如何击败中国战斗机，美国空军假想敌中队模拟和中国战斗机空战

　　前言：

　　2015年1月14日，美国在关岛举行北方对抗军演，美、日、澳、韩、纽、菲6国100架军机展开空战对抗军演，美军曾用F-35A战斗机和双座型的F-16D战斗教练机模拟机动性与F-16在伯仲之间的歼10战斗机进行多达17次的空战，F-35A全部落败，如果F-16D战斗教练机加上头盔瞄准器与R-73之类的高偏轴格斗导弹后，和F-35A的交换比可以达到1：50，F-35战斗机在没有AIM-9X与头盔显示器情况下，要求转弯性能从持续2G/瞬间7G，提高到持续4G/瞬间9G，其空战的生存率将从40%提高到50%，提升比例有25%((0.5-0.4)/0.4)，但如果拥有AIM-9X与头盔显示器，其生存率的差距只有75~80%，提升比例只有7%，这使得F-35成为机动性平平的打击机，

　　

　　一：能量机动性理论的诞生

　　1965~1968年，美国发动了二次大战后规模最大、时间最久的战略轰炸“滚雷”战役，北越在苏联协助下很快建立起一支防空力量，令人惊讶的是北越空军击落了22架F-105战斗轰炸机，只损失了27.5架米格机，交换比大幅胜过朝战时MiG-15对F-86的1:13，F-105战斗轰炸机高空可达到2马赫，当时几乎没有战机跟得上，美军认为它可赢得空战，可是遇到了麻烦，北越空军1架又1架地起飞逐渐消耗美军的战机，美国空军发现手上居然没有任何的护航战机，迫不得已只好采购海军发展的F-4战斗机，F-4战斗机不但体型庞大，而且发动机的尾烟不小，MiG-19与MiG-21，侧面看还算勉强可以看到，一旦转向以正面冲来时就会瞬间从眼前消失。等到肉眼恢复接触时已经冲入了导弹的最小有效距离，根据美国军方在1970年代对空战的研究报告显示约有80%空战的失败者，在被击落前根本没看到敌机在哪里，F-4战斗机时常成为那8成的受害者。

　　

　　F-4战斗机发展目的是拦截苏联导弹载机，特别强化了对付大型、笨重的导弹载机空对空武装，但无法对付小型、灵活的米格战斗机，飞行员在能目视辨认米格战斗机之前，米格战斗机已逼近了麻雀导弹的最短有效距离，而且米格机会以小半径转弯或躲到低空中，早期的麻雀导弹无法应付这两种情况，导致先进的F-4战斗机经常被落后的米格-15，米格-19，米格21战斗机暴打，麻雀导弹最大的问题就是在超视距射击时，发射机必须保持30~40秒的照明，在视距内发射也要维持10~20秒。在这段时间内雷达只能对准目标，也只能攻击这唯一的目标，不论命中与否发射方都将进入对手的目视距离，这表示战机再优越，一场空战中顶多击落1~2架敌机，如果敌机数量2倍以上，极可能已被另外1架敌机所瞄准。

　　

　　美国海空军痛定思痛，检讨空战失利的原因后，决定从两个方向着手改善，以约翰，伯依德为首的战机黑手党创办了能量机动性理论，认为空战性能的关键不在于飞得有多高多快，而在于达到最高的持续转弯率;转弯率较高的战机能在一到两圈的回旋中咬到敌机后方，因此立于不败的「优势」，美国应生产大量轻型而便宜的单发动机战机，在综合性能与数量优势压垮对手，而不是浪费资源在精密复杂的雷达航电系统上，军方主流与军工业界则认为，雷达与中程导弹能突破缠斗交换率的困境，空战会进化到超视距时代，缠斗武器的发展集中在偏轴瞄准能力的红外导弹，快速转向的矢量喷嘴以及可快速瞄准的头盔瞄准器。这些科技使缠斗从复杂变成简单，争论的成果就是F-15战斗机，

　　

