2019年10月24日, 為了支持《空軍科學與技術2030戰略》中列出的5大戰略能力, 美國空軍研究實驗室首次提到了戰鬥機的空中裝彈能力……
從空中加油到空中裝彈
目前, 空中加油已經是奉行攻勢作戰的現代化空軍不可缺少的一項戰略能力。它延長了軍機的作戰半徑、滯空時間, 讓一些僅裝備了戰鬥機的中小國家也有了遠程奔襲的資本。
對於大國空軍而言, 空中加油還可以讓軍機部分脫離陸地基地的勤務保障, 使得軍機可以脫離對目標明顯的陸地基地的依賴, 可以分散部署在廣闊地域上的簡易機場, 從而可以避免被對手的導彈雨“一鍋端”。
不過, 空中加油只是使得軍機的“腿”更長,但對於軍機中的戰鬥機而言, 作戰半徑、滯空時間的延長並不等於火力的等比例提升。雖說有了空中加油機的勤務保障, 戰鬥機確實可以少帶甚至不帶副油箱, 從而可以適當增加載彈量, 但這種增量肯定是十分有限的。
我們應該看到, 現代四代機平均有7-11個主掛架, 五代機平均4-8個內置掛架, 所提供的掛彈空間還是十分有限的, 掛了空空導彈, 就不能掛空地導彈, 這就限制了戰鬥機單次出勤只能執行單一任務, 即便是像F-15E、蘇-30這樣的多用途戰鬥機也不會好多少。
在實戰中, 戰鬥機武器彈藥通常單次出勤就使用完了, 遠不像坦克的主炮、軍艦的導彈發射系統通常備彈幾十甚至上百枚, 連續作戰幾天甚至幾十天都不在話下。
在1941年日軍襲擊珍珠港行動中, 正是因為水平轟炸機、俯衝轟炸機、魚雷攻擊機的載彈量有限, 必須返回航母重新裝彈, 才不得不發動兩次攻擊波, 而那兩次攻擊波之間的間隔也讓美軍可以組織起軍艦損管、人員疏散、戰鬥機升空反擊。
最終, 日軍並未組織第三攻擊波, 才讓美軍珍珠港的ー些主カ艦並未完全被炸燬, 陸上的維修工程、油庫等基礎設施也基本完好。
因此, 保證戰鬥機火力的持續性是非常重要的, 即要在出勤率無法大幅提高的前提下打擊更多目標。近20年在阿富汗、伊拉克等中東地區的局部戰爭中, 美軍更加體會到戰鬥機火力持續的重要性。當時, 中東戰區的美軍飛行員經常反映, 他們在單次出勤中打光了所有彈藥, 但地面部隊還指示出更多目標, 怎奈戰鬥機已“彈盡”, 只能靠低空掠飛敵人頭頂來嚇唬對方。
除了解決戰鬥機在打擊大量目標與有限載弾量之間的斷層, 空中裝彈的另一個意義是可以讓戰鬥機更少依賴甚至完全不依賴大型空軍基地, 更有利於美國軍方倡導的分佈式戰法。即便大型基地被敵方炸燬, 戰鬥機依然可以通過空中加油、空中裝彈持續作戰, 飛行員發現武器彈藥快消耗完了, 就可進行再次裝彈, 然後再次投入二次作戰, 而不用返回基地補充彈藥, 省去了戰時大量的人力、物力和財力消耗。
那麼,怎麼解決戰鬥機在實戰中尤其是大規模戰事中武器彈藥消耗快, 返回基地重新裝彈又極可能延誤戰機的問題呢?
美國曾想過將B-52改裝為可以裝載大量遠程空空導彈的武庫機, 但在其他國家也相繼裝備遠程空空導彈的前提下, 武庫機的戰場生存能力大大下降
其實, 美國軍方已經在研究論證一些新技術、新方式。比如: 美國空軍就對重啟武庫機的概念很感興趣, 冷戰中曾有在B-1A基礎上改裝B-1R的計劃, 使後者可攜帶24枚超視距空空導彈, 變身為超級空戰轟炸機。
這種概念初看上去不錯, 但卻也存在很大問題。
首先, 是其戰場生存力問題。即便美國正在研製的AIM-260超遠程空空導彈, 據稱射程超過200千米, 應該也很難保證中俄兩國用霹靂-XX、KS-172等類似的超遠程空空導彈“以其人之道,還治其人之身”。若美國以B-52、B-1B、C-130等非隱身機作為武庫機的改裝平臺, 其戰場生存力可能還不如普通戰鬥機。
再者, 戰鬥機執行的任務種類多種多樣, 武庫機很難滿足其需求。戰鬥機在一次出勤前,肯定選擇好了武器彈藥的數量、種類和型號, 武庫機雖然彈藥基數更大, 但也不太可能將每個種類、型號的武器彈藥均衡裝載, 因為那樣的話, 現在的任何一型大飛機都承受不起。因此, 武庫機的實戰價值有待檢驗。
除了武庫機概念, 美國海軍陸戰隊還在論證使用機器人給陸基戰鬥機快速裝彈, 以便使海軍陸戰隊航空隊的陸基戰鬥機可以實施分佈式作戰, 即將重要兵力分散於印太戰區更加廣闊海域上的小島上, 而不再像過去那樣過分依賴日本、關島上的少數大型空軍基地、海軍航空站等。這與美國空軍的“快速猛禽”、美國海軍的“分佈式殺傷力”等戰法基本是一個套路, 即“雞蛋不要放在一個籃子裡”。
不過, 即便使用機器人還是要在陸地機場, 這無疑還會增加陸地勤務保障部的壓力。
空中裝彈的技術問題
