韓國自主研發(fā)的五代機KF-21
韓國航宇工業(yè)公司于2021年4月推出KF-21多用途戰(zhàn)斗機的首架原型機,韓國擁有了自己的五代機。
韓國國防采辦計劃管理局(DAPA)在2021年11月12日公布了一段KF-21戰(zhàn)斗機與隱身無人機協(xié)同作戰(zhàn)的計算機合成視頻,首次公開了KF-21的有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)概念。該型戰(zhàn)斗機由韓國航宇工業(yè)公司(KAI)負責(zé)制造,是韓國在美、歐、以色列等國家地區(qū)技術(shù)援助之下,聯(lián)合印度尼西亞研制的一型較先進的戰(zhàn)斗機,將有力促進韓國軍用航空工業(yè)水平升級,并可能為韓國航空軍貿(mào)增添新的重要砝碼。
2021年11月12日,KF-21與隱身無人機協(xié)同作戰(zhàn)的視頻首次公開了KF-21的有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)概念。
項目背景
韓國啟動KF-21項目的研制,一方面是要替換老舊機型。朝鮮半島是世界地緣政治的熱點地區(qū)之一,也是各方勢力的角力場。由于外部勢力干預(yù)以及意識形態(tài)對立,朝韓雙方關(guān)系自20世紀50年代以來雖有起伏,但是總體處于對峙與摩擦的狀態(tài),因此雙方均對軍事力量的建設(shè)十分重視。而韓國空軍當(dāng)前日益老舊的F-4D/E、F-5E/F的性能相對于今天的作戰(zhàn)需求而言已經(jīng)不合時宜。韓國迫切需要一款性能強大新型戰(zhàn)斗機對老舊機型進行替換,并增強空中作戰(zhàn)能力,從而應(yīng)對來自北方的威脅,保衛(wèi)國土安全。
另一方面,韓國要加強自主研發(fā)能力。自20世紀70年代,時任韓國總統(tǒng)樸正熙提出“自主國防”方針以來,韓國軍用航空工業(yè)一直朝著自主研發(fā)的方向前進,并成功研制了T-50教練機以及FA-50攻擊機。研制一款高性能戰(zhàn)斗機需要武器系統(tǒng)、飛控設(shè)計等幾十個學(xué)科專業(yè)的緊密配合,在研制的過程中可以極大地加強韓國的自主研發(fā)能力,為其邁入軍事強國打下堅實的基礎(chǔ)。
發(fā)展情況
2001年3月,時任韓國總統(tǒng)金大中在韓國空軍士官學(xué)校的畢業(yè)典禮上宣布將啟動KF-X先進多用途戰(zhàn)機研發(fā)計劃。該項目由韓國牽頭,韓國政府出資60%,印度尼西亞政府出資20%,韓國航宇工業(yè)公司出資20%。
2021年4月9日,KF-21首架原型機出廠亮相。
根據(jù)韓國國防采辦計劃管理局(DAPA)的數(shù)據(jù),預(yù)計韓國將生產(chǎn)6架KF-21原型樣機進行試驗和開發(fā)。韓國計劃在2022年進行KF-21的首飛,2026年完成其全部研制工作,并開始交付,并于2028年開始出口KF-21。
韓國空軍計劃采購120架,預(yù)計至2028年完成40架KF-21的交付,2032年完成剩余80架KF-21的交付。印尼計劃采購50架,但存在印尼終止合作的風(fēng)險。共有16所大學(xué),11個實驗室和553個供應(yīng)商參與了整個KF-21項目。
KF-21原型樣機組裝生產(chǎn)。
KF-21主要特點
一、總體技術(shù)水平定位為“四代半”
韓國國防采辦計劃管理局將KF-21定位為4.5代戰(zhàn)斗機,主要是因為其在部分性能上有所欠缺。
在動力方面,由于美國核心技術(shù)封鎖,KF-21的發(fā)動機只能選擇雙發(fā)中推力的通用電氣(GE)F414-400,而其單臺最大推力為98kN,約為F135發(fā)動機的一半,這嚴重限制了KF-21的超聲速巡航能力。
裝備在KF-21上的GE F414發(fā)動機。
同時,KF-21的最大起飛重量相較其他五代機也有所差距,KF-21的最大起飛重量為25.6t,與之相對,雙發(fā)的F-22最大起飛重量為38t,單發(fā)的F-35最大起飛重量為32t,單發(fā)的四代機F-16最大起飛重量也有19t。
在隱身方面,KF-21采用了傾斜雙梯形尾翼以及斜切的菱形進氣口,同時機身整體外部設(shè)備凸起較少,機翼前后緣和水平尾翼的前后緣分別平行,有效降低了雷達散射截面積(RCS),最大限度保證了隱身性能。但由于KF-21采用了機腹半埋武器掛架和普通翼下掛架的設(shè)計等因素,隱身能力無法與F-22等相比,整體隱身性能介于四代機和五代機之間。
二、機載系統(tǒng)選用國外成品與合作研制相結(jié)合
