美國空軍尋求F—16及未來戰機方案
2021.04.16
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壹、新聞重點
美國空軍正在尋求F-16戰機的後繼方案,原本傳聞空軍將續購F-16,後來美國空軍表示,其後繼機並無特定方案,目前仍在討論中。如果順利推動,美國空軍將形成「高低配」—即高成本的第5代戰機,包括F-22及F-35,以及低成本的「5代減」(5th-Gen Minus)戰機,包括F-15EX及另一型戰機,媒體解讀這形同承認F-35計畫失敗。[1]但空軍參謀長布朗(Gen. Charles Q. Brown)上將隨後表示,F-35是美國空軍的基石,他仍支持F-35計畫。
貳、安全意涵
繼美國空軍在2018年決定採購144架F-15EX,取代老舊的F-15C/D機隊後,布朗上將在2021年2月表示,美國空軍希望能尋求一種輕型戰機,用以取代目前仍在服役的數百架F-16戰機,作為F-35的備援機種。媒體認為這形同空軍承認F-35計畫失敗。不過布朗將軍隨後在美國空軍協會(Air Force Association)年度會議中為F-35辯護,指F-35是空軍戰鬥機核心能力的基石,空軍採購1,763架的計畫不變,也未將經費移轉至發展「下一代空中優勢」(Next Generation Air Dominance, NGAD)計畫。[2]
一、美國空軍對F-35成本上揚及生產延遲感到不滿
對美國空軍而言,F-22及F-35應該組成「高低配」。1990年代「聯合打擊戰鬥機」計畫(Joint Strike Fighter, JSF)推動時,目的是發展一種海空軍通用的共同型可負擔輕型戰鬥機,然而後來因過度追求共通性,以及納入先進科技,使F-35成本大幅上揚。
現已形同是「高端」的F-35,因生產成本昂貴,系統至今仍無法穩定,雖然具備匿蹤設計,以及高科技感測系統,但也需要大量維護工作,問題多,而且仍不可靠。2021年1月,代理國防部長米勒(Christopher Miller)還曾稱F-35計畫為「爛攤子」。
目前洛克希德馬汀公司(Lockheed Martin,以下簡稱洛馬)已經遞交620架F-35,而現有F-35機隊的總飛行時數也已達到36萬5千小時。F-35計畫創造了25萬4千個高收入的就業機會,F-35團隊包括近1,900個供應商,其中超過1千個是小型企業供應者,分布在美國45個州,以及波多黎各。目前洛馬正以每年48至60架的速率進行生產,約至2040年代中期可全部完成,然而這無法滿足取代現役機隊的要求。美空軍在2018年時,原本希望生產數字可以提高到每年110架,可將交機時程提前至2030年完成。但目前每年僅能生產48架,一直到2020年才提升至60架。
二、美空軍採購4代半戰機填補戰力空隙
由於F-35A遲遲無法全面替換現有戰機,美國空軍戰術飛機平均機齡已達到29年,為替代機齡已老舊的現役戰機,維持足夠機隊數量,展望未來10至15年,美國空軍需以一種成本較低的「四代半」或「五代減」戰機,來取代目前的F-15及F-16機隊。因此美國空軍開始進行「戰術空優」(TacAir)研究,著眼未來需要何種系統進行補充。[3]
美國空軍在2018年時決定採購144架F-15EX,用以接替空軍原F-15C/D退役後的戰力空檔。國防部目的在為F-35創造競爭對手,以壓低價格。F-15EX完全採用目前波音公司為中東客戶所發展的成熟科技,美國空軍不用負擔研發成本及風險,在採購定案後兩年即獲得新機,並且已在2021年2月試飛首機,節省時間及金錢。F-15EX每架8,770萬美元,相比之下,F-35A雖已降至7,790萬美元,但除採購成本之外,其機體壽限及操作成本,也使其全壽期成本(life cycle cost)居高不下。F-35機體壽限僅8,000小時,F-15EX達2萬小時;在操作成本上,F-35每小時4萬4千美元,F-15EX則僅為2萬9千美元。[4]
F-15EX不但是汰換F-15C/D的便捷選項,也代表不同的戰術思維。空軍需要如F-35的匿蹤戰機執行穿透敵方防空網任務,F-15EX則是以載彈量彌補其不具匿蹤外觀的缺點。F-15EX中線武器掛載能力達7,500磅,可以掛載大型的極超音速飛彈;而新增的外側掛架及四聯裝掛架,使一架F-15EX可掛載22枚AIM-120中程空對空飛彈,是名符其實的「飛彈卡車」,也使F-15EX在戰場上擁有與F-35A完全不同的戰術價值。
三、F-16後繼機重新考慮非匿蹤戰機
美空軍考慮的F-16後繼機選項中,亦包括繼續採購F-16。美空軍2018年推動「戰術空優」研究,代表美空軍重新思考非匿蹤戰機的價值,可能會因此重新規劃空軍採購計畫。過去20年,美空軍持續推動將機隊轉化為全匿蹤戰機,但目前看來,仍可能增加新購F-16、可消耗型無人機,而F-35的採購數字則減少至1,050架。
美空軍在1996年採購最後一批F-16C/D Block 50/52,2004年交機,總採購數量達到2,230架,目前仍有1,200餘架在空軍、預備役及州國民兵單位服役中。《美國航空太空技術周刊》(Aviation Weet & Space Technology, AWST)報導指出,美空軍認為F-16的可操縱性、作戰範圍超越其它空中對手,並具備視距外精準投遞武器能力。2019年時,洛馬已將生產線由德州渥斯堡(Fort Worth)遷移至南卡羅萊納州格林維爾(Greenville),最新生產批次是F-16C/D Block70/72,將配備APG-83主動電子掃描雷達。較舊的F-16也可使用APG-83進行性能提升,不需修改機體結構,使用原有電源及冷卻系統即可升級。未來使用APG-83雷達的F-16都稱為F-16V,包括性能提升與新生產飛機在內。
