脫歐狂風后的風暴英國“暴風”戰斗機計劃（下）

溫杰

英國國防部推出“暴風”計劃旨在探索可能構成未來空戰平臺的各種技術和系統，從初期概念設計、局部細節優化到設計方案凍結，最終的原型機將在多個方面有別于當前的全尺寸模型。如果說“暴風”戰斗機在氣動布局方面具備了隱身、速度、機動性和航程等關鍵性能，那么，“暴風”團隊正在通過設計和研制，力求在作戰平臺的靈活性、升級性、連接性和經濟性方面實現革命性跨越。

首當其沖的是，“暴風”團隊著手尋求在信息融合及攻擊方式等領域突破現役第五代戰斗機的設計理念，創新性地提出了具有未來風格的“可穿戴式駕駛艙”概念，展示了下一代作戰飛機的全新人機交互方式。或許這是“暴風”戰斗機有別于現役五代機的最重要特征。此次，英國國防部率先啟動六代機研制工作，希望吸引到更多的合作伙伴，從而確保研制與發展工作順利實施。

探索虛擬座艙

“暴風”戰斗機在設計上的一個突出特點是采用虛擬駕駛艙。在范堡羅航展上，觀眾可以現場參觀和親身體驗全尺寸模型的駕駛艙，但與以往不同的是，并沒有看到常見的顯示器和儀表，只有一個完全空白的黑色屏幕。但觀眾在駕駛艙內戴上頭盔后，各種戰術信息顯示在眼前，一目了然，如同身臨其境。

這是BAE系統公司正在精心打造一種虛擬駕駛艙的概念，未來的頂尖飛行員可能會使用全新的虛擬航空電子設備，而不再需要傳統的顯示器、儀表和操縱桿。航展期間，BAE系統公司臨時使用了“攻擊者Ⅱ”（Striker Ⅱ）頭盔顯示器和低成本的消費電子技術，充分展示了“暴風”戰斗機未來準備采用的“可穿戴式駕駛艙”具有幾乎無限的可能性。

從設計來看，該系統將充分利用當前一些高科技公司正在開發的增強現實（AR）技術，創造出可以在現實世界的基礎上投影各種數據的“眼鏡”。目前，美國的蘋果公司和谷歌公司等一些高科技公司都致力于研發這類系統。更重要的是，這種技術可以根據飛行員的不同喜好進行更改，并可以輕松升級，以顯示一些新功能，同時還可能監控飛行員的注意力，最終也可能應用到商業航空中。

這種虛擬駕駛艙概念的獨特之處是采用了“心靈感應”技術，使飛行員能夠通過眨眼等特定動作控制未來的戰斗機。激進的駕駛艙系統將監控飛行員的一舉一動，可以跟蹤他們的眼神和腦電波，以準確地計算出飛行員正在注視的目標，并預測他們下一步要做什么。

BAE系統公司的首席技術專家基恩·佩奇表示，正在研制的“可穿戴式駕駛艙”不再采用傳統駕駛艙的大多數實體設備和裝置，而是將其替換為通過頭盔投射的虛擬顯示屏。從本質上講，它是一種僅使用軟件的駕駛艙，具有適應性強、可重新配置和便于改裝升級的特點。在研制這種虛擬駕駛艙過程中，研制人員需要考慮哪些控制方式對飛行員來說至關重要，然后使其更容易管理。這種駕駛艙具有先進的人機界面，包括眼動追蹤和手勢控制，可以提供直觀和復雜的任務管理。

眼動追蹤技術讓飛行員可以選擇有意注視一些東西，將其作為重點，然后做一個手勢來“按下”一個按鈕，而不再是在戰斗機上配備一系列實體物理按鈕。在駕駛艙設計方面，簡單地理解飛行員在執行某項任務的特定階段所注視的位置是非常有用的。這種技術真正智能的地方在于，根據飛行員注視的方向，可以推斷出飛行員關注的目標，然后使用智能系統來支持任務實施，有效地減少飛行員的工作負荷。BAE系統公司希望以一種并不總是需要請求許可的方式來完成任務，避免頻繁地打擾飛行員，分散其注意力，但同樣重要的是，飛行員必須始終清楚智能系統在執行什么任務。

