 鷹，搏擊長空而無畏。 海鷹資訊，力求以鷹一般的氣魄、視野和迅捷去打造專業(yè)的情報資訊，讓繁復世界中最有價值的情報盡收眼底。 12 導語 2016年9月，隨著QF-4靶機結束了長達20年的裝備和使用，美國空軍最新型QF-16靶機開始登上武器測試和戰(zhàn)術演練的舞臺。該機憑借著出色的高機動能力，可以用于測試在研武器的戰(zhàn)術性能和磨礪飛行員的作戰(zhàn)技藝，承擔起新一代全尺寸靶機（FAST）的各項任務。根據最新報道，今年5月，3架QF-16靶機通過攜帶電子干擾吊艙，模擬了逼真的戰(zhàn)場環(huán)境，用于F-35戰(zhàn)斗機的戰(zhàn)術性能測試。 作為世界上最著名的第四代戰(zhàn)斗機之一，F-16戰(zhàn)斗機在近40多年時間里已經承擔了空對空、空對地和科研試飛等任務，從現在開始將充當起全尺寸超聲速靶機的新角色。該機可以真實地模擬當前世界各國服役的第四代戰(zhàn)斗機，使美國空軍和美國海軍的飛行員及時體驗到空中對手的各種潛在威脅，并通過演練各種戰(zhàn)術，尋找到獲得空中優(yōu)勢的制勝之道。  測試武器需求作為武器測試和軍事訓練的一種無人駕駛飛行器，靶機利用遙控或者是預先設定好的飛行路徑與模式，在軍事演習或武器試射期間模擬敵軍的航空器或來襲導彈，為各類型導彈系統(tǒng)提供假想的目標與射擊的機會。目前，利用退役高性能戰(zhàn)斗機改裝為高速大型靶機在主要軍事大國實施武器測試和戰(zhàn)術訓練中不可或缺。 QF-16靶機的正式服役可以滿足美國空軍作戰(zhàn)訓練和武器測試的長期需求。根據《美國法典》第10卷第2366節(jié)的規(guī)定，一種導彈系統(tǒng)在進入全面生產前必須接受致命性測試。與其他軍兵種不同，美國空軍裝備有退役戰(zhàn)斗機改裝的全尺寸靶機，由隸屬于第53武器評估大隊的第82靶機中隊為美國國防部行使這個職能。 自從越南戰(zhàn)爭結束后，美國空軍開始大量使用由退役戰(zhàn)斗機改裝而成的無人駕駛靶機，有意識地增強飛行員的空戰(zhàn)能力，先后裝備了PQF-102、QF-100和QF-106等型號，從1997年開始使用由F-4系列“鬼怪”戰(zhàn)斗機改裝而來的QF-4靶機，用于各種訓練和試驗。這些靶機不僅幫助了美國空軍飛行員較好地掌握各種空戰(zhàn)戰(zhàn)術和使用新型武器，同時還被用來測試各種新型防空武器系統(tǒng)。 20世紀90年代后期，美國空軍在評估新型武器作戰(zhàn)效能的過程中消耗了大量的QF-4靶機，導致庫存數量日益減少。同時，QF-4靶機無法模擬新一代高性能戰(zhàn)斗機的潛在威脅，在對抗第四代戰(zhàn)斗機的新型武器試驗中已經顯得力不從心。為此，美國空軍在本世紀初不得不提前考慮QF-4靶機的替代機型，盡早發(fā)展出一種高性能靶機。 美國空軍希望新型靶機既能減少當前系統(tǒng)的開支，又能模擬日益增強的潛在空中威脅。盡管采用小型靶機也是一種選擇，但小型靶機對許多試驗任務來說顯得力不從心，而某些武器試驗需要全尺寸靶機來測試其毀傷能力。例如，AIM-9X空空導彈的彈頭相對較小，其準確性將是評估打擊能力的主要指標，這就需要一種全尺寸靶機。此外，小型靶機不能全面提供全尺寸靶機的各項對抗指標，更無法攜帶相對較大的AN/ALQ-188干擾機。 在這種背景，美國空軍基于F-16戰(zhàn)斗機作為后繼型的前提，于2001年提出了“超級靶機”計劃的初步方案。當時，美國空軍比較受青睞的方法是把退役的F-16戰(zhàn)斗機和亞利桑那州戴維斯·蒙森空軍基地庫存的F-16戰(zhàn)斗機改裝成靶機，但是對于價格不菲的空中平臺改裝為靶機有些猶豫不決。 直到2006年1月，美國空軍才正式著手選擇一種后繼機，以滿足10年后對全尺寸靶機的需求。隨后，美國空軍向一些承包商發(fā)出招標，要求他們對各種選擇方案進行分析并提出建議。