空中加油是通過加油機的一套對接輸油設備向另一架飛機的油箱輸送航空燃油, 一般都是加油機飛在受油機的前方, 使用機尾的硬式加油探杆, 或機翼兩側的軟式加油吊艙, 向後方的受油機加油。並且前方加油機的飛行高度要明顯比受油機高一些, 它們的相對位置基本是相對固定的。
但要將固體貨物從一架飛機傳送到另一架飛機就要難許多, 裝弾機和受彈機的相對位置難以參照現有的空中加油模式。這是因為一般戰鬥機不管是外掛架還是內置彈艙, 其武器彈藥基本位於戰鬥機機身或機翼的下方。種種分析表明, 空中裝彈作業中, 裝彈機幾乎只能飛行在受彈機的下方, 而一旦裝彈作業出現失誤, 彈藥在重力作用下很可能會砸中飛行在受弾機下方的裝彈機。
再者, 空中裝彈作業中, 裝彈機上的機械臂末端的“觸手"要能滿足不同型號戰鬥機掛架的裝彈作業需求。因此裝彈機械“觸手”也必須要和不同型號戰鬥機掛架的接口標準化、通用化, 也就是既能裝大彈藥, 也能裝小彈藥; 既能裝滑軌式掛架, 也能裝彈射式掛架, 還要能裝內置彈艙掛架。
除了要給戰鬥機裝炸彈、導彈, 炮彈恐怕也是不可少的彈種, 尤其對於A-10這樣的專用對地攻擊機來說。 在對地面裝甲目標攻擊中, A-10機頭裝的GAU-8型30毫米7管機炮是個狠角色, 最大射速4200發/分鐘, 但備彈量最多隻有1350發, 也就是說這門炮以最高射速連續打上20秒基本就“啞”了。若能在空中完成A-10機炮的再裝填, 那麼其殺傷力將提升數倍。
另外, 有人機對有人機進行空中裝彈作業中的效率恐怕會很低。我們再以A-10攻擊機為例, 該機有11個外掛架, 通常翼下的8個掛架都用來掛武器彈藥, 其餘3個則用來掛副油箱和光學目標指示吊艙。
若要以有人機來依次對A-10的8個掛架進行裝彈, 裝彈操作手的工作量是相當大的, 若一天對 100架次以上A-10進行空中裝彈作業, 巨大的工作量就極有可能讓裝彈操作手出現失誤, 而一個失誤就可能是致命的。
空中裝彈的解決方案
雖然以有人機作為空中裝彈機平臺的實用性不高, 但無人機卻是一個很好的平臺。與有人機相比, 無人機+人工智能進行空中裝彈作業的技術難度就會小很多。
首先, 人工智能會對受彈機所需彈藥種類、型號發出指令, 讓裝彈無人機攜帶預定的彈藥升空。或者將裝彈無人機分為若干群組,每個群組負責一個武器彈藥型號的補給; 再者, 無人機即便在空中裝彈作業中出現操作失誤, 也不會損失人命。
未來, 無人機或許有潛力成為實施空中裝彈的平臺
當然, 也不是所有類型的無人機都適合用來執行空中裝彈作業。要對戰鬥機進行空中裝彈, 首先速度不能太低, 這就基本排除了單旋翼和多旋翼無人機, 旋翼無人機應該更適合給武裝直升機空中裝彈, 最後幾乎只能選擇採用噴氣式發動機的大中型無人機。類似“死神"、彩虹-4/5這樣的中空長航時無人機是個不錯的選擇, 這類無人機成本低, 滯空時間普遍超過24小時, 有的接近48小時, 可以長時間給戰鬥機支援。
“死神”無人機的載彈量1.3噸, 雖比大多數戰鬥機少不少, 但幾架“死神”的彈藥支援1架戰鬥機使用也足夠了。更需要指出的是, “死神”無人機的正常起降滑跑距離只有300-500米, 在野戰簡易跑道就能輕鬆起降, 這也使得戰鬥機可以脫離對大型空軍基地的依賴程度。
因此, 筆者推測美國空軍將裝彈無人機融入分佈式戰法的作戰場景應該是, 在西太平洋第一、第二島鏈的大型空軍基地被炸燬後, 倖存的戰鬥機群將分散到西太平洋更廣闊海域上的島嶼簡易跑道上, 由於條件限制, 這些戰鬥機群將無法享受大型基地所提供的完善地勤支援, 尤其是加油和裝彈, 這時裝彈無人機則臨危受命。
平時, 這些很不起眼的裝彈無人機可以像幽靈一樣停放在島嶼簡易跑道上, 或者拆解後存放在美國軍事海運司令部麾下的數十艘運輸船上, 其戰備能力受到相關部隊的維護。
一旦戰事爆發, 這些裝彈無人機就從島嶼簡易跑道起飛, 給周邊空域的戰鬥機進行空中裝彈作業。為了方便飛行員區分掛載不同彈藥種類的無人機, 這些裝彈無人機可能採用不同的無線電應答代碼和外部顏色。
至於空中裝彈的機械“觸手”研發, 筆者以為可以從兒童喜歡的樂高玩具得到一些啟發。樂高玩具的靈感來源於積木, 但樂高玩具將所有玩具組件都以最基本的單元構建而成, 完全模塊化。而且樂高玩具的組件之間可以任意即插即用, 完全通用化。
基於樂高玩具的設計靈感, 空中裝彈機械“觸手”也應該採用模塊化、通用化設計理念, 即將機械“觸手”看成一個樂高玩具組件、將戰鬥機掛架看成另一個樂高玩具組件。
為此, 有必要對戰鬥機掛架進行一次重新統一設計, 以便適應空中裝彈機械“觸手”的模塊化和通用化。因此, 完成一次空中裝彈可以被看作是完成一次樂高玩具的插拔過程。■
聲明：本文摘編自《航空知識》月刊
