一击即杀！兵棋推演：如何击落窜台的专机和护航战机？ - 昆仑策
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一击即杀！兵棋推演：如何击落窜台的专机和护航战机？
2022-07-30
【前言】《纽约时报》报道：美国众议院议长南希·佩洛西可能在8月来台，但美国政府官员担心中国可能采取封锁行动，美国国防部官员正与佩洛西办公室讨论此行的可能风险，因为中国外交部已经提出强烈警告美方一意孤行必将采取坚定有力措施，一切严重后果由美方负责，因此美国政府正试图劝阻南希·佩洛西取消行程，最终是否成行仍将由佩洛西来决定。
如果佩洛西决定出行，就有可能搭乘美军C-17运输机，美国空军非常担心佩洛西专机强行突破拦截有可能被击落，尽管可能性不大，但也是合理的担忧，美国空军可能派出战斗机护航，如果这样双方将就可能爆发一场超远程空战。
一、90年代的中国空军拦截导弹水平
70年代以后，空空导弹逐渐成为战斗机的主力武器。中国的空空导弹从50年代起步，受限于当时的工业基础，中国的空空导弹一直是仿制的AIM-9“响尾蛇”近距空空导弹，而美军已经开始使用AIM-7“麻雀”中距空空导弹，虽然AIM-7“麻雀”中距空空导弹命中率仅约12%，但这是未来空战的希望。美军在越南战争中共发射了589枚“麻雀”空空导弹，中国获得了其中两枚，并在此基础上研制“霹雳”4中距空空导弹配套研制中的歼-8和歼-9战斗机。“霹雳”4中距空空导弹和AIM-7“麻雀”中距空空导弹一样使用半主动雷达制导，战斗机用机载雷达照射目标，弹头寻标器接收目标反射波后，通过对比信号特征、方位及频率变化修正姿态和航向，直至击中目标。由于技术能力，直到1984年才生产出“霹雳”4样弹，但此时歼-9项目已经下马，歼-8战机已经处于没有雷达的状态，“霹雳”4中距空空导弹无机可配，性能也未满足需求，只能下马。同一时期美国的AIM-54“不死鸟”和AIM-7F“麻雀”中远距空空导弹性能日趋稳，中国还在依靠“歼-6”战斗机的机炮“空中拼刺刀”。80年代末，中国从意大利引进了“阿斯派德”半主动雷达制导空空导弹的实弹和授权生产权，再结合“红旗”6IC地空导弹技术研发出“霹雳”11半主动雷达制导中距空空导弹，作为歼-8II战斗机的配套武器，但发展并不顺利，直到2002年才最终完成定型。1991年的海湾战争空战，美国中距空空导弹命中率达到84%，而且90年代对岸已经装备有“天剑”I和“米卡”主动雷达中距空空导弹，这让中国空军超视距作战处于被动地位。中国空军也希望早日获得可靠的超视距空战能力，正好此时中国从苏联引进了苏-27战斗机，并引进了苏-27战斗机配套的R-27半主动雷达中距空空导弹。R-27独到之处是气动外形显得异常复杂，R-27是第一个安装大型倒梯形弹翼的空空导弹，梯形弹翼在弹体中段，导引头外还有四片梯形稳定翼，弹体尾部还有四片固定式双三角尾翼，梯形弹翼翼展达970毫米，比弹体尾部的770毫米尾翼翼展还要大，好处是不用陀螺舱就可利用弹翼的差动偏转稳定弹体横滚。导弹横向过载大，远距离的机动性就高，适宜对付高机动性目标，R-27的最大过载是35个G，远高于30个G的AIM-7“麻雀”空空导弹，和AIM-9L“响尾蛇”格斗空空导弹相当。而且R-27最大射程达到惊人的170千米，三倍于AIM-7“麻雀”空空导弹。苏联实现大射程的办法就是加大、加长弹体，增加发动机推进剂，非常简单粗暴，由于射程远，R-27可以先敌发射，抢先命中，即使对手也发射AIM-7“麻雀”空空导弹，也会因载机被击落而失去引导。如果采用大过载机动摆脱，也会因大过载机动损耗高度和速度，机动过程中也无法引导AIM-7“麻雀”空空导弹。R-27载机通过不断发射R-27，迫使对手不断损失高度和速度，累积近距格斗优势，取胜的几率就大。AIM-7“麻雀”空空导弹有效射程在50千米以内，导弹导引头最大截获距离30至40千米之间。