根據計劃，新型空中優(yōu)勢靶機的研制計劃在3年內正式啟動，預計花費4年時間完成研制和驗證工作。 2007年6月，美國空軍在新一代靶機招標方案中表示，退役戰(zhàn)斗機、無人駕駛飛行器、外國飛機或全新設計平臺都可以參與投標。接著，各大承包商紛紛提出了各自的投標方案。其中，洛克希德·馬丁公司的QF-16方案和波音公司的QF-18方案比較受青睞，BAE系統(tǒng)公司也提出了一種全新設計方案，此外還有一個方案是從國外購入退役F-4系列戰(zhàn)斗機的機體，再改裝成靶機。相比之下，基于退役F-16戰(zhàn)斗機的QF-16方案成為第四代靶機項目的最有力競標者。 美國空軍從1997年起開始使用QF-4靶機 2016年8月10日，QF-4靶機準備執(zhí)行最后一次無人駕駛任務 授予研制合同從設計改進來看，QF-16靶機是在退役F-16戰(zhàn)斗機的基礎上加裝遙控飛行設備，作為空中戰(zhàn)術訓練的靶機和空空導彈、雷達、地空導彈等新型武器與系統(tǒng)測試的誘餌，用于評估美國現役戰(zhàn)斗機和各種武器如何抗衡潛在的對手。因此，QF-16靶機的性能應該與F-16戰(zhàn)斗機基本相似，同樣保持著最大過載9g的高機動性。 就技術而言，QF-4靶機已經具備自主程序著陸能力，但是美國空軍出于安全起見，還繼續(xù)使用地面站，通過手動備份來應對緊急情況。美國空軍在新一代高性能靶機項目中，明確要求不再依靠手動備份，使得自主著陸的可靠性成為競爭過程中至關重要的一環(huán)。 2008年12月18日，洛克希德·馬丁公司利用美國空軍試飛學校的一架可變穩(wěn)定性飛行模擬試驗機（VISTA）成功地完成了自主著陸飛行，標志著F-16戰(zhàn)斗機首次完全依賴計算機控制而成功著陸。這架試驗機在整個著陸過程中，借助機載計算機，完美地控制了飛機高度、姿態(tài)、速度、下滑角和下降率。 當時，該公司研制自主著陸程序的初衷是為了減輕飛行員的負擔，增強安全性。隨著新一代靶機計劃浮出水面，研制人員希望這一關鍵技術突破有助于QF-16方案在美國空軍新一代高性能靶機的競爭中脫穎而出。無疑，此次飛行試驗的成功顯示出經過改裝的F-16戰(zhàn)斗機可以具備高度可靠的自主著陸能力，成為確保QF-16方案在競爭中獲勝的一個關鍵因素。 然而，“超級靶機”項目的競標結果出乎預料。美國空軍盡管十分看好F-16戰(zhàn)斗機的自主著陸技術，最后卻將QF-16靶機的研制和生產合同授予了波音公司。究其原因，波音公司領導的QF-16研制團隊包括了BAE系統(tǒng)公司位于約翰遜城的飛行系統(tǒng)分公司，充分滿足了美國空軍在QF-16設計、研制和生產合同中提出的所有要求，可以更好地降低研制成本，節(jié)省改裝經費。 2010年3月8日，波音公司獲得一份價值6970萬美元的合同，負責QF-16靶機的初始設計和制造。4月22日，首架退役的F-16C“戰(zhàn)隼”戰(zhàn)斗機飛抵波音公司位于塞西爾·菲爾德的制造廠，開始接受改裝。 QF-16靶機是在F-16戰(zhàn)斗機的基礎上加裝遙控飛行設備，作為空中訓練的靶機和空空導彈、雷達、地空導彈等新型武器和系統(tǒng)測試的誘餌，用于評估美國現役戰(zhàn)斗機和各種機載武器如何抗衡潛在的對手。與目前使用的QF-4靶機相比，QF-16靶機是一種高性能的平臺，將成為第四代靶機的代表。在使用中，QF-16靶機能以有人駕駛模式飛行，或在某個遙控范圍內實現無人駕駛飛行。 2008年12月18日，VISTA試驗機首次完全依賴計算機控制實現自主著陸 2010年4月22日，F-16戰(zhàn)斗機飛抵位于塞西爾·菲爾德，準備接受改裝 加裝專用設備從改裝過程來看，F-16戰(zhàn)斗機由于采用了電傳飛控系統(tǒng)，相對于F-4等采用機械操縱系統(tǒng)的戰(zhàn)斗機更容易改裝。