《校场》2020-11-27：西方智库为何建议F35避免与苏35的超视距战斗

源济

校场：西方智库为何建议F35避免与苏35的超视距战斗
新浪军事  2020年11月27日 09:1

一直以来，苏/俄系战斗机给人留下的印象都是机动性优秀但超视距（BVR）作战能力拉胯。原因是苏联/俄罗斯的电子工业非常疲软，苏/俄系战斗机在BVR作战看重的雷达、导弹导引头方面都同时期的北约战斗机有一定，甚至是较大的差距。然而当我们看到了一份来自澳大利亚智库，同时也是美国航空航天学会（AIAA）高级成员，电子电器工程师协会（IEEE）成员和老乌鸦协会（一个专攻电子战的非营利性协会）成员给澳大利亚政府的报告后，却彻底扭转了这个印象。因为这篇报告开宗明义的提出了：F/A-18E/F战斗机和F-35A战斗机的飞行员应该尽一切可能避免同后期型侧卫战机的BVR空战。




与西方战机不同，苏式战机的BVR交战模式更加立体，苏联人发现，导弹的导引头是BVR空战中限制导弹对敌方击杀概率的最主要问题，这一问题在敌方实施电子干扰时显得尤为突出。因此，大约在1970年代开始，苏联的标准BVR战术就是齐射两枚BVR导弹，其中一枚是半主动雷达导引头，另一枚是红外导引头。一些苏联战斗机甚至在火控层面添加了能自动适应这种战术的武器选择模式，可以自动对这两枚导弹的发射顺序和发射间隔进行排序，以实现最好的杀伤效率。




为了适应弹药消耗量更大的空战，苏联战斗机——尤其是侧卫系列这样的主力先进战斗机必须有非常大的载弹量。以苏-27为代表的早期侧卫可以在不显著影响机动性的前提下挂载6枚R-27 BVR导弹和4枚R-73 视距内（WVR）导弹。以苏-35BM（苏-35S的原型）为代表的后期型侧卫则可以同时挂载12枚RVV冲压BVR导弹+2枚R73 WVR导弹或8枚R-27 BVR导弹+4枚R-73 WVR导弹。这可以支持飞机在BVR阶段进行射弹数更多的齐射（3枚或4枚）。




仅从数学角度上说，即使俄罗斯战斗机每枚导弹的杀伤概率只有30%，3枚齐射也将获得约65%的毁伤概率，4枚齐射则可以获得约76%的毁伤概率。这种“质量不够数量来凑”的简单粗暴的解法可以让双方在BVR阶段都没有“决定性的优势”。




在美方的宣传中，其生产的AIM-120C导弹的标准单发击杀概率为85%。但实际上根据美方的实战记录，截至这篇报告成文AIM-120C一共击落过10个目标（包括一次对友军UH-60直升机的误杀），而这其中只有6次是BVR战斗。在这6次BVR击杀中，总共消耗了超过12枚AIM-120C导弹，击杀概率约为50%。同时值得注意的是，AIM-120击杀的这些目标多为伊拉克、南联盟的“猴版”飞机，并没有什么像样的电子反制能力（美军称之为“软目标”）。在实际使用中，面对苏/俄自用的战斗机时，AIM-120C的杀伤概率未必还能达到这个数值。




以50%的单发杀伤概率计算，两发AIM-120C齐射可以获得75%的杀伤概率，4发齐射则可以使这个概率提高到90%以上。但F/A-18E/F在不影响机动性的前提下只能挂载6枚AIM-120导弹，F-35则只能挂载4枚（这是澳大利亚空军装备的两种主力战斗机）。一次在统计学上最理想的4发齐射会消耗掉F/A-18E/F的大部分或F-35A的全部BVR能力。这在多对多的BVR空战中是非常致命的。相比之下，另一边的侧卫战斗机则至少可以进行2次4枚齐射。




在电子战领域，F/A-18E/F装备的AN/APG-79雷达和F-35A装备的AN/APG-81雷达都可以对侧卫战斗机的雷达进行干扰。但雷达原理告诉我们，想要干扰对方的雷达，首先要工作在对方雷达的频率上。而这又会使这些雷达丧失跳频敏捷性，从而失去了对反辐射导弹的唯一防御能力，成为俄制反辐射空空导弹（R-27EP、R-77P等）的靶子。




