NGAD概念图
导读:美国第六代战斗机(下一代战斗机)是“下一代空中主宰”(Next-Generation Air Dominance,NGAD)项目的核心组件,分为两个项目,分别由美国空军和美国海军主导,前者称之F-X,后者为F/A-XX。
由于双方对未来战斗机的需求不一,五角大楼已经明确这两种NGAD不会采用相同的设计。
但已经明确的是两者均为“系统簇”(FoS), 空军的核心系统为F-X有人战斗机,海军的核心系统为FA-XX有人战斗机。
美国海军负责航空作战的总监格雷戈里·哈里斯少将于2021年3月30日在参加海军联盟举行的线上会议时透露,该军种正与美国空军联合开展“下一代空中主宰”(NGAD)项目研究。
哈里斯表示,根据各自不同的需求,两个军种的NGAD系统簇存在显著区别,但很多机载任务系统将很可能相似,且都将采用开放任务架构。
空军NGAD项目
据美国空军称,其“下一代空中主宰”(NGAD)项目旨在开发“一系列能够实现空中优势的技术”。
美国空军打算从2030年开始,用NGAD取代F-22战斗机,可能包括有人和无人飞机,以及其他系统和传感器。
NGAD最初是国防部高级研究计划局(DARPA)的一个项目。自2015年以来,国会为NGAD拨款约42亿美元。
空军NGAD的艺术渲染图
截至目前,NGAD仍是一个机密飞机开发计划,但此前空军已经公布了一些相关细节。
2020年9月15日,时任美国空军采购主管威尔·罗帕尔宣布,作为NGAD项目的一部分,空军成功执飞了一架全尺寸的飞行演示机。
2022年6月1日,空军部长弗兰克·肯德尔宣布,NGAD项目的各项技术已经足够成熟,可以进入工程与制造开发(EMD)阶段。但其却在2022年9月19日美国空军与太空部队协会举行的“空天与网络空间会议记者圆桌会”上表示,NGAD仍处于设计过程中,尚未进入EMD阶段。
关键技术。在美国国会研究局(CRS)于2022年6月23日提交的焦点类报告《空军“下一代空中主宰”项目》中,进一步揭露了NGAD项目的四项重点开发技术:推进系统、无人机、材料和传感器。
此外也有消息表示“关键技术”还包括隐身性能、先进武器、数字化设计以及机体表面的热量管理等。
美国空军表示,NGAD旨在开发四种公认的技术:
推进系统。在过去几年中,美国空军通过先进发动机技术项目对可变循环发动机进行了大量投资。该项目的一个目标是在改善冷却的同时提高动力。
与NGAD相关的关键技术——自适应循环发动机(AETP),要求在普拉特·惠特尼F135基础上降低油耗25%,增加推力10%,并极大改善热管理。这比传统概念上的变循环更进一步,采用三涵道。
计划现在改称为“下一代战斗机动力”(NGAP),通用电气(GE)XA100和普拉特·惠特尼(PW)XA-101技术验证发动机已经完成试车及美国空军阿诺德工程发展中心(AEDC)开展的后续测试。
在美国空军2020年预算里,要求NGAP在2025年交付已经认证完毕的发动机,也就是说,最早在2026年就可能装上目标飞机使用。
无人系统。空军部长表示,美国空军正在开发无人机,以补充NGAD。虽然尚未说明打算如何使用这些无人飞机,但一些分析人士认为,这些飞机可以收集情报,提供电子战能力,或携带额外弹药。
材料。NGAD项目旨在研究新的复合材料和结构。2023财年,空军预算部门表示,它寻求“继续采用新的低成本设计和制造可消耗车辆的结构概念”,这意味着这些新材料可用于无人飞机。
传感器。这项开发工作可能寻求开发先进的雷达、红外传感器和先进的光电摄像头。
2021年4月9日,美空军部发布新版《双年采办报告》,介绍2019-2020年正在进行的重大武器装备采办项目,展示了NGAD项目的战斗机概念图,同时指出NGAD是一种穿透型制空平台,重点提升强对抗环境下的杀伤力、生存力和持久作战能力;
采用数字工程、敏捷软件开发和开放式系统架构,实现了设计的连续迭代和流程的持续优化,大幅缩短了开发周期、降低了寿命周期成本;
采用非传统采办方法,以避免传统单一的采办项目计划和过高的寿命周期保障成本;
采用“数字百系列”发展战略模式、数字工程等支撑技术以及强对抗环境下的能力增量。
报告提及该项目战斗机平台将具备穿透、多域态势感知、灵活强韧通信等能力,并明确该平台对F-22和F-35形成补充,而非替代。
空军“下一代空中主宰”(NGAD)概念图(来自空军双年采办报告)
2022年4月,美五角大楼2023财年预算申请文件显示,美军将在F-22战机上试验NGAD所使用的技术。
这种技术开发也是双向的,在合适的时候,军方将采用这些技术成果对服役近20年的F-22机队进行现代化技术升级,以帮助其适应最新的战场环境。从外挂吊舱、新型导弹到更丰富的电子战功能,美军希望这次改进能帮助F-22保持竞争优势。
预算和单位成本。空军要求在2023财年为NGAD拨款16.6亿美元,并计划在2024财年和2027财年之间额外支出117亿美元。
与2015财年至2022财年的拨款相比,这意味着资金增加了三倍。肯德尔部长在众议院军事委员会的2022财年空军态势听证会上表示,NGAD每架飞机将花费“数亿美元”。
2015-2027财年NGAD研究、开发、测试和评估资金(源自空军FY2015-FY2023 RDT&E 预算说明)
