【軍事博評】William:被KOL「燈死」的F-35A?

2021-03-15 13:44:58 最後更新日期:2021-03-19 23:17:26
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

 

182並飛中的F-22及F-35(美國空軍圖片,圖源:Military Watch)

燈神即是燈神,話說某位被人謔稱「燈神」、已身在台灣的知名香港KOL之前在講台灣晶片時,說了一句「F-35以前唔夠F-22打,但在換上台灣晶片之後,就天下無敵」,沒幾天美國空軍參謀長及空戰司令部司令就開始放聲氣,說F-35A計劃拖延太久,而且運用成本「太不化算」,要更好的將資源進行調動,並開發新的四代低端戰鬥機云云;再加上參眾兩院的軍事委員會進一步「幫口」,言下之意,似乎是要將空軍原有1735架訂單縮減至可能只有1000架甚至更低的地步。若然成事,這真是名符其實的「一燈半死」了。

501 e29a649311F-35系列所用的ICP綜合核心處理器,可以用插件的形式插入數塊處理器,以操控不同航電系統。右為大約於2004年9月推出的PowerPc 7448處理器。(圖片來源12)

在開始講F-35A天下無敵但可能就快死之前,先要指出包括他在內,一些KOL對於軍用或航太晶片問題,都好「一致」的犯上嚴重錯誤:

首先,台積電根本沒有設計晶片(附連結,他們自己講的)他們的主要業務是製造晶圓及部分車用、手機用晶片,簡單來說是代工。很多公司都會用台灣製作的晶圓造各類型晶片,但你總不能把這些都叫做台灣晶片吧!

其次,F-35在2011年達到初始服役狀態時,用的當然不是什麼台灣最新晶片了,事實上當時用的是L3Harris的ICP(integrated core processor),主要處理器是Powerpc@7448,而且大約是2000年代初期的90nm晶圓製程來的(後來有縮小至65nm),且到今天都未更換,至BLK 4時才會換14nm製程的晶片(也是L3Harris的產品,沒有台灣的事),不過順利的話還要等2023年才能開始配備,這位KOL究竟是在大話西遊還是穿越了平行世界?

5e1a毅力號火星車及其古老但高度可靠的中央處理器,其核心RAD750(左下角灰色封裝晶片),這是原本PowerPC 750的耐輻射強化版本,價格達20萬美元。(資料來源:NASA及連結)

更有甚者,軍用晶片最主要是求穩定求極端環境運作,而且一用就要多年,所以用的都是被證明運作良好的舊式晶片再作耐極端溫度處理,航天晶片更甚,現在美軍一線戰鬥機隨時可見15-20年的晶片,而剛登陸火星的毅力號,所用的更是1998年的晶片PowerPC 750 (更誇張的是,B-2這幾年才全面更新電子系統,之前可見的都是用1980年代出品的航空晶片,甚至有70年代的模擬電路) 。事實上,軍用及航天器材不像智能手機或手提電腦般,不需要極端嚴格的尺寸或散熱需求,也不用玩3D動畫圖像之類,造大一些、用舊一些的晶片根本沒有所謂

奇妙的是,很多KOL關於晶片問題好像背書的一同講類似的說話,結果?集體撞車囉。

f648f0a0 221T2以色列早前開始接收第二批F-35A。不過和KOL所說不同,F-35A暫時都是以代用電子偵察機的身份執行偵察及目標指示任務,為F-16的距外武器或大堆部署戈蘭高地的無人機及短程巡航導彈服務。現時能適合F-35投放的以色列武器只有JDAM,而且是較早期的型號,有效射程較短,要突入到防空系統的內界會有危險性。另外以色列「養得起」F-35A也是個異數,因為他們至少有每年50億美元軍援「打底」。(視頻擷圖)

其次,F-35A對上F-22真的天下無敵?首先,F-35A是戰鬥攻擊機,美軍要他來做「踢門機」工作(突破防空網與防空壓制),讓其他作戰飛機由防空缺口衝進去,當然還有其他對地支援任務。美軍並沒有賦與它很多制空任務,這都是F-22的司職。

基於任務需求及當初三軍通用設計的「遺患」,F-35系列在氣動表現上翼載較高,機身肥碩且推重比較低,跨音速與超音速性能比較一般,不過因為幾無外掛,在次音速的機動性能大約相當於F-16及F-18C,只是射控系統一流且電戰能力 / 訊號截職能力較一般戰鬥機強(只弱於專業電子戰鬥機);F-22則稍嫌老舊,但其推重比、加速度、能量優勢及超音速巡航能力都是F-35望塵莫級的。可以說,雙方的機動優勢在不同領域,單純講對打而不講空戰態勢並沒有任何意義。