從任務能力來看，QF-16靶機充當著一種確認武器攻擊效果的系統(tǒng)。因此，它配備有一個機載記錄系統(tǒng)，主要用于搜集相關數據，報告導彈如何迫近及其飛行軌跡。 為此，波音公司拆去了F-16戰(zhàn)斗機原有的20毫米機炮和火控雷達，在機身內部安裝了3000多根電線，實現數據的高速傳輸。同時，波音公司在QF-16靶機上安裝了一些專用硬件設備，允許該機以無人駕駛模式飛行，同時也可以接受地面控制系統(tǒng)的遠程控制。 地面控制系統(tǒng)分為兩種，一種是位于佛羅里達州廷德爾空軍基地的海灣靶場靶機控制系統(tǒng)（GRDCS），另一種是位于新墨西哥州白沙導彈靶場的靶機編隊控制系統(tǒng)（DFCS）。波音公司在QF-16原型機飛行試驗期間，利用了一輛安裝有GRDCS和便攜式發(fā)射塔的移動拖車，在地面上的飛行控制員與QF-16靶機飛行員之間建立了通信聯絡。 模擬測試過程中，地面控制站在為導彈設定好預計攻擊區(qū)域的坐標。然后，QF-16靶機利用自身的機載系統(tǒng)，驗證導彈擊中這些坐標，并探測導彈的距離和速度。如果所有的數據都匹配，任務就可以認定為一次成功地“摧毀”。 值得一提的是，波音公司還在QF-16靶機上加裝了一種飛行終止系統(tǒng)，可以在飛機失控的情況下，由地面人員啟動“自毀開關”，避免造成地面人員和財產的損失。2010年8月20日，研制人員曾經專門實施過一次F-16戰(zhàn)斗機的引爆試驗，測試了飛行終止系統(tǒng)的功能。 試飛期間，美國空軍第82靶機中隊負責QF-16靶機的測試工作。2012年5月4日，波音公司和美國空軍在佛羅里達州杰克遜維爾附近的塞西爾·菲爾德海軍航空站首次完成了QF-16靶機的有人駕駛模式飛行。當天下午3點5分，波音公司試飛員詹森·克萊門特駕駛這架QF-16原型機從機場起飛，然后爬升到12500米高度，在持續(xù)66分鐘飛行過程中測試了基本性能。其后的試飛過程中，克萊門特只是作為一名“乘客”，不再操縱任何控制設備。 同年10月，波音公司完成了工程與制造發(fā)展（EMD）階段，將6架不同批次的退役F-16戰(zhàn)斗機改裝為QF-16靶機，其中包括2架Block 30、2架Block 25和2架Block 15。11月19日，波音公司向廷德爾空軍基地交付了首架QF-16原型機，用于在海灣靶場上空完成一些工程測試項目。接著，該項目研制人員又馬不停蹄地趕往霍洛曼空軍基地，為在白沙導彈靶場上空進行的國家飛行測試評估提供必要的技術支持。
2010年8月20日，美國空軍實施了一次F-16戰(zhàn)斗機的自毀試驗
2012年5月4日，QF-16靶機在有人駕駛模式下實現首飛  開展飛行測試就改裝項目而言，QF-16靶機成功完成自主飛行將成為如期服役的關鍵。2013年9月19日下午，在完成了飛行前檢查之后，走出了座艙，隨著座艙蓋徐徐落下和自動鎖緊，QF-16靶機在跑道上等待著起飛升空的指令。3點，試飛員在廷德爾空軍基地的地面控制站內發(fā)出指令，遙控QF-16靶機自主起飛，并在一個小時飛行測試中完成了橫滾、半滾倒轉等一系列模擬機動、超音速飛行和自主著陸，最大飛行速度達到1.47馬赫，成功驗證了新一代靶機的自主飛行性能。 作為EMD階段的重要環(huán)節(jié)，QF-16靶機接受實彈測試不可或缺。2014年7月的一個清晨，QF-16靶機飛臨美國陸軍白沙導彈靶場上空，首次接受地空導彈攻擊測試。當時，地面靶場發(fā)射的一枚導彈模擬攻擊了QF-16靶機，在足夠近距離內引爆。導彈盡管并未擊中靶機，但并不意味著測試失敗，因為波音公司考慮到還有更多測試工作需要完成，并不希望在每次測試中都摧毀一架價值數百萬美元的“玩具”。在測試過程中，導彈和靶機上的各種傳感器都會將相關數據傳輸給研究人員。 時隔不到兩個月，QF-16靶機又在9月5日從廷德爾空軍基地自主起飛，在墨西哥灣上空被一架F-15戰(zhàn)斗機發(fā)射的空空導彈擊中。