求，同时在低速灵活性、高速大过载机动性能、燃油效率等方面性能突出。

无人机方面：5月，美空军首次对外公开“合作式作战飞机”项目，计划2024财年开始编列相关预算，可能跳过技术成熟与风险降低阶段，直接进入工程研制阶段，将以“天空博格人”自主技术演示验证活动、“空战进化”智能空战算法等为基础，加快研制进度。美空军还将同步研制配套的任务系统和软件，并将其贯穿自工程研制到部署运用的全过程，从而可更方便地实现升级迭代。

机载武器方面：2月，洛马公司向美空军研究实验室交付了首套“用于下一代紧凑环境的激光进步”机载激光武器原型。洛马公司称，这是其迄今为止制造的尺寸最小（仅为2017年美陆军“鲁棒电激光计划”产品的17%）、重量最轻的高能激光武器系统。5月，美空军在加州南部海岸成功试射了AGM-183A“空射快速响应武器”高超声速助推滑翔导弹。试验中，1架B-52H轰炸机投放了1枚AGM183A，导弹与载机顺利分离后助推器点火并将导弹加速到至少5马赫。该型导弹于7月又完成了第2次助推飞行试验。5月，美空军分别向洛马、诺格和L3哈里斯公司授出合同，进行“防区内攻击武器”项目的初步研制工作，该军种要求各意向企业运用数字工程技术，提供一种未来可快速升级的导弹，打击对手纵深的时敏、辐射和指控目标。同期，美空军研究实验室使用1架F-15E战斗机，投射1枚改进GBU-31精确制导航弹，直接摧毁一艘全尺寸靶船的龙骨，成功将其击沉。该项目名为“快速击沉”，旨在开发一种无动力、高精度、低成本的空射反舰武器。7月，美空、海军完成为期五年的“高功率联合电磁非动能打击”武器试验。该项目是美空军“反电子高功率微波先进导弹项目”的后续，旨在开发能瘫毁对手电子设备的高功率微波技术。8月，美海军接收首批2具生产代表型AN/ALQ-249“下一代干扰机”中频段吊舱，组成了一套完整的舰载配置，将在研制试验完成后启动作战试验。

9月，美空军宣布雷神公司赢得“高超声速攻击巡航导弹”研制合同。该项目是美空军首个吸气式高超声速武器型号，雷神公司将开展设计、鉴定、集成、制造和测试，并交付实弹。10月，美空军在“勇敢之盾”演习中使用MQ-9察打一体无人机发射了1枚AGM-114R-4空面导弹。该弹的射程是基本型“海尔法”的3倍，达24千米，可大幅扩展MQ-9无人机及其他载机的打击范围，提升其强对抗环境中的生存力。

2.欧亚航空强国紧锣密鼓研制新型航空武器装备

战斗机方面：3月，印度斯坦航空公司宣布与印度国防部国防研究与发展组织合作，开始制造“下一代技术演示验证机”，为“先进中型战斗机”开展技术演示验证。后者被定位为25吨级的双发隐身战斗机。首架验证机预计2024年出厂、2025年首飞，印度空军计划2031年投产Mk1型，采购40架；2035年投产Mk2型，采购100架。5月，日本防卫省官员表示，英日两国年底前可就联合研制F-X战斗机一事形成正式协议。防卫省将对相关计划进行相应调整，仍以三菱重工为主，但主要参研外国企业改为英国BAE系统公司，而非美国洛马公司。按照新计划，三菱重工和BAE公司将合作研制机体，石川岛播磨重工和罗罗公司将合作研制配套发动机，洛马和多家意大利公司也将参与。7月，韩国航宇工业公司研制的KF-21战斗机首架原型机在庆尚南道泗川首飞，历时33分钟。该型机由韩国和印尼联合研制，两国分别计划采购120架和50架，逐步取代现役的F-4和F-5等老旧战斗机。8月，俄罗斯联合飞机制造集团向俄国防部提交了双座型苏-57战斗机的方案，后座飞行员拟负责使用机载武器和与无人机协同。