以F-22所使用的AAR-56紅外警報器(F-22各方向共備6台)當夜視鏡觀察周圍空情。F-35A的EOTS的功能甚或更好,但其直接將影像接駁進先進頭盔顯示器的功能卻因為計算能力關係,影像經常性延時而對飛行員構成障礙,而且EOTS也無法做到360度全面監察。(Youtube 片段)

再要講雙方空戰,就涉及一個一直談不清的問題:隱身機對隱身機的空戰是怎樣的?事實上,兩者都有高靈敏度的相控陣雷達且可使用快速低能量掃瞄的形式,進行靜默探測,對方的普通戰鬥機可說難以發現。不過F-35若和F-22或其他隱形戰鬥機對戰起來,由於大家都有隱身能力,在低能量掃瞄狀態下都要很近距離才能發現對方(有資料指40公里左右),這之前兩者都在「耍盲雞」狀態,要有外部機體來告訴對方的大概方位。到大約40-50公里時,F-35的EOTS (光電照準系統)和F-22的AAR-56紅外飛彈警報器的改良版都有機會互相發現對方,若在這時接戰,F-22可以其速度、推重比及能量優勢更快的進入近身戰並在優勢領域內攻擊F-35,取得先機。

545 f 35 pic本文只講F-35A的未來,美國海軍的F-35C型及海軍陸戰隊的B型相對就「很難死」,這是因為這兩種機是兩軍在可見將來的空中投射載具,缺了它們,任務執行能力就不只受打擊那麼簡單,例如F-35C將是美國海軍至少在未來15年內唯一的隱身攻擊戰機,且有和艦隊協同防空的CEC功能,沒有其他可以替代;另一方面F-35B除也是陸戰隊唯一武力投射工具,其電子功能也比較簡單,故是三機中唯一進入全面服役狀態的機型。當然,美軍還是能負擔的,但對於其他國家海軍購買的F-35B而言,就不可同日而語了。數量比較少的還好,但如英國那樣,原計劃要買150架,但現在英國經濟前景大家都清楚,要養150架談何容易?所以他們現在打算買48架(即每條航母剛好上一個團)的規模而已。(美國海軍圖片)

F-35A為何可能「被燈死」?

F-35當初以JSF計劃的名議提出時,原本是想擁有一種通用、可負擔且操作維護成本遠低於F-22與B-2的隱身戰術飛機。然而團隊在早期就有意無意忽略了同時設計三個子型而要兼顧通用性的飛機的難度,而隨著美軍對網絡戰爭的提倡,作為空中網絡的節點機 / 訊息化戰鬥機的F-35,被賦與愈來愈多的功能與通訊能力,開發難度也相應愈來愈大。當然,以洛竭馬丁的能力,最終還是在可接受的時間內發展出這種「全能機」。然而,當初「心頭過大」的問題,在原型機開始試飛後才陸續展現......

F-35A的極多功能電戰裝備,不至於樣樣稀鬆,而且還將有聯合接戰能力,但其因為功能太多,各類程式經常互有衝突,持續的除BUG工作已進行不少年了,也未能完全解決,部分機能似乎也有左右互搏的情況,令F-35遲遲也未能進入完全的服役狀態,空軍其實已經很不耐煩。

Joint Strike Fighters Program History90年代中期的聯合打擊戰鬥機(JSF)計劃,原是美軍三大兵種1990年代初提出的三個新世代輕戰鬥機 / 支援機計劃(即空軍的MRF、海軍的A/F-X及海軍陸戰隊的ASTOVL/CALF。由於三者需求與機身重量相近,93年空軍與海軍先整合成JAST,爾後陸戰隊的ASTOVL也整合進來,成為1995年的JSF計劃。其構形也呈多樣化,例如尚為JAST構形時,是有號稱「對隱身不友好」的前翼(事實是否如此就不知道啦)構形的,至1994年加上需加濶機身的STVOL需求後,前翼構形選項才消失,JSF也變成三廠構形(洛馬、波音、麥道)之爭。留意的是,圖中的各類JAST / JSF構形,並未包括麥道的無平尾V垂尾方案。(圖片來自:Aviation Rumor)