这是因为AIM-7“麻雀”空空导弹采用全程半主动制导体制，需要载机脉冲雷达主机的连续波发射器照射，导弹导引头接收到目标反射的回波后，将其与接收到的载机雷达波比较，根据目标的多普勒频率差异挑目标信号。这种制导方式简化制导环节，可以下视下射，但要求导弹导引头截获距离覆盖全射程，很难提升射程。如果AIM-7“麻雀”空空导弹想达到170千米射程，战斗机的连续波发射器要达到驱逐舰的大功率照射雷达那么大，这是无法做到的。R-27惯性导航和数据链中距修正加末段半主动制导的体制则先进得多，R-27是一个庞大空空导弹家族，分为R、T、A三个系列，R系列是半主动雷达制导型，T系列是红外制导型，A系列是主动雷达制导型，每个系列又分各种改进型号、衍生型号、子型号。苏联空空导弹都有雷达制导型和红外制导型。这个做法是因为苏联微电子技术落后于西方，半主动制导雷达导弹在复杂电磁环境下效能不高，所以并行发展两种制导方式。红外制导型R-27采用复杂的高精度复合透镜、锑化钢和硫化铅线型光电管，覆盖红外波段带宽相当宽，能探测尾喷管高温，也能探测到飞机蒙皮，载机可以偷偷进入敌机后半球远远发射红外制导型R-27后立即脱离，敌方飞行员会浑然不觉，空战灵活性宽松了很多。然而R-27空空导弹虽然是有各种创新，但缺陷是下视、下射能力和抗干扰性较差，发射平台机动过载超过3g便无法发射，因此在多场局部冲突中战绩极差，有“无控火箭”的糟糕名声。不过R-27空空导弹让中国空军真正地认识到了什么是中距空战，此时中距空空导弹已经开始进入以AIM-120和R-77为代表的主动雷达制导中距空空导弹时代。世界首款主动雷达制导空空导弹是美国AIM54“不死鸟”，AIM54“不死鸟”重达447千克，射程超过200千米，主要用于拦截笨重的大型轰炸机，对苏-27战斗机接战距离只有70至140千米，战斗机发现导弹临近时只需做一个4.4G以上的机动就可以规避该型导弹攻击。AIM-54在攻击6~7g过载的目标时，有效射程只有37公里，因此上世纪80年代美国研制AIM-120空空导弹时，只要求射程为75千米，这是按照F-15C战斗机雷达的标准规划的，在设计F-22A战斗机时又缩小了导弹翼展，使弹舱里容纳6枚导弹，射程也增至120千米。
二、中国今天的中距空空导弹水平
使用苏-27和R-27的年代，10架苏-27也打不过一架F-22战斗机，拦截有F-22战斗机护航的飞机是痴人说梦。中国空军直到2000年购买苏-30MKK战斗机后才拥有了R-77主动雷达制导中距空空导弹，R-77的购买数量也不多，因为中国90年代中期发展的“霹雳”12主动雷达制导中距空空导弹在2004年开始装备歼-10、歼-11B及歼-8II战机，苏-27和苏-30战斗机的火控系统经过修改后也可使用，“霹雳”12中距空空导弹射程约80~90公里，性能达到了AIM-120C的水准。而美国通过不断改进AIM-120发动机性能，AIM-120C-5型的新型发动机射程比AIM-120B提升了50%，AIM-120C-7型通过优化弹道提升射程，AIM-120D虽然发动机和C-7型一样，但通过飞控软件和降低阻力进一步提升射程。在外形尺寸基本不变的情况下将AIM-120D增至160公里，并于2020年批量装备部队。中国也在2017年研制成功“霹雳”15空空导弹，目前世界上只有“霹雳”15和AIM-120D可以超视距隐身空战。俄罗斯的RVV-AE/SD空空导弹只是R-77基础上的改进型号，最大射程仅100公里，欧洲的“流星”空空导弹虽然射程达100公里，但没有隐身战机可用，“伽利略”卫星导航系统也无法保障中段制导。“霹雳”15是世界上唯一使用有源相控阵主动雷达导引头的空空导弹，T/R模块使能量馈电损耗大幅减少，导引头探测距离可达50公里，电扫描体制可在毫秒内改变波束迅速锁定大范围高机动目标，而在带宽、波形控制、功率管理、低可截获性和抗干扰能力方面远优于AIM-120D。