中国轰炸机向何处去

作者:晨枫老苑

本文转载自:晨枫老苑(ID:ChenFengLaoYuan)

在捍卫南海主权的远程巡逻和震慑台独的绕岛飞行中,轰-6一马当先,但轰-6毕竟老了。在图片里看不出来,但走近看看(比如说在北京军博),轰-6只有波音737的大小,加上时代限制,突防力、航程、载弹量都受到限制。中国需要下一代轰炸机。确实,轰-20的传闻时有所闻,各种猜测也此伏彼起,但下一代中国轰炸机会是什么样的呢?

轰炸机有核轰炸与常规轰炸两大任务。核轰炸具有可中途召回、更换目标、改变当量的能力,可确认目标后再攻击,可在国家战略指挥通信系统瘫痪后由飞行员依据预定战略意图继续执行任务。这些是洲际导弹无法实现的。核轰炸依然有不可替代的作用。但中国到美国的距离太远,北极航线的往返飞行已经超过现行航空技术和飞行员耐力容许的极限,飞越俄罗斯和加拿大的核轰炸有难以克服的政治困难,飞越北太平洋的绕道航线就更远了。但在核武器小型化和战术化的时代,第一岛链到中太平洋的美军目标依然是中国轰炸机核打击的理想目标。
 
中国轰炸机向何处去
常规轰炸不仅可打击固定的面目标,也可打击机动的点目标。带制导的滑翔炸弹和近程攻击导弹具有至少几十、上百公里的横向射程,一架B-2可携带80枚JDAM炸弹,单机一次出击就可打击几十个重要目标。换成反装甲顶攻击制导子母弹的话,3架B-2一次出击打垮一个装甲师进攻的说法虽然夸张,但不是没有可能的。轰炸机的长航时也适合在海上搜索攻击敌人的舰队。
但轰炸机首先要生存到投射弹药才谈得上完成这些任务。在现代防空(包括防空战斗机和防空导弹)高度发展后,轰炸机演变为两个分支:突防轰炸机和域外打击轰炸机。突防轰炸机是传统轰炸机的延伸,要求突破对方防空圈后抵近攻击。域外打击轰炸机则用防区外发射的远程武器发动打击。
域外打击轰炸机回避了突破防空圈的生存力问题,但防区外发射武器的尺寸大、重量大、成本高,每次出击可投射的弹药数量有限,大量使用有负担能力的问题,远程武器本身也有突防的问题。远程武器的战斗部重量和威力有限,对付特别坚固的目标的能力也有限。
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突防轰炸机通过速度或者隐身提高生存力。速度通常和高度一起,但在现在,除非是高超音速和4万米以上的高度,单靠速度和高度已经很难有效突防了。隐身成为主要突防手段。隐身可等效为增加对方防空圈的雷达覆盖空隙,通过穿越防空盲区来提高生存力。由于可以抵近攻击,突防轰炸机以近程的直接攻击弹药为主,可携带的弹药数量大、成本低。直接攻击弹药从投弹到命中的时间短,对方的拦截窗口也小,还可以用低成本的直接攻击弹药实行饱和攻击,增加了弹药的突防能力。特别坚固的目标通常也只能用重型直接攻击弹药打击。
轰-6是作为突防轰炸机诞生的,但很快就丧失了足够的生存力,不再能作为突防轰炸机使用了。中国为轰-6研制了各种巡航导弹(包括反舰导弹),据说现在还有发射高超音速导弹甚至弹道导弹的能力。米格-31发射从“伊斯坎德尔”改装而来的“匕首”,使得射程从500公里增加到1200公里。轰-6的速度和高度不及米格-31,但依然能借助空射优势,据报道东风17的射程达2500公里,空射时射程增加到4000公里以上没有压力,甚至可达5000公里。这使得轰-6具有打击夏威夷的能力,或者能对关岛绕着圈子打,从意想不到的方向迂回攻击,增加防御难度。轰-6依然是很能打的域外打击轰炸机,但还是不够。