如果研制工作順利，“可穿戴式駕駛艙”無疑將成為世界上最好的增強現實技術，并將影響到飛機設計的方方面面。首先，該系統比傳統的駕駛艙控制設備更輕，有助于設計師減輕飛機總體重量。更重要的是，該系統允許實現模塊化功能，擁有靈活且可升級的系統，可以有效地應對未來作戰環境的不確定性。如系統軟件更改、或將新型武器和新型傳感器改裝到平臺上時，選擇自定義顯示器和控制設備的位置，這樣就可以減少改裝時間，確保工業部門更加靈活，并可以根據作戰環境的不同要求，響應客戶的變化，更加直觀和易于操作。

擴展任務能力

根據最新發布的《空戰戰略》，英國國防部啟動“暴風”計劃的另一個驅動因素是英國空軍在未來“將需要一個高度靈活的空戰系統，可以適合于執行各種各樣的軍事行動”。可見，“暴風”戰斗機將扮演多用途作戰平臺的角色。英國空軍將能根據不同戰術任務來快速調整系統，以增加新功能或改變其性能。

針對這一需求，BAE系統公司在航展通過圖片展示了潛在的多用途能力。根據不同任務，“暴風”戰斗機可以提供“角色適合”的附加功能，例如低可探測性的保形油箱、武器投放系統、空中發射無人機的布撒器、大型模塊化傳感器、用于偵察和激光定向能量武器的遠程傾斜攝影系統。新一代戰斗機的系統架構支持“即插即用”方式，可以將這些設備靈活地內置于系統設計中，輕松地集成新的算法和新的硬件。

在“暴風”全尺寸模型旁，BAE系統公司還通過圖片和文字簡要介紹了下一代戰斗機的其它一些設計特點，如可重構通信模式、網絡化協同交戰、人工智能（AI）和機器學習、多光譜傳感器完全集成在子系統級以及先進的數字制造工藝。

英國國防部在《空戰戰略》中還專門談到了“金字塔”項目，即研制一種開放式架構任務系統。這項技術將使升級過程相對簡單，更具成本效益，并允許合作伙伴及出口客戶輕松集成自己的任務系統。而作為研制團隊成員之一，意大利萊昂納多公司已經著手成熟一些關鍵技術，以提供下一代傳感和通信技術以及先進的開放式架構任務系統，從而明顯改變傳感器在作戰系統中的使用方式。

與此同時，“暴風”團隊所堅持的另一個設計理念是能夠提供重要的信息優勢和保證任務有效性，使未來空戰系統充當“力量倍增器”，可以與各種民用和軍方的平臺和部門實現互操作，不僅包括空中、陸地、海洋和太空，還包括網絡領域和無人駕駛系統。根據任務需要，“暴風”戰斗機還能指揮一個無人機群，進一步加大敵方防御難度，并提高自身的存活幾率。

順理成章，“暴風”戰斗機在設計中將重點突出協同作戰能力，目的是在戰場上進行合作，共享傳感器數據和情報，以協調攻擊或防御行動的能力。這項技術可能成為未來戰斗機的標準配置，允許“暴風”使用可重新配置的通信系統和數據鏈路，與己方的飛機、艦船或地面部隊融合傳感器數據。這種能力還允許一個平臺將傳感器數據傳遞到另一個平臺，然后可以在不暴露自身位置的情況下發射導彈。

然而，當前F-35戰斗機上的網絡化計算機引起了人們對它很容易遭到黑客攻擊的擔憂，因此，威廉姆森在演講中將“對于網絡攻擊的恢復能力”視為“暴風”戰斗機的一個重要特征。

