F-22进化:扩大对中俄五代战机优势 加强对地打击

　　导语：1月11日，中国五代机歼20成功完成首飞，各大军事论坛、部分媒体和网民随即沸腾，大众普遍认为歼20足与F-22相抗衡。但实际上早在本世纪初，F- 22就已经开始升级，性能得到全面提升。那么F-22的升级是如何进行的？升级后的F-22将达到怎样的水平？网易军事将予以独家解析。

　　

受数据链的限制，F-22很长时间内无法与美国空军现役机队进行信息交换。

　　F-22是目前世界上最先进的作战飞机，该机凭借先进的隐身、超音速巡航、近距格斗及综合航空电子系统可以进入高威胁战区，夺取制空权，是本世纪美国空军乃至美国及盟国作战能力的基础。

　　不过随着其他国家隐身作战飞机的进步，如俄罗斯的T-50和中国的歼20的出现，让F-22的优势地位受到了挑战，所以美国空军从本世纪起开始着手对F-22进行了改进，以确何该机的优势地位，这些计划被称为增量改进项目，计划采取一系列新的技术与武器来提高F-22的作战能力，以维持美国空军的空中优势地位。

　　现役F-22面临的“数据孤岛”问题

　　现有的F-22是根据上世纪80年代ATF计划研制，ATF计划主要目标是深入到前苏联境内夺取制空权，掩护B-2轰炸机进行突防，因此F-22和其前辈F-15一样，没有一磅重量用于对地攻击，同时考虑到隐身能力，所以F-22虽然装备了LINK-16终端，但是只收不发，这样实际上造成了F- 22性能比较单一，用途有限的缺点，特别是不能通过数据链与其他作战飞机进行信息交换。

　　因而F-22虽然有强大的信息获取能力，却无法向其他作战单元提供信息支援，根据有关资料F-22的ALR-94型电子支援侦察系统具备组合了雷达告警、电子支援措施（ESM）、精确测向和窄波束交替搜索与跟踪功能。在高空巡航时可以接收到超过300公里以外的对方电子信号，大范围及高精度的探测能力让传统的ESM突破了防御性的限制，成为探测、跟踪与攻击目标的关键设备。

　　但是缺少数据链设备，让ALR-94获得的目标却无法传递给外部指挥控制系统，形成了F-22的信息孤岛现象，这显然在一定程度上降低了整体作战系统的能力。在后来的一系列升级中，对F-22的数据链的改进都被列入重点项目。

　　F-22投放JDAM炸弹。JDAM炸弹对于F-22来说，仍旧偏大，限制了载弹量。最初的空优设计限制了F-22无法挂载重型空地武器。

　　空优设计使对地打击能力存不足

　　另外由于最初的定位原因，如前面所述，F-22最初设计时并没有考虑过对地打击。但 从上世纪90年代以来几场空战经验来看，美国空军一般开战之初就掌握了绝对的制空权，这样没有对地攻击能力的F-15基本上在战争中后期处于无所事事的状态，显然这也是个浪费。特别是进入新世纪，美国空军的F-117型攻击机因为老化和维护费用等原因退役，这样美国空军失去了战区隐身攻击能力，势必加重现有B-2战略轰炸机的负担。

　　因此美国空军对F-22的作战能力也做了相应的调整，增加了对地攻击能力，与F-117相比，F-22最大的特点就是集空战和对地攻击能力于一身，可以同时挂载空空导弹和空地武器，在执行空战任务后对地面目标进行攻击，不需要专门的护航机队。

　　不过考虑到隐身因素和最初设计的原因，F-22在对地打击能力上也有诸多不足。F-22的机载武器只能挂载在机身的弹舱中，而一般大型空地武器体积和重量均较大，特别是有大型控制尾翼，这样就限制了F-22无法挂载重型空地武器。早期的F-22只能挂载1000磅的GBU-32型JDAM的能力，并且不能够在超音速条件下投放，这样由于开启弹舱会增大飞机的RCS，这样就增加了飞机的暴露概率，降低飞机的生存能力。

　　

IFDL提高了F-22编队之间的数据交换能力，图中数字1所指部分极为IFDL天线。

　　针对F-22的缺陷，美国空军决定对F-22开展名为“增量-2”的升级计划，着重提高飞机的对地攻击和联合网络作战能力。根据相关资料，F-22 的增量-2升级计划包括两个内容：为F-22增加超音速条件下投掷JDAM的能力，以提高飞机的对地攻击能力；更重要的项目就是加装战机间数据链 IFDL。