支援飞机方面：2月，俄罗斯国家技术集团称，其下属织女星公司和别里耶夫航空制造厂已完成A-100预警机在机载雷达开机状态下的首次飞行试验。此次试飞评估了A-100的空气动力学性能、航电设备，以及机载无线电设备的某些特定部件。飞行期间，机载无线电设备和其他系统在高强度辐射环境中工作正常，飞机稳定性和操控性良好。3月，空客联合诺格等7家公司建立“大西洋先进全域强韧行动战略伙伴关系”团队，将继续参与北约“联盟未来监视和控制”计划，向北约提供先进的战术监视、指挥和控制能力，实现2035年前后替换现有预警机的目标。后续，项目团队将对全分布式监视模式进行全面评估，优化细节，开展综合评估，并提供经验、技术、开放标准／接口解决方案。

保障飞机方面：7月，法国、德国、瑞典宣布启动“未来中型战术空运”项目，将联合研发一种新型中型固定翼运输机，计划2040年替换C-130系列运输机和CN235运输机。8月，俄中央空气流体力学研究院表示，“大象”新型重型运输机项目已完成前两个阶段的工作，研究了飞机在不同飞行速度下的空气动力学特性，确定了可能优化的区域。研究人员根据测试结果修改了飞机模型的气动布局，增大了机身横截面，改进了机翼机身连接整流罩，重新设计了PD-35涡扇发动机挂架，还准备了多种可供选择的翼梢小翼。

旋翼机方面：6月，法、德、英、意、荷和希腊六国国防部长联合启动北约“下一代旋翼机能力”项目。该项目首批资金投入约为2900万美元，工作内容是共同探索未来直升机的创新解决方案，以保持技术优势和促进多国合作机遇。在该项目框架下，六国将探讨如何利用最新技术来满足各自需求，寻找具备混合动力和电动推进、开放式系统架构以及改进的飞行性能等特征在内的解决方案。

无人机方面：2月，空客西班牙公司、法国达索航空公司和意大利莱昂纳公司等三家分包商，与代表德国、法国、意大利和西班牙等四个首批用户国家的欧洲联合军备合作组织签订“欧洲无人机”项目开发合同。根据合同要求，空客公司首批将交付20套“欧洲无人机”系统；10月，该项目通过综合基线审查，表明所有的活动、资源、供应和服务都已完成规划，可用于实现即将到来的设计评审。

8月，韩国国防科学研究院宣布选择大韩航空公司作为其“隐身无人机中队开发”项目首选竞标者。该项目于2021年11月启动，已完成基本设计，将开发一种有人-无人编组系统，使1架有人机与3~4架隐身无人机协同执行任务，无人机除进行支援和护航外，还可独立承担情监侦、电子战和精确打击等多种任务。

机载武器方面：2月，法国武器装备总署与欧洲导弹公司正式启动“未来巡航／反舰武器”开发项目，计划推出两种武器：一型为亚声速隐身巡航导弹，另一型为超声速高机动反舰导弹，从而显著强化两国空、海军的纵深打击能力和反舰作战能力。5月，印度国防部宣布将开展多种先进机载武器的试验工作。其中，空空导弹包括“神兵”-1和“神兵”-2，射程分别为100千米和160千米，还计划年内首次试射射程350千米的“神兵”-3。“咆哮”-1反辐射导弹射程150千米，正在研制射程350千米的“咆哮”-2和射程550千米的“咆哮”-3。“灵巧反跑道武器”为125千克级滑翔炸弹，射程100千米，包括卫星制导和光电／红外制导两种型别。研发中的远程滑翔炸弹为1000千克级，射程80千米。同期，印度苏-30MKI战斗机完成增程型“布拉莫斯”超声速防区外空地导弹的首次试射。该弹发射重量2.5吨，射程不低于450千米，速度马赫数2.8。5月，俄新社报道称，S-70“猎人”重型攻击无人机已首次试射Kh59MK2防区外空地导弹。该弹长4.2米，出口型最大射程250千米，而为俄军自用型可达500千米。6月，德国迪尔防务公司推出“未来作战空空导弹”概念，采用独特的矩形、升力体弹体设计，允许隐身战斗机在外挂时保持整体的低可探测性，配装弹载数据链系统，还可能配装可提高杀伤概率的脉冲动力系统等。

