美國第五代空中靶機項目發展情況淺析

第五代空中靶機（5GAT）項目，是美軍近年唯一一個全尺寸靶機項目。該項目從2006年就開始醞釀，之后進展到驗證機實機發展階段，驗證機首飛墜毀后項目停止，2023年又重新啟動。該項目和靶機本身的發展，都值得進行分析并吸取其中的經驗教訓。

QF-16A/C靶機

發展5AGT靶機的目的，是補充并一定程度取代QF-16A/C靶機。因此有必要首先探討QF-16A/C的發展和使用。

改裝所需的F-16A Block 15和F-16C Block 25/30此前都封存在亞利桑那州戴維斯·蒙森（Davis-Monthan）空軍基地。它們會首先解除封存，然后由波音公司改裝為QF-16。

具體改裝內容包括：增加一套通用遙控自動駕駛儀/自動油門系統（使飛機實現完全無人遙控飛行）；增加一套視覺增強系統（VAS），一套指令遙測系統（CTS），一套有效載荷控制系統（PCS），一套飛行中斷系統（FTS），一套矢量命中記錄系統（VSS），一套傳輸距離220千米的海灣靶場無人機控制系統（GRDCS）數據鏈。此外，QF-16不但能攜帶常規的箔條彈和紅外誘餌彈，還能Pez7PpjxUkAyueYgDC+YLIxnwkYP7qfDaEt4jEJa0dI=掛載AN/ALQ-167和AN/ALQ-188等電子戰吊艙。

完成改裝后的QF-16靶機會有最多300小時飛行壽命。在此期間，主要飛無人任務，但需要時也可以有人構型飛行，這可能是因為要維持飛行員飛行技能，也可能是因為用戶需要有人在環來支持任務（如支持陸軍愛國者導彈系統測試）。這些飛機會先飛非摧毀性任務直到剩余約10小時壽命，之后用于可能被摧毀的供靶任務。

從上述內容可以看到：QF-16A/C全尺寸靶機，能夠比較真實地模擬三代機。但它的生產和使用成本仍然比較高，而且完全不能模擬具備隱身能力的四代戰斗機。也正是出于這個考慮，美軍才啟動了5GAT靶機項目的發展。

5GAT靶機項目概述

鑒于確實存在的使用需求，早在2006年，美國國防部就著手組建了一個團隊去分析新一代隱身靶機的具體需求。這個項目定義階段一直持續到2016年，才完成靶機初步設計。在此期間的主要工作，是細化提煉對隱身靶機的具體指標要求。論證期間的一個重要變化是不再尋求徹底替代QF-16A/C靶機，而是作為前者的補充。此外在這個階段，成本一直是論證工作中的重要因素，這也導致了最終將動力裝置從商用小型渦扇發動機轉向來自退役T-38教練機的J85加力渦噴發動機。

2017年3月，論證階段結束后，作為項目管理方的美國陸軍工程兵合同辦公室（US Army Corp of Engineers Contracting Office）將合同頒發給Sierra Technical Services（STS）公司，這份合同涵蓋到完成5GAT驗證機的生產和試飛。2019年2月，公司又收到新的合同，需完成第二架驗證機。2020年1月，公司宣稱在第一架驗證機上完成首次發動機開車，并相繼完成了一系列地面測試。測試完成后，飛機控制、使用流程和關鍵性能里程碑都相繼達到允許起飛降落的標準。到2020年9月，公司宣稱已經完成所有首飛前的地面試驗，包括15次低速滑跑試驗和9次高速滑跑試驗。2020年10月，第一架驗證機在首飛時墜毀，此后項目停滯。2021年1月，公司承認首飛墜毀，同時宣布分包給5D Systems研發的航電包完成既定目標。

2022年4月，美國陸軍重啟全尺寸隱身靶機項目。2023年8月，更換項目主管單位后，新的發展合同授予位于南卡羅萊納州的先進技術國際公司（Advanced Technology International， Inc.），合同價值7720萬美元合同。而在該合同中，Sierra Technical Services仍然負責機體的發展和生產（2023年10月，Kratos收購了Sierra Technical Services）。但此后該項目再沒發布任何后續信息。

因此根據公開資料：鑒于客觀需求仍然存在，5GAT項目尚未被再次中止，但何時能再次進展到原型機試飛，還無法預測。

5GAT靶機概況

從其設計用途來分析，5GAT靶機設計重點在于：隱身、低價、高機動。該機并未公開完整參數，但從已經公開的零散資料來看，這些設計要點被貫徹到全機設計的幾乎所有方面。

5GAT采用小展弦比后掠翼，上表面與機身上表面幾乎完全融合，前緣固定無活動面，后緣除靠近翼尖處外均布置為控制面。前機身細長，后機身與機翼完全融合。后機身兩側為固定式進氣口，有很寬附面層隔道。收放式前三點起落架，主起收回后位于進氣道和機身外形之間的空間內。面積很大的外張雙垂尾，后緣布置方向舵。現有資料都明確稱其發動機來自T-38教練機，有資料稱其起落架同樣來自T-38教練機。