　　全向位，高偏轴瞄准能力的红外导弹是美国空军从1969年开始进行新一代AIM-82导弹，这种导弹的理论是让战机在目视距离以超音速快速通过敌机时，迅速瞄准对手并发射导弹，让导弹以矢量推力进行超高转弯率的回转来追击敌机，战机则高速穿越敌机编队，在敌机短程导弹射程以外才回转准备下一波攻击，这样可以进行2次以上的攻击而不给对手开火的机会，负责研制的单位用计算机系统模拟配备了AIM-82导弹的F-15战斗机对MiG-21战斗机的交换比，当双方都配备仅有尾追能力的响尾蛇导弹时，F-15对MiG-21能得到18:1的交换比，大幅超越F-4战机的1:6，当F-15配备AIM-82导弹时，达到955:1的惊人交换比，

　　

　　当时主管装备采购的佛吉森将军看到这份报告时，将军怒斥:“假如我相信这结论，我只需要买3架F-15，1架摆在欧洲，1架摆在太平洋，1架留在美国训练用，把这份狗屁报告给我拿去烧掉”，这插曲成为系统分析与武器发展史中的著名笑话，交换比的计算只考虑多次1对1作战的累积结果，而不是大规模空战，因此955:1代表的是连续击落955架只损失1架，而不是一场空战可以面对955架对手，所以1对1空战的假设并不符合实际战场的情况，事实F-15战斗机虽然让战机在1对1空战就算能占尽优势，落入1对2或2对4的数量劣势时仍难挽回局面，美国空军还是放弃成本节节高升AIM-82导弹，同意采购战机黑手党建议的轻型战斗机，也就是F-16战斗机。

　　二：F-15，F-14战斗机和中国的歼7战斗机的空战模拟

　　提高缠斗交换率最有效的措施是从训练着手，一方面美国海军专门成立武器学校开始教授空战技术，一方面美国透过情报组织取得大量米格机的技术资料，甚至取得多架实机，开始教导飞行员如何利用米格机在飞行包线的劣势攻击和从自己的劣势区域中逃出，1974年，美海空军联合进行二次大战后规模最大的空战实验，以对空战效能有更准确的评估，尤其是在计算机所不能模拟的多机混战场面，美国海军与空军分别提供了6架F-14与6架F-15战机进行测试，F-14全部安装了F-4J上的VTAS头盔瞄准器，能在面罩上投射准星影像，但只有肉眼聚焦到无限远处时才能清楚看到，因此能确定飞行员看到的方向，座舱中的红外传感器能感应头盔上的信号，从而计算出飞行员的瞄准方向，指引导弹锁定，F-15只有安装AGILE测试武器的才会安装VTAS瞄准器。

　　

　　空战测试的对象是假想敌部队的12架F-5E。使用F-5E的原因，是它与美国主要的假想敌一一MiG-21和中国的歼7有着非常相似的飞行包线，两者体型都同样娇小，F-14与F-15也在能量机动性能上保持优势，F-14擅长低速转弯，F-15适合高速高G的极限机动，后者尤其可以利用推重比大于1的优势直接钻升逃跑，F-14与F-15担任的蓝军部队必须以1对1、1对2、2对2与2对4方式，模拟对抗数量优势的F-5E，双方总共出动了1800架次，完成540场模拟目视空战，超视距加入了2对1、4对2与4对4的组合作为对照，共出动了1488架次，完成360场模拟空战，大多数F-14的空战胜利都来自于麻雀导弹的迎头远射。F-15就没这项福利，飞行员只好从枪店买来狙击瞄准镜架设在抬头显示器旁边，作战时需从瞄准镜看到对手，

　　

　　由于MiG-21和中国的歼7体型有限，不可能安装中程空对空飞弹与射控雷达，美国只在F-5E上配上全向位，高偏轴瞄准能力的响尾蛇导弹，原本F-5E只有机炮能对头攻击，F-14与F-15却可以远远地发射麻雀飞弹，使F-5E在前半球处于挨打的局面。有了红外导弹就不同了，F-5E随时可瞄准并发射，不需麻雀导弹在发射后需要持续照明，对抗中，4架蓝军战机对4架F-5E发射了麻雀导弹，在麻雀导弹命中前，F-5E也发射了响尾蛇导弹，1分52秒后，8架战机全部判定击落，交换比达到1:1，