技术方面

世界主要航空强国在飞机发动机、机载系统相关技术取得突破，为增强作战飞机效能、提高安全性等方面打好技术基础。

自主技术方面：1月，雷神公司团队参与了美国防预先研究计划局的“进攻性蜂群战术”项目第五次实地演示。该蜂群由130架物理无人机平台和30架模拟无人机平台组成，由一名操作员在室内和室外的城市环境中控制。该团队使用商业现货和定制软硬件来实现蜂群自主性，还使用了廉价的硬件和简单战术构建模块库。2月，美国防预先研究计划局联合西科斯基公司，完成了“黑鹰”直升机首次不载人全自主飞行，实现了障碍物规避、跑道上空小幅度机动等。西科斯基公司称，集成自主软件的“黑鹰”直升机将在座舱内配置一个开关，可在“两名飞行员、一名飞行员、无飞行员”三个选项间进行选择。同期，空客公司首次完成A400M运输机空投Do-DT25无人机试验。无人机从机尾舱门脱离后不久打开降落伞，安全降落到地面。未来，空客公司将据此开发有人-无人协同作战样式。此外，该公司将继续验证A400M作为无人机母机的能力，希望其货舱可携载40架或更多远程无人机。

6月，英国国防部启动“弹间交谈”主题竞赛活动，聚焦研究分布式目标探测和识别、弹上和弹间数据处理、协同导航技术和分布式导航传感器和弹载人工智能技术。7月，美海军联合波音公司，成功进行了F/A-18F第3批次型战斗机指挥控制3架无人机的有人-无人编组演示。F/A-18F的后座飞行员使用第三方平板电脑输入指令，平板电脑与机载“联网的分布式瞄准处理机”连接，后者将指令传输至无人机，指挥其实施作战行动中的各种机动，进一步探索了执行任务时有人机与无人系统间的互用性。

数字工程方面：2月，空客公司透露，法国、意大利、德国和西班牙四国联合研制的“欧洲无人机”项目将采用空客公司的“数字设计、制造和服务”数字转型工具。这将是首个从项目启动就完全使用该工具开发的产品，旨在加速项目的工业化进程，减少相关成本和质量缺陷。3月，美空军授予威奇塔州立大学一份价值1亿美元的合同，用于推进B-1B轰炸机的数字工程转型工作，目前已取得的成果包括构建了整机结构的数字孪生；推出了包括产品寿命周期管理工具在内的集成数字工程环境；开发了结构和空气动力学预测模拟工具。5月，美空军试验中心举行首届数字工程试验与鉴定峰会，希望通过数字工程彻底更新美空军的试验鉴定手段，由过去的为决策提供支持数据，转向提供知识库作为权威真相源，并在系统的寿命周期对其数字孪生进行持续验证和更新。试验鉴定工作将转变为持续的、渐进的模式，从而以更加增量化的手段不断交付和部署更好的产品。9月，诺格公司与美空军签署业界首创的数据权利协议，在整个项目中开放B-21轰炸机数据访问和协作，包括启动数字孪生共享环境。该协议将对B-21项目的通用数据和数据环境的访问提升到一个新的级别，扩大诺格公司和美空军之间的透明度和协作，有助于在整个项目寿命周期内提供更高的经济可承受性和快速可升级性。

机载系统方面：1月，美海军表示已着手研究对EA-18G电子战飞机的AN/APG-79有源相控阵雷达进行升级，使其具备电子干扰能力，从而提高该型机的干扰能力。这种能力将作为EA-18G飞机上包括AN/ ALQ-249“下一代干扰机”在内的干扰吊舱的补充。新增的电子干扰能力可使EA-18G的电子攻击更精确、攻击距离更远，并使其具备多目标攻击能力。2月，美空军“军团”红外搜索与跟踪吊舱形成初始作战能力，将率先配备F-15C战斗机，提升其在较远距离上和对抗环境中与威胁目标的探测、跟踪和交战能力，巩固其战场空中优势。“军团”吊舱由洛马公司研制，其多用途和高适应性使其还能够与F-16、F-15EX等战斗机快速集成。4月，美空军称，“下一代空中主宰”项目中的有人战斗机将实现飞行控制软件与任务系统软件的完全解耦，按需插入特定功能的复杂应用，不会影响正常的飞行控制，从而更灵活地为战斗机部署新兴技术。6月，美空军第350频谱战联队成功完成“项目212”飞行演示，验证了“用于异构电子系统的系统之系统集成工具链”（STITCHES，即“缝合”）软件和“战术应用程序商店”在EC-130H飞机平台上的实时软件集成能力。