项目发展历程。NGAD项目于2014年启动,2015年授出技术演示验证机研制合同。2015年,美国空军正式申请列编NGAD项目预算,美国六代机正式进入装备采办的论证阶段。
在2016年5月发布的《空中优势2030飞行规划》中提出,将于2017年开始六代机的备选方案分析工作,随后项目将进入技术开发阶段。
美空军在2019年5月完成了对NGAD项目的备选方案分析(analysis of alternatives,AoA),这是一个通常在需求已经明确、采办过程竞争阶段开始大幅增加支出之前的里程碑。
2020年9月NGAD项目实现演示验证机首飞。
2022年9月28日消息,项目进度仍处于对NGAD进行设计的阶段,尚未通过“B阶段”审查流程(未进入工程和制造开发(EMD)阶段)。
海军NGAD项目
F/A-XX是海军“下一代空中主宰”(NGAD)系统簇(FoS)中的攻击战斗机组件。根据美国海军规划,海军于2021财年启动F/A-XX“概念完善”阶段工作,该机型预计为有人战斗机。
目前,这一阶段工作正在稳步推进。海军NGAD FoS将于21世纪30年代取代F/A-18E/F Block II飞机,并基于有人/无人编队(MUM-T)技术实现更强杀伤、生存能力。
根据美国海军2021年发布的2030~2035年航空愿景,结合NGAD构想,以F/A-XX为中心的有人/无人系统簇将协同运行,并融合可消耗平台,实现跨域作战,进行战术范围内的综合动能/非动能打击。
随着自主性和机器学习技术的日益成熟,美国海军能够对F/A-XX、有人和无人平台的组合有效评估,以确保实现最高效、最有杀伤力的航母航空联队作战能力。
目前,美国海军正在研究F/A-XX平台的具体能力和相关技术。如美国海军2030~2035年航空愿景所述,F/A-XX平台必须具有更远的航程和更大的飞行速度,可融合主被动传感器技术,并具备使用满足未来规划的更远距离武器的能力。
随着美国海军F/A-18E/F“超级大黄蜂”退役,F-35C和F/A-XX组合平台将在航母航空联队(CVW)内提供强大的海军战术战斗机能力支持。
项目设计概念方案。下面为不同时期的F/A-XX第六代战机概念方案。
2009年7月,波音公司推出了第六代战斗机F/A-XX的概念设计图,所提出的概念是一种双座、双引擎的无尾翼飞机。据波音设计人员的描述,它可以根据任务进行有人或无人两种飞行模式。
波音公司的各种版本的海军型六代机方案:F/A-XX,最后一幅为2013年提出的
2013年4月,波音公司更新了设计概念,采用双发无垂尾外形,增加了一对前置鸭翼,具备全向隐身与超声速巡航等特征,并且具有有人机/无人机双模式操纵。
2015年12月11日,诺·格公司同时公布了美海军FA-XX想象图和美空军F-X想象图。
FA-XX采用了类似X-47B的翼尖设计、后体宽大且两台发动机喷口有明显间距、座舱较高、进气口位于机翼边条之下,这些都与F-X的设计方案形成了明显区别,凸显出美海军对低速大迎角进场着舰、美空军对高速飞行等性能要求的差异。
诺·格公司公布的海军NGAD概念方案(2015年)
2021年10月29日,美海军发布《海军航空愿景2030-2035》文件,其中透露了NGAD项目的下一代战斗机F/A-XX作战概念设计以及新的细节。
文件展示的F/A-XX概念艺术图透露了其外形设计,但值得注意的是,该设计可能无法反映当前正在开发的实际造型。据美国相关人员分析,该鸭翼设计概念图仅作为作战模式示意图,不具备实际意义。
美国海军在其2030-2035年愿景中展示的F/A-XX概念图
项目发展历程。2012年4月,美国海军正式发出F/A-XX的项目信息,它要求F/A-XX必须具备空中优势作战之外的多用途能力,用以在21世纪30年代取代美国海军目前服役的F/A-18E/F “超级大黄蜂”战斗机和EA-18G咆哮者电子战机。
2019年6月F/A-XX的备选方案分析(AoA)完成,海军开始了开发过程的概念开发阶段。
2020年,美海军设立了NGAD项目办公室。
2021年3月30日,美海军负责航空作战的总监哈里斯在海军联合会举行的会议上透露,美海军正与美空军联合开展“下一代空中主宰”(NGAD)项目研究,并进入“概念完善阶段”。
根据目前透露的消息综合分析来看,美国在六代机研发上已取得了一定的优势和先机。在2020年9月,美国已经建造并试飞了一架全尺寸的演示机型。
这意味着NGAD项目已经进入到了实机测试阶段。这标志着美国在六代机研发上相对其他各国而言,已经明显领先。
美国空军计划在2030年交付首架第六代战斗机。
但分析人士指出,目前来看这一目标实现与否还待确认,美空军曾在2022年6月宣布NGAD“已经进入制造(EMD)阶段”,但随后又在9月份否定这一说法,表示NGAD仍处于设计过程中,尚未进入EMD阶段。
这意味着美国空军必须在未来7年内大幅提高研制进度才能达到设定目标,但从以往经验来看,这是无法实现的。因此美国第六代战斗机很可能无法在21世纪20年代末达到初始运行能力,更不要说在2030年按时交付了。
专家指出,美国空军可能要到21世纪30年代才能达到NGAD的初始作战能力。
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