此外，俄军的侧卫系列战斗机相对于大部分西方战斗机来说还有一个显著的优势——可以利用更强的飞行性能拓展导弹的性能。苏-35战斗机在45,000英尺（约1.37万米）高空以1.5马赫发射导弹时，可以让R-27或R-77导弹的射程提升约30%，而西方战斗机除了F-22、F-111B、阵风以外，普遍忽视了机体飞行特性对导弹能量的加成。这其中尤以澳军装备的F/A-18E/F和F-35两种“肉虫子”为甚。因此，这份报告才会做出如我们开头所写的那样的建议。用原报告的话说“在最好的情况下F/A-18E/F和F-35A的BVR战斗结果是不相上下，而在最坏的情况下，侧卫将具有决定性的优势”。




然而，就算是这个“最坏的情况”也是基于俄军的两款老式导弹——R-27系列和R-77系列得出的。如果考虑到俄军这些年在导弹和电子技术方面的进步，情况还有可能会更糟。首先是促使欧洲人研发了流星冲压导弹的R-77-PD（RVV-AE-PD）冲压空空导弹。在本栏目之前的文章中我们也提到过，传统的单脉冲火箭发动机导弹在火箭发动机停机后仅依靠惯性飞行，转弯时会迅速失去速度，从而无法继续锁定目标。相比之下，冲压导弹有多得多的动力射程，即使一次转弯减速，也能依靠自身的动力输出补充能量并继续锁定目标，这会大幅提升导弹的单发杀伤概率。




上世纪90年代以来，随着砷化镓元器件和数字信号处理芯片在全球市场上的“白菜化”，举例来说，R-27EP/P使用的9B-1101K半主动雷达导引头、R-27EA/A的9B-1103K主动雷达导引头和R-77导弹的9B-1348E导引头都使用了德州仪器的TMS-320系列数字信号处理芯片。后者也是西方大量军事雷达的后台核心。




此外，俄罗斯新生产的空空导弹导引头虽然依旧在使用传统的板隙雷达天线，但其也为抗干扰做足了优化，特意采用了抗干扰能力较强的单脉冲体制。这与苏联自上世纪80年代以来的空空导弹导引头优化，甚至是新一代战斗机火控雷达的优化是一致的——苏-35S的雪豹E雷达峰值功率高达20kW，与F-22A搭载的AN/APG-77相同。




最后，在BVR导弹的制导模式选择上，俄罗斯也是世界上最独树一帜的。因为红外导引头的锁定距离比较近，有一定远距离截击需求的中远程空空导弹通常不会选择红外导引头制导。而俄罗斯的红外BVR导弹则几乎是从一开始就是专门为了战斗机之间的BVR空战设计的，并不需要上百公里的交战距离。只要在10~20海里的空战交战距离内可以锁定敌方战斗机就行了。这也使得苏/俄两款使用最多的BVR空空导弹R-27和R-77都有红外制导的子型号。对于除了F-117和B-2之外的雷达隐身目标来说，这些导弹是非常大的威胁。




多用于格斗导弹的红外导引头也经历了数次迭代。目前最先进的红外导引头是美国AIM-9X最先使用的碲化铟焦平面成像阵列。这种导引头可以对目标进行如图所示的成像，并通过其外形特征对目标和干扰措施进行分辨。而根据俄罗斯十多年前的论文显示，俄罗斯已经在着手研制类似的红外导引头。如果得以应用在R-27T、R-77T这样的导弹上，也将大幅提升俄罗斯战机的BVR作战能力。




单从结论来说，澳大利亚人得出的结论确实非常反一般军迷的直觉，甚至相信大家哪怕亲眼看到了这份报告，也不会真的觉得F-35的BVR能力不如苏-35S，毕竟原文并没有考虑到F-35的低可探测性在OODA循环中的优势。但这份报告中的详细技术论证也确实说明了这样一个问题：在很多情况下，即使在某些方面存在劣势，也可以通过其他方面的优势进行弥补，从而达到与对手相当甚至更高的实战效果。笔者习惯把这种原理称为“木桶效应·改”——一般人说木桶效应的时候总喜欢说木桶能够装多少水取决于其最短的一块木板。但实际上，考虑到木桶可以斜着放的因素，只要其中一块木板能够无限延长，木桶能装的水就能无限增加。这个简单的原理其实也能给在不少方面存在短板和劣势的我们，带来一定的思考。