更重要的是F-35A單價雖不算貴,但維修保養費很要命:F-16飛行一小時的後勤維修成本是6000美元,最新的F-15EX是29000美元,F-22則是50000美元;F-35則視不同型號及批次而定,但F-35A至少已達44000美元,原本要比F-22便宜很多的,其實現在是差不多……美軍現時只有183架F-22,維修不是問題,但將來F-35A是其10倍數量,那個維護保養費用幾乎是美國空軍不能消受啊,何況現在的F-35A,只能達到不足70%的出勤率,這就更貴了……美國空軍還有大量專案需要預算,尤其可能在2030年代初期試飛的六代機以及B-21轟炸機等,空軍沒可能將大量金錢都塞到F-35A的保養上,削減F-35A的訂購數量可說是一個省錢的可行策略

Australias third F 35A AU 03 5e1aF-35A的維護成本原本是要較低,而其隱身表面處理也應更耐用,但是在試用過程中,其機身蒙皮所需的維護成本仍相當大,隱身結構與塗層耐用度仍然不夠,有些比較大的維修完成後,機身的隱身處理工作甚至要重新來過,或至少要到「暗房」重新進行RCS測量工作,導致費用急升而妥善率也有相當下滑。部分購買國已開始抱怨維護成本不低了。(圖片來源:Defence Connect

RN5YKE忠誠僚機早在90年代後期就提出,作為F-35的支援機用。最初方案就是稍簡化航電的全無人版F-35(左上),爾後計劃一直處於預研階段;至2010年代AI及操作系統開始發展成熟後,這種支援有人機任務型UCAV才開始造出驗證機(左下,波音方案)。不過驗證機在速度上還未追上F-35A,估計往後真正的忠誠僚機方案可能更像縮水版的六代機。圖片來源:連結1連結2連結3)

此外F-35A的產量問題可能還取決於美軍未來的空戰體系。以現時對手中國的發展而言,F-35A對其隱身戰機並沒有很大優勢:根據計算RCS、由蘇聯物理學家彼得·烏菲莫切夫提出的電磁波反射方程很知,就算RCS大10倍,雷達發現距離只會加大44%,若殲20只是大兩三倍的話,發現距離其實沒增加多少。若考慮一架隱身飛機的前向隱身並不是平均,而是有很多波峰低谷,若對手能利用這點把自機RCS的低谷經常指向敵人方向,那雙方的RCS差距可能就更低了。

美軍現在是想透過前線UAV及忠誠僚機等,組成空戰支援網絡,在這網絡中有人機和無人機不但可以達成資訊實時共享及攻擊分擔,加上F-35A自身的聯合接戰能力,即空軍的CEC及海軍的NIFC-CA能力,可以導引後方發射的長程空對空與地 / 艦對空飛彈,成為空戰網絡的中樞以掃蕩防區內大量敵人。不過問題是,這種多節點的空戰網絡一旦形成,且還有那麼多無人 / 有人支援機,F-35A……還需要那麼多嗎?

i7jE0nMBURTf Dn5 iYZ題外話:以現時科技發展而言,解放軍空軍在有人機引擎上仍有多年時間要追趕,但在空射武器、忠誠僚機、空戰航電系統及聯合空戰網絡的發展上,差距就相對少很多了,忠誠僚機甚至早於美國開始發展(即圖中同樣已進入樣機試飛階段的暗劍驗證機),解放軍也有可能在短期內發展出和美軍差不多的空戰網絡體系,所以美軍也更需要盡快發展第六代戰鬥機,以保持空中優勢。若果F-35A因故大幅縮減產量,這點有可能也是最重要的……「死因」。(網絡圖片)

後話:

香港的KOL文化,原本是由論政而起,KOL論政原本是唯心且立場至上(甚至很JAZZ)的,但當這班人開始談論一些和政治事件有關的專業問題時,就未免愈說愈歪了。一來,他們非常容易將自己的立場與偏見強加於分析上,二來,他們絕大部分都不是相關專家,連愛好者都說不上,很多學問的分析、衡量標準他們根本沒有掌握,甚至完全不知道。既是如此,那不如只講政治好了,講那麼多你們自己都搞不懂的「周邊」,對懂的人而言,只是製造笑話,對不懂的人而言,那可就是流言與曲解的開端呢!(當然,如果有人是故意散播流言與誤解,就另作別論了)

4d2c6993082f48982c2aaf3ec9eea562第六代戰鬥機預想圖。美國現階段的六代機基本上還在預研及相關技術開發的階段,有可能只造了一架用於試驗部分技術的驗證機,具體性能要求還是有很多不明之處,不過美軍若想在有限經費下維持空中優勢,把維護成本高昂的F-35A削減規模,實非無法想像之事。(Credit: AirPowerAsia)

 

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發佈於 軍事博評
By 2021-03-15

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