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韩国启动六代机概念研究,要求发展AI、宽频隐身和先进航发等技术

韩国欲研六代机有哪些难题待突破

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8月21日,韩国防卫事业厅(Defense Acquisition Program Administration,即DAPA)发布方案征集书,正式启动为期14个月的韩国下一代战斗机概念研究项目。

据报道,此前KF-21已经进行了约1600架次试飞,并于7月29日宣布已经完成关键系统研制工作。韩国政府希望以此为基础开始“新一代空战装备”的探索。


韩国未来战斗机概念模型

承接KF-21技术,初探六代机概念


KF-21生产线

据报道,DAPA发起的“新一代空战装备”项目,并不是想打造KF-21的替代机型,而是希望探索一套以人工智能(AI)技术、有人—无人协同技术、内置弹舱技术、宽频隐身和先进动力技术等关键能力为核心的新型作战体系——显然,这些也是目前全球公认的六代机关键技术。

值得注意的是该项目发布的时间节点:随着KF-21的研制工作进入收尾,韩国希望将已经相关人才团队、供应链体系和设计经验延续至新项目,避免因内外原因,引起相关项目预期发生变化而出现人才和技术流失。

不过,韩国的“新一代空战装备”项目仍处于概念论证阶段。DAPA此次发布的方案征集,仅提供约65万美元的项目经费,主要任务是明确相关装备的未来作战需求——这并不意味着韩国已经正式启动六代机的研制工作。按照国际惯例,该研究将围绕作战概念、能力指标、作战场景、方案比选、效能评估、基础设计和技术发展路线展开。在该阶段之后,韩国才会正式决定是否启动六代机项目。


韩国LOWUS隐身无人僚机

目前,韩国已经开展了LOWUS隐身无人僚机项目,并启动了5500磅级涡扇发动机的研究(该发动机将主要用于无人机)。可以确定的是,有人—无人协同试飞等有关通信链路、自主控制等领域的技术,也是韩国非常渴望获得的。这些技术既可以用于KF-21后续升级,也能够为下一代战斗机确定技术指标提供基础。

AI技术、先进动力和宽频隐身是关键

以上多个与“新一代空中装备”有关的技术,事实上直接反映了韩国航空产业认为亟需突破的问题。


KF-21原型机在试验中发射了一枚中程空空导弹。

首先是宽频隐身。如果战机只针对单一波段降低特征,仍可能被发现和锁定。因此,韩国认为,宽频隐身将成为提升未来战机战场生存能力的重要技术,进而要求“新一代空中装备”能全面降低在L、S、X等多个波段下的可探测性。该性能的改进将涉及战机结构与外形、吸波材料、机载天线、进气道、动力系统、红外特征,以及弹舱舱门等多个领域,这些问题必须在设计初期统筹考虑后整体推进。显然,这一思路与目前KF-21项目所遵循的“通过技术迭代不断提升隐身性能”的路径存在显著差异。

内置弹舱也是韩国正在攻坚的重要技术。外挂导弹、挂架和弹药会破坏隐身外形,而内置弹舱会占用机内空间,对载弹量、燃油储量、结构强度、重心和气动性能产生直接影响。韩国国防发展局(隶属于韩国国防采办计划管理局,是韩国国防采办计划管理局下设的两个主要机构之一)曾在今年7月公布了名为“三舱布局”的概念方案,即一个大型腹部主弹舱和两个小型侧弹舱,但该方案仍处于探索阶段,并非已经确定的量产构型。

AI技术是目前全球各国都重点探索并积极应用于军事领域的重要技术,将塑造未来战争中有人—无人装备的协同作战模式。在通信技术层面,这要求未来战机必须具备高带宽的安全通信链路、抗毁数据链和分布式传感器融合能力,即使部分通信网络受到干扰,也能够重新分配任务、维持基本作战效能。同时,AI技术与人类飞行员之间的决策权限划分也是目前各国正重点探索的领域。

动力系统也是韩国发展新型战斗机无法避开的重大技术挑战。目前韩国尚无自主研发、定型的重型战斗机发动机。此次DAPA通过“新一代空战装备”项目,提出了双发自适应循环发动机和持续超声速巡航等调研目标。


通用电气F414-GE-400发动机

按照发动机业界的主流方向,自适应循环发动机能够根据不同工况调整涵道比,在提高燃油效率和推力的同时,为高功率雷达、电子战系统和未来任务设备提供更大的热管理余量。但韩国若希望从现有的航发技术基础,直接跨越到研制成熟的自适应循环发动机,难度相当高。目前KF-21使用的发动机是韩国在许可证下生产的通用电气F414发动机。而韩国正在推进的国产先进航空发动机项目则主要是常规涡扇发动机。与此次DAPA项目书中提到的先进发动机仍存在明显的技术代差。

在升级KF-21与研发全新战机之间寻求平衡

DAPA这一项目的提出,反映了当前韩国航空装备领域目前面临的一个重要选择:未来的韩国,是应该研制一款全新第六代战斗机,还是继续以KF-21为基础进行迭代改型,来提升隐身性能、AI能力以及有人—无人协同能力呢?


韩国空军参谋总长李英洙驾驶KF-21四号原型机在韩国庆尚南道泗川空军基地开展试飞测试。

目前KF-21已经开始交付,韩国拥有较完整的研发和制造能力,如果继续推进KF-21 Block 3、KF-21EX等升级方案,可以充分利用现有机体平台、生产线和供应链,逐步集成先进传感器、电子战设备和无人协同能力,降低研发成本和风险。


首架量产型KF-21战斗机在韩国庆尚南道泗川市的韩国航空航天工业公司(KAI)亮相。

一个可能性较大的路径是在项目调研完成之后,以“新一代空中装备”项目为抓手,加快推进相关先进技术的发展,并将其应用于KF-21的迭代升级中,同时视后续技术发展情况和新项目效费比情况,来决定是否要集成新一代战机。

该模式一方面有助于韩国保持航空工业的持续发展;另一方面能够为关键技术的发展投入更多资源,争取更快实现关键领域的突破;同时还保持了在重大装备决策上的灵活性。

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