可選駕駛模式

值得注意的是，威廉姆森在范堡羅航展上表示，“暴風”戰斗機在設計上既可以有飛行員也可以是無人駕駛。這暗示英國國防部已經考慮在相同的平臺上探索發展出有人駕駛戰斗機和無人駕駛戰斗機（UCAV），或者形成有人機與無人機的協同作戰模式。可見，“暴風”另一項重要技術是采用可選擇有人駕駛技術，意味著無論是否配備飛行員都能升空執行任務，甚至實現遠程飛行。

近年來，隨著無人駕駛飛行技術的日益成熟，UCAV被視為空戰的未來，但迄今為止尚未真正問世。此次，英國國防部通過周密考慮后，決定在近年來廣泛實施技術驗證的基礎上發展可選有人駕駛戰斗機，旨在通過型號項目測試這種技術的作戰效能。然而，可選有人駕駛戰斗機盡管提供了避免使飛行員在危險任務中面臨風險的手段，但仍然存在有人機的成本和性能劣勢。因此，作為“暴風”計劃的主導者，BAE系統公司在設計和研制過程中必將面臨更多的挑戰。

近十年來，BAE系統公司通過研制和測試“雷神”驗證機，已經成功掌握了UCAV所需的一系列關鍵技術，接著，在英法兩國的FCAS計劃下，與達索公司合作發展一種未來的無人作戰平臺，優先承擔的任務包括壓制和摧毀敵方防空系統（SEAD/DEAD）、攻擊機場、打擊戰略目標、空中攔截和執行武裝偵察任務。

當時，FCAS概念建立在英國空軍F-35和“臺風”、法國空軍“陣風”等有人駕駛戰斗機與無人戰斗機協同作戰基礎上。根據長遠設想，飛行員在駕駛“臺風”執行任務時，后座的武器系統操作員可以控制無人戰斗機以自主模式實現“蜂群”飛行。早在2006年，英國國防部曾經利用兩架試驗機進行了“自主式指揮控制”項目的試飛評估。

盡管受到英國脫歐的影響，英法FCAS計劃無果而終，但BAE系統公司的研制團隊已經對有人系統與無人系統之間如何實現協同作戰進行了深入研究，取得了積極的進展，形成了較為完善的設計理念。同時，該公司還強調了FCAS計劃將著眼于有人/無人編隊（MUM-T）的關鍵技術，主要集中在通信系統和數據鏈。

隨著“暴風”計劃的橫空出世，同一平臺具備可選有人駕駛能力，必將大大增加執行戰術任務的靈活性。根據作戰想定，無人駕駛的“暴風”戰斗機可以充當一個攜帶更多攻擊武器的“武庫機”，支援戰斗機的打擊行動。更重要的是，它可以按照指令先行進入有爭議的空域，以增強目標識別效果，從而有利于戰斗機從防區外發起攻擊，以免遭受地空導彈的攻擊。

從作戰概念看，BAE系統公司更傾向于保持人在回路中，以便在關鍵時刻做出重要決策，同時也認為，無人駕駛的“暴風”戰斗機在各種必要情況下，需要按照任務屬性和在不斷變化的環境下作戰，應該具備獨立實施作戰行動的能力。此前，BAE系統公司通過“雷神”驗證機已經測試了自主攻擊能力。該機借助于傳感器自主地確定一個目標，然后通過模擬方式實施了攻擊。顯而易見，BAE系統公司發展UCAV在關鍵性能和作戰使用方面已經不存在任何技術障礙，從而促成了英國國防部作出研制可選有人駕駛“暴風”戰斗機的重大決策。

展望未來空戰

對于“暴風”計劃的橫空出世，英國皇家航空學會同樣給予了極大關注，并對“可穿戴式駕駛艙”在空戰中的使用進行了細致的介紹和描述，設想了“暴風”戰斗機在2040年部署到英國空軍的前線基地后，飛行員如何訓練和作戰的一些情況。從中，我們更好地理解這些頗具科幻色彩的尖端技術所帶來的顛覆性，將對未來空戰產生深遠影響。