KF-21的機載系統(tǒng)主要采取國外引進和合作研制的方案,不僅采購柯林斯公司的發(fā)電機、BAE公司的AN/APX-126敵我識別裝置等商用貨架產(chǎn)品,還合作研發(fā)了KF-21的四項核心技術(shù),分別是機載有源相控陣(AESA)雷達、紅外搜索與跟蹤(IRST)系統(tǒng)、光電瞄準吊艙系統(tǒng)(EO TGP)和射頻干擾系統(tǒng)(RF-Jammer)。
在機載有源相控陣雷達開發(fā)過程中,韓華負責(zé)雷達天線和電源組件,并與以色列埃爾塔系統(tǒng)公司的信號處理器集成。KF-21的AESA雷達原型機大約有1088個收發(fā)通道(TRM),預(yù)計2023年將達到約1200~1300個,與F-35持平。KF-21的有源相控陣雷達最大探測距離約200km,合成孔徑雷達(SAR)模式分辨率超過1m,雷達可檢測/跟蹤數(shù)百個地面目標,性能優(yōu)于韓國空軍KF-16V的AN/ APG-83雷達。
在紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)方面,韓華與萊奧納多子公司Selex ES開展了合作。KF-21的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)基于Selex ES的SkyWard-G系統(tǒng)開發(fā)而來,屬于無源系統(tǒng),可以在無電磁輻射的情況下遠距離搜索并跟蹤威脅目標,提升了飛機的隱身性能。韓華負責(zé)紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)中的傳感頭單元(SHU)和處理器單元(PU)開發(fā)。
在光電瞄準吊艙系統(tǒng)方面,韓華是韓國唯一擁有FLIR(前視紅外)技術(shù)的公司。它與韓國國防科學(xué)研究所合作開發(fā)的光電瞄準吊艙系統(tǒng)可以提供包括目標搜索和跟蹤、武器精確制導(dǎo)、目標識別等功能,該系統(tǒng)與韓國現(xiàn)有開發(fā)項目共享80%的技術(shù),未來可以整合到其他飛機上。
在射頻干擾系統(tǒng)方面,KF-21將采用LIG Nex1開發(fā)的產(chǎn)品。LIG Nex1公司將射頻干擾系統(tǒng)簡稱為“KF-X EW Suite”,是一種自我保護干擾器,旨在檢測、分析和干擾敵方雷達和導(dǎo)彈的信號。LIG Nex1此前已經(jīng)成功研制成功了SLQ-200K射頻干擾器和ALQ-200機載射頻干擾器,在此方面有一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
三、選用最先進的空空及空地武器
KF-21擁有6個翼下掛點,可以掛載多種武器彈藥,不僅能夠執(zhí)行空中打擊任務(wù),同時有著對地打擊能力,未來還將擁有對海打擊能力。
在空中作戰(zhàn)方面,KF-21可以攜帶歐洲導(dǎo)彈公司的“流星”中遠距空空導(dǎo)彈以及德國的IRIS-T近距空空導(dǎo)彈?!傲餍恰睂?dǎo)彈具有防區(qū)外發(fā)射和高殺傷能力,能夠在各種氣候條件和電子戰(zhàn)環(huán)境下全天候自動攻擊空中目標,而IRIS-T近距空空導(dǎo)彈則具有極高的靈敏度和抗干擾能力。
在對地打擊方面,KF-21可以搭載GBU-39/B“小直徑炸彈(SDB)”、GBU-54/56激光制導(dǎo)型“聯(lián)合直接攻擊彈藥”等。GBU-39/B的成本低、精確度高、單架次可攜帶數(shù)量多,而GBU-54/56可在惡劣的天氣條件下對移動目標進行精確定位和攻擊。
在對海打擊方面,LIG Nex1和韓國國防科學(xué)研究所正在合作研發(fā)“400mm級空對海制導(dǎo)導(dǎo)彈II”,將采用沖壓發(fā)動機,可實現(xiàn)超聲速打擊能力,預(yù)計將和KF-21一同服役。
KF-21帶來的影響
KF-21是韓國自FA-50之后第二個國產(chǎn)戰(zhàn)機計劃,其對于韓國的軍用航空工業(yè)有著重要意義。
一、增強基礎(chǔ)建設(shè)
KF-21項目將顯著加強韓國軍用航空工業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)。在KF-21的研制過程中,韓國航空工業(yè)突破了一系列高端技術(shù)。韓華與以色列埃爾塔系統(tǒng)公司、Selex ES、韓國國防科學(xué)研究所等共同合作,突破了機載有源相控陣雷達、紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)、光電瞄準吊艙系統(tǒng)等核心技術(shù)。而LIG Nex1也成功開發(fā)了“KF-X EW Suite”射頻干擾系統(tǒng)。