這次實戰(zhàn)測試成功地驗證了QF-16靶機在評估武器系統(tǒng)對四代機殺傷性能方面的能力，標志著QF-16項目的技術發(fā)展階段圓滿結束。 在工程研制階段，波音公司先后將6架退役F-16戰(zhàn)斗機改裝為QF-16靶機，用于各項性能試飛和實彈測試。按照合同，低速初始生產已經在2013年第四季度開始，第一批13架生產型QF-16靶機從2015年開始陸續(xù)交付到美國空軍第82空中靶機中隊（ATS）。當年3月20日，該中隊正式接收了波音公司改裝的第一架生產型QF-16靶機。該機在前機身標有QF-007序號，改裝自密歇根州美國空軍國民警衛(wèi)隊退役的一架第30批次F-16C戰(zhàn)斗機（機尾號86-0233）。 根據計劃，第一批生產型QF-16靶機在2015年內陸續(xù)交付到第82靶機中隊，并在10月底具備初始使用能力。同時，美國空軍已經授予了第二批23架QF-16靶機的生產合同，第三批生產數量預計為25架。根據計劃，波音公司將陸續(xù)向美國空軍交付126架QF-16靶機。著眼長期需求，美國空軍希望將這一數字增加到210架，但取決于未來的防務預算。
2013年9月19日，QF-16靶機完成首次無人駕駛飛行
2015年3月11日，首架QF-16靶機飛抵廷德爾空軍基地后接受飛行后檢查 正式裝備使用2016年8月，QF-16靶機準備正式接替QF-14靶機，承擔全尺寸靶機的戰(zhàn)術任務。8月17日，QF-4靶機從霍洛曼空軍基地起飛，在新墨西哥州白沙導彈靶場完成了最后一次無人駕駛任務。當時，來自愛德華茲空軍基地的一架F-35A戰(zhàn)斗機發(fā)射了兩枚AIM-120中距空空導彈，“擊落”了QF-4靶機。該機并未出現損壞，最后安全著陸，正式結束了服役生涯。 9月23日，美國空軍宣布QF-16全尺寸靶機形成初始作戰(zhàn)能力（IOC），意味著該機憑借著超音速性能和高過載能力，可以有效模擬現役的第四代戰(zhàn)斗機，將在F-35戰(zhàn)斗機的初始作戰(zhàn)與評估中扮演主要角色。 今年2月10日，QF-16靶機在霍洛曼空軍基地首次完成了有人駕駛飛行。4月底，美國空軍將3架QF-16靶機部署到愛德華茲空軍基地，協助F-35聯合作戰(zhàn)測試小組（JOTT）評估第五代隱身戰(zhàn)斗機在空戰(zhàn)中是否能夠有效應對配備了電子干擾吊艙的敵機。在兩周時間里，QF-16靶機攜帶了電子干擾吊艙，在測試中模擬了逼真的戰(zhàn)場環(huán)境，為JOTT提供了有效的數據。 目前，美國空軍已經開始批量采購QF-16靶機。2015年3月，波音公司獲得了2850萬美元的合同，用于改裝25架退役的F-16戰(zhàn)斗機，2016年3月28日，美國空軍全壽命周期管理中心授予波音公司一項價值3440萬美元的第四批次改裝合同，用于將30架F-16戰(zhàn)斗機改裝為QF-16靶機。 今年3月14日，美國空軍授予波音公司一份價值2460萬美元的合同，用于生產第5A批次的QF-16靶機。這份合同包括18架QF-16全尺寸靶機及其為期四年的保障服務，預計相關工作將在2021年4月27日完成。 與此同時，隨著俄羅斯和中國自行研制和生產具備低可探測性的第五代戰(zhàn)斗機，美國空軍已經明確表示需要發(fā)展一種新型靶機，以幫助美國戰(zhàn)斗機飛行員和地空導彈操作人員學習如何發(fā)現并摧毀敵方的隱身飛機。據國外媒體的最新報道，美國空軍學院的學員們最近完成了一種隱身靶機的基本設計工作。 從目前公布的想象圖來看，第五代空中靶機（5GAT）采用了簡單的三角翼，以目前T-38“禽爪”教練機的J85發(fā)動機為動力。這種靶機的設計目的是測試空對空和地對空導彈，并確?，F代化探測系統(tǒng)可以識別并鎖定第五代戰(zhàn)斗機。五角大樓作戰(zhàn)測試和評估辦公室負責管理這個靶機項目的羅格·卡比尼斯少校表示：“5GAT將具備第五代戰(zhàn)斗機的突出特性，那是QF-4或QF-16靶機所不具備的?！睆哪壳巴嘎兜男畔砜矗?GAT擁有出色的飛行性能和優(yōu)異的穩(wěn)定性，雖然確切的低可探測性數據依然保密，但顯然比QF-16靶機更加隱身，這一點至關重要。