5GAT靶機分析

隱身

隱身是5GAT的設計重點。其設計中采取了相當多的措施來縮減信號特征：

總體方案采用無尾三角翼布局，取消了平尾，減少了能產生反射的部件。同時采用外張雙垂尾，來消除角反射，進氣口平面斜切并與機翼前緣對齊。

固定式進氣口進行斜切，進氣道有大的S形彎曲來阻擋雷達波入射。發動機噴口外被固定噴口罩包裹且噴口罩后端面進行鋸齒處理。

機體幾乎為全復合材料結構，如圖4所示。機身為若干個硬殼式整體部件組成，主要依靠大厚度殼體承載，內部設施數量很少的復材加強框來承受集中載荷，機翼上下表面均為單個大型復材部件。這種結構形式不但有利于減重，而且能有效減少接縫等不連續處，有利于隱身。機身部件同時也按照隱身要求對部分接縫進行鋸齒化處理。

從這些措施分析，5GAT能將雷達截面積（RCS）降低到明顯低于三代機的程度。同樣，這種全復材結構，在進行大批量生產時能夠有效降低生產成本和使用成本。至于“大量采用整體復材構件，會導致口蓋數量偏少”的問題，也因為5GAT本身使用頻率不高、系統簡單而無需大量維護而緩解。

飛行性能

關于其具體參數，鑒于其并未完成試飛，也沒有完整公開其設計指標，只在各個渠道有少量零散數據，因此不太能進行詳細評估。表1列出了公開消息中的少量相關數據。其中TRAP和DELTA是其方案設計階段的兩個后期方案的設計參數，據信DELTA方案是5GAT的詳細設計基礎。

5GAT沿用了T-38A的發動機（可能還沿用起落架），兩者的平臺設計水平和飛行性能就有了比較意義。

首先對比重量。

（1）起飛重量。即便簡氏年鑒中都未能給出重量數據，公開信息上起飛總重量也有4.4t/5.4t/1.2萬磅級等多個數據。但考慮到有“5GAT靶機借用T-38A的起落架”的說法，可以認為其起飛重量大致在4.4-5.5t這個范圍。T-38A為雙座教練機，其起飛重量中應包含有2名飛行員、2臺彈射座椅、風擋艙蓋、座艙設備等，總重量不應低于450kg。換言之，直接將T-38A無人化，重量不會超過5t。所以，5GAT的起飛重量相當于僅比T-38A無人化后最多輕600kg，甚至可能更高。

（2）載油量。有資料稱5GAT為1800-2000kg，與T-38A的1700-1800kg（583美制加侖）基本相當；需要注意的是：T-38A的所有油箱都是軟油箱而不是重量更輕的整體油箱。因此燃油系統的重量，T-38A基本與5GAT相當。

綜上所述，5GAT的空機重量即使在最好情況下也僅比T-38A略輕，甚至可能更重。5GAT幾乎為全復材結構，發動機和起落架和T-38A相同，前機身因為無需布置座艙而比T-38A更窄，但在這些有利因素存在的前提下，其空機重量仍然和T-38A相當，那么可以初步認為其機體設計水平低于T-38A。

再對比飛行性能。將收集的5GAT零散性能數據和T-38A進行對比見表2。

同樣，如果說5GAT的起降性能不如T-38還可以歸咎于“無尾三角翼布局的起降性能固有地偏低”，那么在重量和載油量相當的情況下續航力和升限也明顯低于T-38，很有可能是設計的問題。當然，也可能有大S進氣道導致的效率不高的因素。

此外，在上世紀50年代研制了F-102/F-106這兩種截擊機之后，美國航空業就再沒有實際研制過戰斗機尺寸的無尾三角翼飛機。這種設計經驗的斷層，或許導致飛控軟件的內在缺陷沒有被發現，因此即使完成了首飛前的所有測試（包括高速滑跑測試），它仍然在首飛期間因為未發現的軟件缺陷而墜毀，并且項目因此就幾乎徹底擱置。而在項目重新啟動之后，飛控問題是否能得到解決，還有待觀察。

總結

隨著隱身技術的擴散和實用，美國軍方確實需要一種能夠真實模擬高機動隱身飛機的靶機。所以，在停止兩年后，5GAT項目仍然得以重啟。盡管更換了主承包商，但仍然由Sierra Technical Services負責機體的發展和生產，所以可以認為軍方對該公司的設計思路仍然是認可的。因此，有必要對該型號的后續發展保持持續關注，從中吸取可供參考的經驗教訓。