KF-21項目也為韓國培育出一批高質(zhì)量的航空專業(yè)人才。根據(jù)2015年國民議會立法研究室的研究報告顯示,KF-21項目已經(jīng)為韓國培養(yǎng)了1200名高技術(shù)人才,創(chuàng)造了70000個研發(fā)、生產(chǎn)、維護保障崗位。
二、降低對美國的依賴
KF-21的研發(fā)成功,讓韓國的空中裝備在一定程度降低了對美國的依賴。通過大規(guī)模裝備KF-21,可實現(xiàn)對美式戰(zhàn)斗機的部分國產(chǎn)化替代。根據(jù)簡氏報告,截止2020年,韓國擁有包括F-15K、F-16C等在內(nèi)的戰(zhàn)斗機總數(shù)達476架,其中韓國自主研發(fā)的FA-50有60架,約占總數(shù)的13%。韓國計劃最終裝備120架KF-21,以替代即將退役的F-4E和F-5E,而F-4E和F-5E的總數(shù)為225架。屆時,國產(chǎn)戰(zhàn)斗機KF-21將成為韓國空軍主力機型之一。
通過研發(fā)KF-21,韓國航空工業(yè)擁有了大量自主可控技術(shù)。韓國擁有生產(chǎn)KF-X所需技術(shù)的63%,并且韓華、LIG Nex1等公司突破了機載有源相控陣雷達、紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)等多項核心技術(shù)。
三、重視出口
KF-21可用于出口,將增強韓國航空工業(yè)影響力。由于國內(nèi)環(huán)境和政策影響,韓國重視軍品出口,著力擴大國防工業(yè)影響力。根據(jù)斯德哥爾摩國際和平研究所的統(tǒng)計,從2016年到2020年,韓國武器出口額增長了210%,使韓國在全球武器市場上占有2.7%的份額。
KF-21相較于F-35有著顯著的成本優(yōu)勢,在出口市場上可以彌補性能帶來的差距。根據(jù)KF-21項目負責(zé)人的說法,F(xiàn)-35單架采購費用約8900萬美元至1.78億美元之間,并且維護和升級費用昂貴。根據(jù)《紐約時報》報道,數(shù)千架F-35在60年的使用壽命期中耗資可能超過1萬億美元。而KAI表示KF-21的單價定為6500萬美元,同時保持較低維護成本。泰國、菲律賓甚至伊拉克等國或?qū)⑹菨撛谫I家。
歸納與總結(jié)
通過對KF-21項目的研究,歸納出三點看法:
發(fā)展先進航空武器裝備具有巨大的技術(shù)輻射和經(jīng)濟帶動作用。先進航空武器裝備的研發(fā)將帶來電子、機械等多個行業(yè)的技術(shù)突破,并且技術(shù)進步將擴散到其他領(lǐng)域并轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益。文在寅在KF-21的亮相儀式上表明,其投入量產(chǎn)后有望創(chuàng)造10萬個工作崗位,附加值將高達5.9萬億韓元(約合人民幣345億元)。而根據(jù)2012年韓國國防科學(xué)研究所的研究,KF-21的產(chǎn)業(yè)帶動規(guī)模將在19萬億韓元(約合人民幣1092億)至23萬億韓元(約合人民幣1322億)之間,技術(shù)帶動規(guī)模將達到40.7萬億韓元(約合人民幣2340億)。
未來國際市場上,先進戰(zhàn)斗機等航空裝備的出口競爭將日益激烈。作為國際軍貿(mào)市場上后起之秀,韓國在航空裝備出口方面展示了不俗的實力。截止2020年,韓國已經(jīng)向印度尼西亞(T-50I),伊拉克(T-50IQ),菲律賓(FA-50PH)和泰國(T-50TH)出售了64架T-50和FA-50系列飛機。KF-21項目的負責(zé)人表示,預(yù)計未來將出口300~500架KF-21,憑借著適中的價格和優(yōu)異的性能,KF-21屆時勢必會成為美國的F-16、瑞典的“鷹獅”等戰(zhàn)斗機在軍貿(mào)市場上的強有力競爭對手。
傳統(tǒng)盟國在嘗試減少對美國的依賴。韓國并非是唯一一個試圖減少對美國依賴的盟國,德國、英國等國也紛紛開展下一代戰(zhàn)機的研制,以維持本國武器自主研發(fā)能力。在2017年7月,法國和德國政府在聯(lián)合內(nèi)閣會議上達成協(xié)議,同意將共同研究用于替代“陣風(fēng)”和“臺風(fēng)”的下一代戰(zhàn)斗機“未來空中作戰(zhàn)系統(tǒng)”(FCAS)。2019年,西班牙正式加入“未來空中作戰(zhàn)系統(tǒng)”項目。英國則于2018年7月推出了“暴風(fēng)”(Tempest)第六代戰(zhàn)斗機,并于2020年與意大利和瑞典簽署了協(xié)議,聯(lián)合研制“暴風(fēng)”項目。
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