对中国来说,以民航货机改装域外打击轰炸机不现实,且不说各种技术困难,首先就缺乏可用的改装平台。以更大的运-20为基础改装也未必可行。
运-20可在空中像货物空投一样投放装载巡航导弹的托盘,然后导弹与托盘分离、点火、转入正常飞行。这在技术上没有克服不了的难题,美国C-17已经做过这样的发射试验。用现成的运输机直接改装还有专用机队、增加可用的域外打击轰炸机的好处。但现有空运任务繁重,不可能留出足够数量,全时专用为域外打击轰炸机。需要时临时调用在理论上可能,实际上不现实。不会有运输机闲来无事等命令,也难以在轰炸和空运任务发生冲突的时候互相协调。
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C-17最大空投高度约8000米,运-20应该相仿。用于发射巡航导弹的话,需要大大提高空投高度,比如13500米以上,才能发挥空射增程的优势。运输机的驾驶舱是不能单独加压的,提高空投高度需要把加压驾驶舱和非加压的货舱分开,保持气密。
用货物托盘空投可不用导弹挂架,部分解决巡航导弹的发射问题。不过这样的装载和空投效率不高,可携带的导弹数量较小,空投所需时间较长。运输机空投时的飞行速度有限制,这对于伞兵和货物空投并不是问题,但用于空投巡航导弹就速度太低了,需要有专门措施确保巡航导弹与货物托盘在空中可靠分离,转入稳定的飘飞姿态,然后点燃助推器加速,并转入正常飞行状态。
运输机上也需要加装火控系统,在发射过程中把目标数据传送到导弹。
各种改装代价不菲,全部改装、只用部份太浪费,部份改装则调度困难加剧。如果真要用运-20作为兼职轰炸机,需要全新制造。在制造运-20的产能本来已经很紧张的现在,这很难做到。
更大的问题是,中国急需能打击第一岛链至中太平洋目标的突防轰炸机,域外打击轰炸机只是补充,不能替代。
中国的常规的战术打击力量和全核的战略打击力量都得到很大的发展,但两者之间的核常两用准战略打击力量还较欠缺。东风26、东风17都属于这一层次,但手段相对单一,数量也很不足。突防轰炸机的投弹量是难以替代的。比如说,对于日本、菲律宾的美军基地和设施,需要足够的投弹量才能造成失能。战争也是要讲经济效益的。在和平时期,更高的战争经济效益意味着可持续发展;在战争时期,更高的战争经济效益意味着更加强大的拼消耗实力。大国之间的战争最终还是靠拼消耗取胜的。
突防轰炸机的主要武器是直接打击弹药。远程武器和直接攻击弹药之间没有明确的界限,而且随着技术的发展,直接攻击弹药也不“直接”了。一般说来,直接攻击弹药已经超过了铁炸弹,而包括无动力的滑翔炸弹和有动力的短程导弹,射程在50-700公里级。美国JSOW、JDAM和SDB都属于直接攻击弹药,SLAM-ER和AGM-142“突眼”也属于这类,中国也有类似的武器。远程武器主要是动力飞行的巡航导弹(包括高超音速助推滑翔导弹和高超音速巡航导弹),射程在700-2500公里级。美国的“战斧”和JASSM-ER都属于远程武器,同样,中国也有类似的武器。