“霹雳”15还采用双脉冲固体火箭发动机，导弹燃料分为2段，第一段燃料用于发射和加速，用完毕后导弹进入惯性滑行，当需要追击目标时，发动机再次启动重新加速。AIM-120在研制选型时也曾有双脉冲发动机方案，但因太过复杂最终未采用，而装普通固体火箭发动机的AIM-120B发动机工作时间为17秒，射程为75公里，发射初始需要5公里加速距离，11秒后才可以以4马赫速度飞行6秒，在17秒内导弹可以飞行25公里。在这个5-25公里的有动力射程中被称为“不可逃逸区”，17秒后火箭发动机关闭，导弹依靠惯性飞行，越飞越慢，到60公里后速度只有1.2马赫，只能攻击不机动的目标，想提高打击率，战机只能在5-25公里内发射导弹，因此AIM-120D理论上最大射程是160公里，实际有效射程不到100公里。“霹雳”15虽然射程没有太大优势，但导弹能在弹道末端再次加速，没有衰减速度，不可逃逸区也不会衰减，而且“霹雳”15飞行速度可达5-6马赫，远高于AIM-120D的4马赫（飞行中还会不断衰减）。这就意味着“霹雳”15无论是发射到接敌时间、机载雷达照射时间都比AIM-120D短，大大压缩对手反应时间，空战中射程越远其攻击包线也就越大。“霹雳”15可以更好地发挥高抛弹道，攻击包线比AIM-120D更宽泛，可在更远的距离上发动攻击，而且歼-20有完备的数据通信系统，可与友机在空战中形成“A射B导”。而F-22没有配备通用数据链，只能单机作战，相比之下，AIM-120D已经处于劣势，由于载机雷达从截获到引导导弹命中150公里距离上的敌机至少需要2分钟，需多次照射修正数据，这样会触发敌方雷达告警系统。因此隐身战机通常是在预警机通过数据链指挥下，采用关闭雷达状态飞往预定空域，在远距离上发射导弹，在导弹即将抵达目标空域时才开机搜索目标，再通过数据链引导导弹进入弹载雷达作用范围，然后隐身战机关闭雷达撤离，这种战术大大降低自身暴露风险，也大大降低对手发现和对抗几率。美国空军在研制F-22、F-35战斗机的设想是利用隐身及空间态势感知优势，前出至敌人战斗机群必经航线附近设伏猎杀敌方战机。但中国现在也拥有隐身战机，而且有完善的反隐身探测系统，美国空军的“突前埋伏”打法如同裸奔，反有被歼20隐身战斗机偷袭的风险。歼20可以用“霹雳”15先打掉F-22极度依赖的预警机、加油机，尽可能远距离发动攻击，F-22将不得不一次次规避远距空空导弹，落入R-27导弹设想的境地，还没进入近距格斗之前，就已落败了。美军其实也知道这些问题，目前正在着手解决，除了为F-22增加数据链系统外，在2017年匆忙开始研发AIM-260空空导弹，计划将射程提高2倍，采用有源相控阵雷达导引头，以期在短期内获得可以抗衡“霹雳”15的应急导弹。可中国已经开启了新一代300公里超远射程空空导弹的研发工作，并已经装在歼16战斗机上了。
三、击落佩洛西的虚拟推演
美军在日本部署有F-15战斗机，但考虑到隐形战机对非隐形战机的杀伤比率约为10:1，因此不可能用这种战斗机护航。因此F-22战斗机是首选，美国的F-22战斗机主要部署在夏威夷和阿拉斯加，不可能跨越半个太平洋到达台湾岛，这么做飞行员要飞行十几个小时，就算飞到也已经累死了。所以美国必须先将F-22战斗机移到东亚，美军西太平洋有几个基地可用，日本的三泽空军基地、嘉手纳基地、韩国的乌山基地，但这些基地离中国只有400千米-850千米，受到中国弹道导弹的威胁，美国空军不会选择将F-22战斗机部署在这么不安全的地方。那么可以选择的只有距离台岛2900千米的关岛安德森空军基地，F-22战斗机的可用率在2021财年时为50.81%，也就是美军最多可以出动25架F-22战斗机到西太平洋，但护航最多6架，支撑25架F-22战斗机和相应的支援飞机往返至少需要部署34架加油机才行，美军部署在关岛的加油机也没这么多。