霍洛曼空軍基地的飛行員正在準備駕駛QF-16靶機升空
今年5月，QF-16靶機用于測試F-35戰(zhàn)斗機的電子對抗性能 隨著QF-16項目的穩(wěn)步推進，波音公司希望進一步增強QF-16靶機的性能，將其發(fā)展為一種完全可以作戰(zhàn)的無人駕駛平臺。此前，美國國防部先進研究項目局（DARPA）曾經強調，類似QF-16靶機的平臺在未來戰(zhàn)爭中具有為地面部隊提供近距空中支援的潛力，目前這一任務主要由現役固定翼和直升機承擔，而MQ-1和MQ-9等無人機也扮演了重要角色。 據波音公司介紹，研制人員曾經考慮為該機增加經過改進的數據鏈，使其可以達到常規(guī)無人機的飛行高度和續(xù)航距離，從而可以承擔起空中監(jiān)視和近距空中支援等任務。2014年5月初，波音公司負責QF-16項目的總工程師保羅·塞杰斯對《簡氏防務周刊》表示，QF-16無人機對于進入敵方領土和承擔危險任務來說是一個理想方案，可以有效避免飛行員承擔任何風險。他認為QF-16靶機還具有很大的潛力，作為一架無人機，它將具備更快的速度，及時趕到目標上空。 波音公司還自行投資發(fā)展了其中一些能力，首先需要升級飛行控制系統(tǒng)，同時還要讓QF-16靶機具備類似其他無人機的航程。第一步是尋求借助備用地面站和數據鏈使其能夠正常飛行，這樣就不必受到兩個地面站的限制。對此，塞杰斯表示，目前無人機可以做到，QF-16靶機就沒有理由不做到這一點。 波音公司將數百架F-16戰(zhàn)斗機改裝為QF-16無人機的商業(yè)目的是顯而易見的，但是目前很難判斷美國空軍從這種衍生發(fā)展平臺中能否受益。在使用成本上，無人機駕駛的F-16戰(zhàn)斗機與有人駕駛的F-16戰(zhàn)斗機差別不大，甚至有可能需要同樣水平的人力來支持它。 QF-16無人機的作戰(zhàn)效能可能受到限制的另一個問題是它的航程。與“捕食者”和“死神”相比，F-16戰(zhàn)斗機是一種短程飛機，需要透過空中加油才能實施中、遠程攻擊任務。至少在近期內，美國空軍不可能使用現役空中加油機為一架QF-16無人機實施空中加油。 此外，F-16戰(zhàn)斗機的性能有可能會妨礙其扮演一種無人攻擊機的角色。目前，“捕食者”和“死神”級別的無人機的一個方面是飛行速度相對較慢，擁有足夠的續(xù)航能力，可以徘徊在目標上空，針對感興趣的區(qū)域或目標逐步建立起具有足夠細節(jié)的圖像，獲得優(yōu)異的態(tài)勢感知信息。相比之下，無人駕駛的F-16戰(zhàn)斗機可以在相對低的高度以相對高的速度作戰(zhàn)，但是對于地面操作員來說，控制一架無人機就如同通過一根吸管來看世界，在低空和高速狀態(tài)下，操作員的態(tài)勢感知能力將受到嚴格限制。 QF-16無人機可以有一個用途，即突擊到敵方防空火力下，為緊隨其后的有人駕駛的戰(zhàn)斗機和攻擊機掃清障礙，但是這種相當有限的作戰(zhàn)用途也受到質疑，原因在于恢復和改裝數百架退役F-16戰(zhàn)斗機的成本對于美國空軍來說是否物有所值。 因此，就目前而言，波音公司考慮將退役F-16戰(zhàn)斗機發(fā)展為無人戰(zhàn)斗機似乎不存在太多技術問題，但是要得到美國空軍的認可卻是一個極其困難的事情。
目前，美國空軍尚未考慮將現役F-16機隊發(fā)展成MQ-16無人機。 本文刊載自2017年《無人系統(tǒng)技術》第4期 作者：溫杰 轉載請務必注明出處 版權所有，違者必究 |
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