　　

　　F-15在2对1的场合中能达到5:1的交换比，1对1时降到3:1，4对4时降低到2:1，最后2对4时，则只有1:1，在敌我双方都使用可偏轴50”的AIM-82导弹时，F-15对MiG-21的交换比是1.4::1，而F-4则是1:1.4，这表示战机的能量机动性再高，也不能在敌众我寡的缠斗中占什么便宜，还是在敌人射程外发动攻击，并消灭多个对手才是王道，所以决定发展下一代先进中程空对空导弹，取消发展AIM-95红外空对空导弹，

　　

　　三：F-15，F-16战斗机和中国的歼11战斗机的性能对比

　　中国空军大量装备Su27SK、歼11、Su30MKK后，训练时间甚至达到了北约空军的飞行标准，美国假想敌中队开始实施了针对性对抗训练，通常用F16充当歼10A，F15则充当Su27SK、歼11、Su30MKK，Su27在机动性方面是各国空军中最好的，正常允许载荷优于F16战斗机1.2倍，转弯角速度高出F16大约20%，

　　在推重比0.8中等飞行重量的条件下，歼11战斗机从600公里加速到1000公里时需时15秒，F16战斗机需时16秒，F15战斗机需时14秒，在1000公里时速情况下爬升率为245米/秒，F16战斗机204米/秒，F15战斗机256米/秒，同等条件下歼11战斗机转弯载荷为8，F16战斗机为7.1，F15战斗机为8.15，同等条件下最大盘旋速度歼11战斗机为15.8度/秒，F16战斗机为14.2度/秒，F15战斗机为17.2度/秒，

　　

　　歼11/Su27SK战斗机使用的HO01E雷达对5平方米空中目标的搜索距离为110公里。对3平方米空中目标的搜索距离为90-100公里，能够同时跟踪10个目标并且从中挑选出最具威胁力的4个目标，可以使用R27空空导弹同时攻击其中的2个目标，F16使用的APG-66(V)2A或者APG一68雷达天线的尺寸比H001E小，因此搜索距离不会超过歼11战斗机，APG-66(V)2A也可以同时跟踪10个目标，并且使用中程空对空导弹对其中的4一6个目标实施攻击，具备发射R77或者PL12能力的歼11B已消除这种性能差距，此外，飞行员头盔也会帮助Su27在短距离空战中比F16更加拥有优势。Su27飞行员的头盔显示器方位角为正负60度，仰角为60度、俯角15度。为R73红外诱导导弹提供目标指示时，实际方位角为正负45度

　　

　　F-15，F-16战斗机和中国的歼11战斗机的雷达搜索范围基本是方位角为正负60度、俯仰角也是正负60度，Su27在自动制导工作状态下对攻击目标的搜索扇面方位角为30度，俯仰角为8.5度。在前半球攻击距离小于40公里、后半球攻击距离小于20公里的状态下，依然采用自动制导工作状态，其俯仰角为12.5度。在自动跟踪状态下，Su27SK的雷达天线转动角速度为20-30度/秒。激光测距器对空中目标的测距距离为0.2-6.5公里。Su27SK装备了美国空军所没有的前视红外探测系统，方位角为正负60度，俯仰角的仰角为60度，下视角为15度。视界范围为60°x10°或者20*x5°。自动跟踪目标的角速度为20-30°/秒，对非加力状态下的空中目标的迎头探测距离为50公里，后半球探测距离为10公里。当然如果F16打开加力，Su27的前视红外探测距离就会达到2倍。

　　

　　四：F-15，F-16战斗机和中国的歼11战斗机的空战模拟

　　美军认为中国空军主要机种都拥有深厚的俄罗斯印记，因此在战术层次上，也脱离不了俄军的影响，歼11战斗机基本上延续Su27SK的作战思想，在模拟和中国的歼11战斗机的空战时，歼11战斗机战术编队与预警机相距100公里时，编队之间的间隔不能低于1200米，预警机与歼11战斗机相距200公里时，飞机之间的间距不能低于1600米。