　　IFDL工作在频率在毫米波，采用多馈源喇叭阵列，现有的LINK-16等数据链采用全向天线，虽然具备结构简单，装机适应性好等优点，但是缺点就是容易被截获和干扰，因此不适合隐身战斗机，而IFDL由于采用了定向天线和较高的工作频率，因此地具备波束指向性好，通信速度快、截获概率低等优点，

　　在IFDL的帮助下，F-22的联合网络作战系统更加完善。根据有关资料，F-22编队长机可以通过数据链告诉僚机其油料、武器状态，以及敌机状况。只要一按按钮，就能自动地按优先顺序排列打击目标，并且建立打击清单。长机和僚机的导弹飞行状态都能在座舱显示器上监控。这样就提高了F-22编队飞机用数据链提高协同作战能力 可以使F-22飞行时战斗队形可以展得很开，降低了对目视编队的依赖。同时IFDL还允许另外的 F-22加入网络进行多机协调攻击。目前所有的F-22 战斗机都已经提高到增量2的水平。

　　

SDB的体积和重量较小，提高了F-22弹舱的载弹量，赋予了其更大的任务灵活性。

　　增量2升级后F-22的局限

　　增量2升级计划虽然提高了F-22的作战能力，但是美国空军认为它仍然存在一定的局限性。这些局限具体包括：GBU-32的重量和体积偏大，F- 22的挂载数量有限，这样摧毁较多的目标时，就需要出动较多的架次，从而增加飞机的消耗；F-22的机载AN/APG-77有源相控阵雷达不具备对地攻击模式，因此F-22虽然能够投掷JDAM，但只能攻击已知坐标的目标，不具备攻击突然出现目标的能力，灵活性仍旧有限。

　　还有就是IFDL数据链虽然解决了F-22编队之间的联合网络作战问题，但是F-22与外部指挥控制系统之间的信息交换问题仍旧没有解决，特别是随着无人作战飞机的崛起，未来有人/无人作战飞机的混合编队将成为一种主要的作战形式，因此F-22需要从根本上解决“信息孤岛‘的问题。这便是F-22的增量3改进计划。

　　增加合成孔径雷达模式（SAR）

　　F-22的增量3改进计划分为两个部分来进行，目前完成的是增量3.1计划，它主要内容包括为AN/APG-77雷达添加合成孔径雷达模式 （SAR），在SAR模式下可以提供高精度的地面雷达图像，从而具备探测地面突然出现目标的能力，结合机载高精度导航系统，可以迅速得到目标的坐标，从而投掷JDAM攻击目标，这样就大大提高了F-22攻击地面目标时的灵活性。

　　受机身弹舱所限，F-22难以搭载较多的对地攻击武器，这样为了配备较多的对地攻击弹药，只好缩小相关武器的体积和重量，这便是GBU-39小直径炸弹。GBU-39虽然重量只有300磅，便凭借较高的装药威力和高精度的制导系统，其穿透能力并不低于2000磅重磅炸弹，改进后的F-22最多可以在弹舱挂载8枚GBU-39小直径炸弹，飞机一次出击打击目标的数量得到成倍的提高。2009年F-22首次完成亚音速条件下的GBU-39的投放，2010年成功的完成了F-22在超音速条件下的投放试验，标志着F-22增量-3.1改进计划取得了成功，目前最新生产的F-22战斗机都达到了增量3.1的标准。

　　

　　TTNT模块初步解决了F-22与现有机队和无人机的协同作战问题，但在低探测概率和低截获能力方面仍旧能力不足。

　　加入TTNT模块与现役战机/无人机全面互联

　　前面说过F-22最大的问题就是无法与外部指挥控制系统进行信息交换，特别是无法支援现役作战机群，为此美国空军启动了增量3.2加速计划。它的核心就是在F-22的配备的LINK-16终端加入战术瞄准网络系统TTNT模块，以提高该机可以融合进美国空军现有的指挥控制体系。TTNT是美国研制的新一代高速、宽带、基于互联网协议（IP）的网络通信系统，这意味着可以把大型飞机如预警机做为空中路由器，从而支持战斗机、无人机及直升机在空中组建一个局域网，实现信息的共享和交换。

　　TTNT最大的特点就是无基础设计的自组织网络，可以迅速的完成空中战术网络的组建。根据美国空军的说法，LINK-16组建一个空中网络可能需要几天，而TTNT只需要几分钟。另外TTNT在数据吞吐量比LINK-16要高20倍，信息传输速率比后者要高50倍，并且具备更好的低探测性和低截获特性。