在一個安靜的空戰模擬訓練室內，一名英國皇家空軍“暴風”FGA 1飛行員在他的個性化頭盔上輕輕一滑，并將其接入到作戰空間的中央計算機中。隨著設備啟動，在頭盔的護目鏡上開始閃爍，并通過視網膜掃描識別了飛行員，然后繼續向他提供情報更新信息，包括沖突和作戰區域的圖像和實時視頻。接著，頭盔系統檢查飛行員的飛行服中嵌入的各種生命體征，記錄他的心率和呼吸。同時，頭顱傳感器評估他的神經活動狀態、應激水平和感知能力。

隨后，駕駛艙內彈出一個菜單：“任務演習，是/否？”。飛行員點擊了“是”，透過護目鏡上的透明菜單可以看到的模擬訓練室消失了，取而代之的是戰斗機的駕駛艙和目標的衛星圖像——紅色圓頂顯示為地對空導彈位置的范圍，藍色和紅色的圖標散布于天空中。此時，“暴風”戰斗機駕駛艙的低頻噪音通過頭盔的揚聲器填滿了飛行員的耳朵。

接下來，頭盔給出了此次任務規劃，所有選項看似漂浮在虛擬空間中。飛行員按下一個“虛擬HOTAS”上的按鈕，并移動他的手，將一個顯示器向左略微移動，同時，飛行員的手套中觸覺反饋傳感器給予他觸摸真實的按鈕和開關的觸覺反饋。

對于外部觀察者來說，飛行員似乎坐在空戰模擬室的駕駛艙座椅上，同時用手輕掃屏幕，并移動隱形的HOTAS操縱桿。在執行空戰任務中，他向空曠的地方瞥了一眼，不時自言自語：“暴風2，武器解鎖，交戰”，“暴風3，重返編隊”。

在虛擬空戰過程中，飛行員一直在實施各種戰術，爭奪空中優勢，此時，AI注意到他的心率和神經活動都有所加快，已經接近任務飽和狀態。在執行任務時，飛行員發射了兩枚導彈，隨后聽到了在3D空間內來自背后的新威脅。這時，AI自動詢問：“自主等級2，是/否？”。這是AI軟件對頭盔內發生的高強度作戰狀態做出的反應，并詢問他是否希望由AI接管僚機和通信的命令。“不，保持現狀”，飛行員回復。

最后，飛行員在空戰的警報和聲音之外聽到了一個語音指令：“結束，授權579中隊作戰校核”。在一幅凍結的地面視圖中，天空中有爆炸和凝結的尾跡，隨后被空戰模擬室取代，此時只有一個透明的菜單評估飛行員在模擬任務中的表現。結果顯示，所有的星形符號都是呈現綠色，表明飛行員的作戰能力得到進一步提高。

從總體設計來看，“暴風”戰斗機將采用一個模塊化的內部載荷艙，可以根據任務需要重新配置各種傳感器或武器。在航展現場，全尺寸模型旁邊展示了一枚“流星”遠程空對空導彈和一枚“長矛3”（SPEAR-3）空地導彈。預計，最終服役的“暴風”戰斗機可以攜帶MBDA公司與英國部國防部正在聯合研制的一些未來武器，如下一代“縱深攻擊”巡航導彈和反艦導彈，還包括定向能武器。

值得關注的是，威廉姆森在范堡羅航展的演講中還提到了高超音速導彈和致命性無人機群，以增強新一代戰斗機的進攻能力。同時，BAE系統公司在一個附圖中顯示，“暴風”戰斗機的載荷艙內可以攜帶4架小型無人機，通過集群方式投放和展開作戰，并利用AI來優化“蜂群”的行為，以減輕飛行員的工作負荷。

由此可見，BAE系統公司主導的研制團隊正在借助于多年的技術積累，厚積薄發，準備2020年完成總體設計，力爭通過國際合作，在2025年實現“暴風”原型機的首次試飛。在英國脫歐一波三折的背景下，“暴風”團隊任重道遠！