　　预警机与歼11战斗机机群相距340公里时，机群之间不能低于4200米，预警机在一个无线电通道内采用通播方式引导歼11战斗机实施近距离空战，歼11战斗机可以使用导引头的束波宽度为2度的红外R-27T/ET红外空空导弹或束波宽度为12度的R-27R半主动雷达空空导弹，俄式导弹比美式空空导弹笨重，但是俄式导弹的动能可能更大，因此射程相对较远，可是俄式导弹的雷达寻的器的工作距离明显比美式导弹雷达距离要短，R-27T/ET的毁伤概率要大于R一27R/ER，

　　

　　空战时，歼11不装备主动雷达空空导弹时，在空战中以长僚机编队形式，双机距离一般保持在200米、间隔100米，这样双机在F15、F16的雷达上只有一个亮点显示，不能区分真实数量，当F15、F16雷达截获歼11战斗机时，歼11战斗机也几乎同时能够截获对方，此时歼11战斗机实施15一20秒钟的积极干扰，然后实施摆脱雷达跟踪的战术动作，通常长僚机向相反的，与原航迹成30一45度方向转弯，转到预定角度之后，再直线飞行60-70秒，使F15/16允许发射导弹的距离急剧下降，需要50一60秒的时间才能够重新编队、协调，歼11战斗机机载雷达此时依然处于F15/16答应式干扰的扇面，主攻飞机必须转入光学、激光瞄准工作状况，使用R27T红外远程诱导导弹完成第一次打击。而僚机则继续使用雷达，并通过数据链把敌机位置、速度等信息通知攻击机。

　　

　　歼11装备主动雷达空空导弹时，长机组与僚机组的距离应为5-7公里，间隔15一20公里，不断扩大与F15/16的相对方位角，迎头接近敌机，在最大允许发射距离内发射中程空空导弹，当F15/16率先发射中距离导弹之后，Su27实施战术转弯机动，与原航迹形成50度夹角，实施水平转弯。Su27越是接近敌机，战术转弯的角度也就越大，另外一种攻击方式是雷达位于自动工作状态，长僚机以密集队形接近F15/16，在距离55一60公里，雷达进入跟踪状态，同时实施积极干扰，长机打开加力，以0.9马赫的固定速度上升到最佳高度，僚机下降高度500米，有高度优势的长机一旦发射R27，后者的飞行速度会大于低空飞行的F15/16。同时僚机可能摆脱了敌机的雷达跟踪扇面发动隐蔽攻击。

　　

　　近距离空战时，当F15/16首先使用红外空空导弹攻击，歼11通常关闭加力、投放红外干扰弹，如果导弹发射距离在5公里以上就实施半滚倒转机动，使AIM一9空空导弹对歼11的观测角接近90度。如果F15/16在5公里之内发射AIM一9，那么就以大载荷实施不规则横滚机动，在2一3秒之内将载荷提高到5一6，转动角度不小于50一60度/秒。如果以后半球攻击F16/15就以100-150公里/小时的较小相对运动速度实施尾追，在最大允许发射距离发射R红外空空导弹。基本的原则是当敌机分散时也应该分散，采用一对一的攻击方式，再配合Su27飞行员头盔指示系统与R73在最大离轴发射的技术，F16与Su27的空战中不占上风，在10000米高度发生空战，双方的射程可能都降低15-20公里，俄式空空导弹的离轴发射角比美式空空导弹大，这一点十分有利，

　　

　　五：结语

　　在美国空军假想敌中队模拟和各种中国战斗机空战的同时，中国空军也在沧州试训中心模拟和各种美国国战斗机空战，这些训练拥有极大的针对性，蓝军的F16由J10A充当，蓝军的F15则由歼11或者Su27甚至Su30MKK充当，双方都是行家，对对手都有大量的研究，知根知底的模拟结果应该相差不远，只是美国空军为了摆脱第二代战机笨拙的形象，连续搞了F15，F16，F22三种追求机动性的战机，而F-35转了个圈，又回到当年F-105战斗轰炸机一样的旧路，而中国却走着美国空军能量机动性理论的旧路，这究竟是战斗轰炸机终于出头，还是将成为历史教训的无情反扑，就有待时间的验证了。