同月，美国防预先研究计划局发布信息征询书，寻求研制“机载能源井”吊舱，未来可挂载在美空军现役KC135、KC-46等加油机翼下，使用100千瓦级激光为无人机进行无线充电。8月，美国电报电话公司联合洛马公司，使用5G网络技术将一架“黑鹰”直升机机载“综合飞行器健康管理系统”的数据传输至美国境内不同地点的试验设施，仅耗时不到5分钟，而传统网络需耗时30分钟。

先进动力方面：1月，法国国防部武器装备总局在“蒂雷纳”计划下成功完成了新型发动机原型机的地面测试，该原型机由原斯奈克玛公司M88涡扇发动机衍生而来，计划作为“未来作战航空系统”中“下一代战斗机”的动力装置。3月，普惠公司宣布获得美空军研究实验室授出的旋转爆震发动机地面演示验证项目合同。该项目将遵循快速原型设计方法进行初步开发，研制适配远程导弹的旋转爆震发动机。同期，通用电气公司启动首台T901-GE-900涡轴发动机的测试工作。该发动机计划替换“黑鹰”和“阿帕奇”机队现役的T700发动机，轴功率提高50%，油耗降低25%。7月，日本宇宙航空研究开发机构研制的超燃冲压发动机随S-520-RD1探空火箭发射升空，随后单级助推器与飞行试验段分离，并在下降过程中达到约马赫数5.5的最高速度，超燃冲压发动机点火并持续燃烧约6秒，试验取得圆满成功。8月，美空军分别向洛马、诺格、波音、通用电气和普惠五家公司各授出一份合同，要求其执行“下一代自适应推进”计划的技术成熟和风险降低阶段工作，开展设计开发、台架试验、原型试验和武器系统集成等活动，聚焦交付拟配装“下一代空中主宰”平台的推进系统，并推进实现航空动力工业基础的数字化转型。9月，美国通用电气公司完成第2台XA100自适应发动机原型机的试验，标志着该公司完成了美空军“自适应发动机转化计划”相关活动，将等待美空军的后续发展决策。试验期间，该公司所收集的数据进一步证实了XA100的效能，并已准备好根据需要转入工程研制阶段，可满足在20年代末为F-35A战斗机换发的要求。10月，俄罗斯“未来远程航空系统”轰炸机配套的发动机原型机正在专用试验台上进行台架试验，试验结果确认了发动机满足规定指标。

先进制造方面：3月，美海军东部舰队战备中心使用激光喷丸工艺完成了首架F-35战斗机的延寿维护工作。激光喷丸工艺使用高能激光束射向金属表面产生等离子体，照射产生的冲击波穿过金属，而残余压应力会留存，有助于提高金属的损伤容限，无须添加任何材料便可提高飞机架构强度。6月，美国航空航天局宣布将开展“高速复合材料飞机制造”项目，探索快速研制新型可持续飞机的方法。该项目计划将复合材料广泛应用于下一代飞机生产，并将产能提升至80架/月。9月，波音公司首次公开了其“先进复合材料制造中心”。该中心是波音首座创新工厂，占地面积约1.44万平方米，任务是为未来作战飞机制造先进复合材料组件，目前建筑工作已经完成，预计2022年秋季形成完全运行能力。

结语

2022年，国外主要航空强国在研战斗机、轰炸机、旋翼机、支援保障飞机等主战平台均取得实质性成果，现役装备改进和全机队规模化升级持续推进，面向2035年及以后的航空装备体系构成及能力特征日益明晰；数字工程、自主技术、先进制造等技术等方面已获得阶段性进展，为相关装备试验和制造、相关技术成熟和应用奠定了坚实基础。总的来看，国外航空装备正在向隐身化、高速化、远航久航化、高度数字化和网络化、开放式等方向快速发展，未来航空装备体系的协同交战、穿透打击、远距对空对面打击、战场控制和支援、快速调整和升级等能力都将大幅提升，对现代战争的塑形、赋能和决胜作用将更加凸显。