　　一个TTNT网络最多可以容纳200个以上的成员，并且允许一个成员同时接收4个以上的信息串，更为重要的是TTNT使用的是现有的LINK-16 的J序列报文格式，这意味着TTNT系统可以无缝的接入现有的LINK-16网络，对于F-22来说只需要在现有的LINK-16终端增加一个TTNT模块就可以实现与现役战机的互联。

　　F-22战斗机加装TTNT模块后，不会对 现有的Linkl6的通信造成干扰和影响，Linkl6网络可以正常工作，就像 TTNT不存在一样。这样F-22战斗机可利用 Linkl6与现役作战飞机兼容通信，更重要的是TTNT还提供了F-22与无人机的信息交换能力，当F-22进入TTNT网络以后，就可以直接从同样配备了TTNT模块的无人机那里获取信息，并控制其作战，从而大大提高了F-22的整体作战能力。

　　MADL将能全面提高F-22与现有信息系统的融合能力。MADL是为保证飞机的隐身能力而专门开发的，具有通信隐蔽的特点。

　　构建MADL隐身战机专用数据链

　　不过TTNT系统的引入虽然解决了F-22与现有信息支援体系的融合能力，但是由于TTNT过分强调与现有系统之间的兼容，造成问题就是TTNT的低探测概率和低截获能力方面仍旧能力不足，所以在F-35的数据链选择中，TTNT没有竞争过多功能先进数据链MADL。这样F-22和F-35使用不同的数据链的情况，造成两种作战飞机在互联互通方面存在一定的障碍。

　　因此在未来F-22的增量3.2计划的持续改进中，美国空军决定为F-22配备MADL数据链，同时该数据链还将配备在美国空军另外一种隐身作战飞机B-2轰炸机上面，以实现美国空军隐身机队的互联互通。MADL是为保证飞机的隐身能力而专门开发的，是一个K波段窄波束点对点数据链，能提供更好的连接。如果飞机通过其他非窄波束数据链共享数据，其发射波束就会被跟踪。而 MADL使用窄波束进行战机间通信，因而通信是隐蔽的，跟踪发射波束是非常困难的。

　　MADL是一种宽带、基于 IP 协议的高数据传输率、低概率截获（LPI）和低探测概率通信链。它可以在在高威胁环境中提高隐身飞机相互协调的能力，特别是隐身飞机可以利用AESA的猝发工作模式，通过MADL来进行目标数据的交换，从而形成完整的目标航迹，达到他机制导的目标，或者利用电子支援系统探测到目标后，立即在网络中发布，然后综合多架飞机的数据实现对目标更加精确的确定。

　　

　　AIM-120D配备F-22主要用于攻击对方的预警机这样的高价值目标，这将对敌方的空战体系构成极大威胁。

　　AIM-120D对预警机的射程可达200公里

　　增量3.2另外一个比较引人注目的升级就是增加使用AIM-120D和AIM-9X等新一代空战武器的能力。笔者认为对于F-22来说，AIM- 120D可能更多是为了对付对方的预警机这样的高价值目标，这是因为虽然AIM-120D射程号称达到200公里，但是受限于弹体直径和重量，其末制导雷达的性能估计难以有较大的提高。

　　其对标准三代机（RCS=5）探测距离在20-30公里左右，那么对于RCS低于0.5的目标，探测距离可能降低到10公里。这样对于F-22来说，可能要在AIM-120D飞行大部分时间内要用数据链对其进行目标信息的更新，以便导弹调节自己的弹道，以确保末制导雷达开机的时候，目标处在其探测范围之内，这样就增加了飞机电磁信号的泄露，对于隐身作战飞机来说这是相当不利的。

　　因此笔者认为如果对付三代机，那么凭借隐身和超巡的优势，现有的AIM-120C系列已经足够，如果是四代机的话，那么AIM-120D的远射程可能也是”英雄无用武之地”。但如果是对付预警机这样的大型空中目标，AIM-120D的远射程优势就发挥出来了，通过打击对方的预警机，就可以让对方失去一个空战中最重要的信息来源，这样就从整体上削弱了其作战能力，这也是体系作战的思想，通过打击对方关键节点来降低对方的作战能力。

　　AIM-9X增强F-22格斗能力

　　AIM-9X则提高对付隐身作战飞机的能力，前面说过对主动雷达制导空空导弹来说，其对隐身飞机的探测能力急剧降低，这意味着对载机指挥引导依赖的加深，不利载机保持隐身能力，所以四代机之间的空战很可能要进入近距格斗，在这种情况下，采用红外成像制导的AIM-9X凭借其大的攻击角度、优良的抗干扰能力就成了飞机必备的武器。