假设中国空军打算拦截佩洛西，可以有第3航空兵旅的24架歼-20可用，可在靠近台湾岛以东的海区建立3个空中巡逻区。当中国挂载超远程空对空导弹的隐身战斗机建立起空中巡逻区时，美国的E-3预警机就被迫后退150-300海里，也就不能探测到海峡内的低空目标，即使E-3预警机不退也发挥不了作用，其对隐形战斗机的探测距离也只有35公里。失去特种飞机的支援美国空军将对175-210海里外的空情一眼黑，但护航仍要继续，F-22战斗机需要飞行3.5小时才能到达，期间要进行2次空中加油。在这期间，歼-20从芜湖起飞，半个小时后就可抵达东海上空，在预警机的指挥下在直径800公里的警戒区内伺机而动，作战模式是雷达不开机，由预警机指示目标，中国的空警500预警机使用反隐身的相控阵雷达，对隐形战机的发现距离远于E-3预警机。当预警机发现佩洛西专机后，不断修正目标信息引导歼-20悄无声息地向目标扑去。在距专机约150公里处时对预警机进行确认后，歼-20飞行员随即打开20瓦的有源固态相控阵雷达，雷达屏幕马上显现出运输机硕大的亮点，锁定后立即打开弹舱弹出2枚“霹雳”15中距空空导弹，随后雷达短促开机，以几个脉冲引导导弹进入自主攻击。然后脱离接触，“霹雳”15中距空空导弹对笨拙的C17运输机几乎是一击即杀。如果美军将护航的F-22战斗机布置在前方，歼-20就必须穿透F-22战斗机的拦截。F-22战斗机没有光电探测系统，在没有预警机的情况下只能打开雷达。输出功率为10瓦的AN/APG-77有源固态相控阵雷达理论探测距离是296公里，但对隐形战斗机只有25公里。一旦F-22战斗机打开雷达，就像在黑夜里打开手电，探测距离越远就越容易被用三角定位原理确定其位置。歼-20拥有光电探测系统，雷达不开机，没有预警机也可使用光电探测系统搜索目标。尽管F-22有战斗机有红外隐身措施，但红外特征仍然可以在100公里外被跟踪和锁定。歼-20发现F-22战斗机就立即发射“霹雳”15中距空空导弹。F-22战斗机只能凭借雷达告警器捕捉到歼-20的雷达方位，由于F-22战斗机的雷达不能在40-50千米之内发现歼-20战斗机，而歼-20战斗机的雷达是短促开关，F-22战斗机只好向雷达告警器显示的方位发射AIM-120C导弹还击。可AIM-120C的弹载雷达对隐形战斗机有效探测距离只有2公里，这样盲射自然不可能打得中什么，而歼-20战斗机可以通过红外探测系统引导导弹扑向F-22战斗机，F-22战斗机只有两个选择：一是放弃护航，将发动机功率推到最大，滚转转弯180度后逃命。F-22战斗机的逃命技术可谓举世无双，一但进入超音速巡航可以甩掉任何三代战斗机，但是转弯过程中飞机会逐渐从1.4马赫降到0.7马赫，转到180度时时速只有555公里，这个速度无疑是逃不过飞行速度可达5-6马赫的“霹雳”15空空导弹的，何况扔下佩洛西专机，可是要上军事法庭的。所以第二个选择是继续向前，打开发动机加力转向120度，利用飞机和导弹飞行路线的夹角，在飞机态势显示器上不断缩短的红线几乎要与飞机重合突然进行9个G转弯机动，在导弹还没反应过来时使飞机与导弹形成90度夹角就可以躲过导弹。这时双方进入目视距离之内，刚刚超机动动作损失大量能量的F-22战斗机速度只有0.8马赫，如果歼-20发射红外制导导弹，F-22战斗机无处可逃。如果F-22战斗机被解决掉，佩洛西专机要么被击落，要么中国放其一马让她返航。当然，以上只是虚拟推演，但也不是异想天开，这个虚拟推演建立在三个基础上：一，中美隐身战斗机和远程空空导弹的性能对比；二，根据美军自己的F-22战斗机和歼-20战斗机的模拟交战数据，美国军方早己将歼-20当成F-22的唯一对手，而且还是底气不足，缺乏信心，美国传媒曾建议用航母护航，那雷达性能数据、飞行性能数据、火力数据都不如歼-20的F-35战斗机更挑不起这一重担；三，美国国防部关于佩洛西之行的风险评估。就看佩洛西有没这个勇气了，当然了，这些虚拟推演还是不要成为事实的好。
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