“战斧”巡航导弹约180万美元一枚,JASSM-ER约105万美元一枚,但JDAM只有29000美元一枚。昂贵的导弹对点目标都能做到百发百中,但廉价的无制导铁炸弹就需要倾泻几百上千枚才能确保摧毁点目标。考虑到大机群出动和保障飞机,用少量的巡航导弹发动精确打击实际上效费比更高。但JDAM等本身是精确制导武器,解决投送的轰炸机的突防和生存力问题后,打击成本差异就很显然了。
突防轰炸机本身的成本也应该计入,但以B-2为例,一次出击可携带16枚JASSM-ER,但可携带80枚JDAM,突防-直接攻击组合的效费比依然更高。
巡航导弹还有国家弹药库存的问题。在伊拉克、前南斯拉夫和利比亚,美国空军几次差不多打空了巡航导弹的国家库存。在大国竞争的大环境下,对手幅员较大,防空较强,片面倚重域外打击是不可取的。美国空军只采购了6500枚JASSM-ER,但采购了36万枚JDAM,正是战争经济学的现实使然。
在1991年的沙漠风暴作战中,美国空军每天出动约1200架次,打击约4800个目标。伊拉克的战场幅员有限,伊拉克的防空也在第一时间被打垮了,所以美国空军以近程和直接攻击弹药为主,域外打击为辅。以此为参照,在大国对抗中,每天打击4800个目标根本不够,但就算这些目标,如果全用JASSM-ER的话,15天就要打掉750亿美元,这就是美国军费的1/10了。这还是假定所有JASSM-ER都没有因为故障而自毁,而且防空拦截没有造成任何损失。这当然是不可能的。就是美国也打不起这样的战争。反过来对中国也一样。
远程武器的单价与射程几乎成线性关系上升。2010年兰德的一份报告认为,在30年的使用周期内,只要冲突时间超过20天,突防轰炸机就具有成本优势。2020年的米切尔研究所(美国空军学会的研究机构)报告则认为,与使用巡航导弹或高超音速导弹的域外打击轰炸机相比,只要冲突时间超过10-15天,突防轰炸机就具有成本优势。
关于作战成本,另一个2012年兰德报告还有更详细的计算:
C=SDD+F*I+E*D*I
C:作战行动总成本
SDD:系统研发投资
F:固定投资因子(轰炸机成本除以出动率和携带弹药的数量)
I:作战强度(单位:打击数/天)
E:消耗性开支因子(每枚弹药的成本*需要确保效果的重复投弹数)
D:作战持续时间(单位:天)
把突防攻击用p表示,域外攻击用s表示,则突防攻击和域外攻击的总成本分别为:
Cp=SDDp+Fp*I+Ep*D*I
Cs=SDDs+Fs*I+Es*D*I
在Cp=Cs时,可以解算作战强度I与作战持续时间D的关系:
D=[(SDDp-SDDs)/I+(Fp-Fs)]/(Es-Ep)
也就是说,这是D-I平面上的双曲线。在这双曲线上,突防攻击和域外打击的效费比相同,两个选择没有差别。在高于曲线的上方区域里,突防打击的效费比更高,离曲线越远,差别越大;曲线下方区域为域外打击的效费比更高,同样,离曲线越远,差别越大。
就全新研制的突防轰炸机和域外打击轰炸机(从民航客机改装)的情况,兰德使用了如下参考数据:

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兰德考虑了如下历史战例(每天投弹数用1000磅炸弹等效):
  • “滚雷”(Rolling Thunder):轰炸北越,1320天,每天974枚,1965-1968年
  • 1968年B-52总出动数:轰炸越南和老挝,366天,每天2500枚
  • “尼亚加拉”(Niagara):越南克山战役,77天,每天2857枚,1968年
  • “后卫一号”(Linebacker I):轰炸北越,165天,每天1515枚,1972年
  • “后卫二号”(Linebacker II):轰炸北越,10天,每天4000枚,1972年
  • “沙漠风暴”(Desert Storm):入侵伊拉克中B-52的部份,40天,每天2000枚,1991年
  • “执意行动”(Deliberate Force):轰炸塞尔维亚武装,17天,每天60枚,1995年
  • “沙漠之狐”(Desert Fox):轰炸伊拉克,4天,每天173枚,1998年
  • “无限长臂”(Infinite Reach):巡航导弹打击阿富汗的基地组织,1天,发射75枚,1998年
  • “联盟力量”(Allied Force):轰炸塞尔维亚,78天,每天230枚,1999年
  • “持久自由”(Enduring Freedom):入侵阿富汗,76天,每天153枚,2001年
  • “伊拉克自由”(Iraqi Freedom):入侵伊拉克中B-1和B-52的部份,22天,每天1343枚,2003年
比照历史数据,只有“沙漠之狐”、“执意行动”、“无限长臂”作战落入巡航导弹打击的效费比更高的情况,“持久自由”、“滚雷”、“后卫一号”、“后卫二号”、“尼亚加拉”、“沙漠风暴”、“伊拉克自由”、1968年B-52总出动数、“联盟力量”都落在使用突防打击具有更高效费比的区域。
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弹药成本与射程基本上成线性上升关系,射程加倍,成本也差不多加倍。新技术可能进一步增加成本,如高超音速导弹
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作战行动持续长度(纵轴D,以天为单位)和打击强度(横轴I,以每天打击次数为单位)的历史数据。蓝线为轰炸机与导弹的成本等价线
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对数坐标的D-I图
D-I图的另一种画法是用对数坐标,信息是一样的,只是显示更加易读一点。尾巴带弯的深蓝线代表突防攻击和域外打击的成本等价线(Equal Cost线),紫色斜线代表给定弹药数量的情况(Equal Weapons线),绿色斜线则为每天发射不超过3000枚巡航导弹而且发射总数不超过3000枚的情况,黄色水平线表示轰炸机需要在使用寿命里用于作战多少天才能“收回研发成本”,浅蓝色竖直线表示美国空军现有B-2轰炸机所能实现的轰炸力度的极限。显然,“伊拉克自由”、“沙漠风暴”换到现在的话,光用B-2已经不可能完成了,限定每天发射数量不超过3000枚的域外打击轰炸机力量也不可能完成。“沙漠之狐”、“执意行动”、“无限长臂”还行,这些都是相对有限的行动,与打击中国大陆的大量目标是差好几个数量级的问题。反过来,日本和菲律宾并没有那么大,
结论:除非每天只发射个位数导弹的零打碎敲式作战行动,只要作战行动超过6-10天,基本上可以确认突防轰炸机用直接攻击弹药的成本更低。这是包含了研发、采购因素的,如果考虑轰炸机可以用于不同作战行动而巡航导弹是一次性使用的话,轰炸机的优势更大。
随着现代化的深化,中国人从吃得饱向吃得好转化,中国空军的打击力量也在从打得到向打得爆转化,轰-20是关键。据认为,这是与B-2相当的隐身飞翼轰炸机,也可能像B-21一样,有所缩小,大大强化ISR作用,适当弱化炸弹卡车的作用。对大陆目标可能载弹量不足,但对于第一岛链目标还是对症下药的。
在域外打击轰炸机方面,轰-6依然是能打的,但中国还需要更大、更先进、能携带洲际导弹的域外打击轰炸机。
中国的核政策是不首先使用核武器,因此特别强调通过机动发射确保在敌人的第一波打击中生存下来。轰炸机空中发射是终极的机动发射。从中国领空发射空射洲际导弹不仅得到广大内陆空域的掩护,也使得导弹的路径更加多变,增加美国的探测和拦截困难。空射洲际导弹可能需要飞越西伯利亚和加拿大,但那是在大气层外,没有领空问题,政治上相对不敏感。
中国有必要全新设计大型域外打击轰炸机,主要用于外挂和发射洲际导弹、巡航导弹、高超音速导弹,还可用于远程海上攻击。这些尺寸大、重量大的导弹只能外挂。这是美国B-52得以长葆青春的关键。在运-20的气动、发动机和结构技术基础上,中国是可以在不长的时间里推出全新的域外打击轰炸机的。需要全新设计机体,直径可以大大缩小,对于超大、超重载荷考虑机腹半埋挂载,但要大大加强机翼,便于一般导弹的翼下重载外挂。
图-160那样的大型变后掠翼超音速轰炸机并不必要。M2.5以下的超音速突防优势已经可以忽略不计了,但这还是有利于高速远程大幅度转移发射位置,使得导弹从不同方向射向目标,增加对方的拦截困难。但变后掠翼的技术难度大大增加,日常保障费用和采购单价也更为高昂,战术优势并没有那么突出。综合考虑下来,还是以高亚音速为宜。
如果说F-22和歼-20代表了上一个美国领先、中国追赶的里程碑,轰炸机就是下一个了。

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