今年1月離任的前美國空軍採購後勤助理部長威爾羅伯(Will Roper)曾指出,F-16的性能提升值得美國空軍思考。不過2月時,布朗將軍說,空軍正進行「成本估算及計畫評估」(Cost Assessment and Program Evaluation, CAPE)應會提出以全新設計的「四代半」或是「五代減」戰機來取代F-16,這項研究將於2023年完成。[5]
參、趨勢研判
目前美國空軍進行中的「戰術空優」研究,目的在研究未來空中力量的正確組合,美國空軍除維持生產第5代戰機,同時維持「低端」的作戰能力,但仍需發展一種未來戰機,以確保美軍的競爭優勢。這項研究將可向拜登政府新上任的國防部長奧斯汀(Lloyd Austin)所進行「全球部隊態勢」(Global force posture)研究,提供未來戰術空軍發展的訊息。
一、美空軍重新思考未來空中優勢
前美空軍採購助理部長(Assistant Secretary of Acquisition, USAF)羅伯(Will Roper)在其任內不僅改變美國空軍採購方式,同時也思考不同的空優概念,例如稱為「天空堡壘」(Skyborg)計畫的可消耗式自動化無人機。羅伯認為,由於負擔能力問題,美國空軍必需考慮其他選項,同時也提供航空產業競爭選擇;他也認為,美國空軍應該分散風險,不能「將雞蛋放在同一個籃子裏」。
空軍的「戰術空優」研究案,提出4種機種的可行性,包括F-35、F-15EX、F-16 Block70/72,以及一種下一代戰機,並呼籲將F-35採購數字由1,763架減少至1,050架。 這分報告無異重新引起空軍內部對未來非匿蹤機隊的考慮,並重建非匿蹤戰機的戰鬥價值。
二、「數位世紀」系列成為美國空軍新一代戰機發展方向
美空軍另一選項則是目前仍是機密的NGAD,高層官員證實美國空軍已在進行秘密試飛,目前仍無從得知其為全尺寸原型機、或是縮小比例的實驗機,但可能會在2026會計年度開始生產。
美空軍參謀布朗希望以全新和不同的方式來製造一種飛機,這是基於波音T-7紅鷹(Red Hawk)教練機應用美「數位工程」(Digital Engineering)的經驗。[7]目前空軍秘密研發中的NGAD,將使用三位一體(Holy trinity)概念,即數位工程(digital engineering)、靈敏軟體發展(agile software development),以及開放架構(open architecture),在戰機設計過程中引進新技術,針對不同任務進行優化,降低壽期成本,將成本分散在生產、研究、開發、測評、操作及維持上。[8]
換言之,NGAD不會成為全面取代F-22或F-35的第6代戰機,而是沿用1950年代發展「世紀系列」戰機發展經驗,分散採購戰機。不過,目前NGAD發展細節仍屬機密,美國空軍未評論有多少機種正在試飛、哪些廠商參與,以及相關技術細節如極超音速能力、匿蹤設計、有人機或無人機等。
三、未來NGAD戰機需滿足印太及歐陸作戰環境要求
美國空軍雖持續採購F-35以及4代半戰機,但仍需如NGAD的全新飛機以因應未來作戰環境需求。NGAD可能會有兩種型式,一種在歐洲部署,作戰半徑較小;另一種則用於印太地區,作戰半徑較大。為因應中國崛起,以及俄羅斯在歐洲構成的新威脅,空軍需將區域衝突特性納入考量,部署在義大利的戰機需飛行1,000哩才能打擊俄羅斯境內目標,而從關島起飛的戰機也得具備最大航程,才能攔截中國轟炸機。
在此一戰略想定下,F-35若執行遠距打擊,必須攜帶外部油箱,使其失去匿蹤性。故美國空軍需要比F-16更大的飛機,具備類似F-35的戰力,如電子掃描雷達,360度情況覺察能力,以及共享情資能力。將可使戰區指揮官有更多彈性選擇,因應各式威脅。
[1] “The U.S. Air Force Just Admitted The F-35 Stealth Fighter Has Failed,” Forbes, February 23, 2021, https://www.forbes.com/sites/davidaxe/2021/02/23/the-us-air-force-just-admitted-the-f-35-stealth-fighter-has-failed/?sh=417a0d121b16.
[2] “U.S. Air Force: F-35 is the ‘Cornerstone’,” Breaking Defense, March 15, 2021, https://breakingdefense.com/2021/03/u-s-air-force-f-35-is-the-cornerstone/.
[3] “TacAir Study Will Determine If F-35 Production Surge Needed,” Air Force Magazine, February 25, 2021, https://www.airforcemag.com/tacair-study-will-determine-if-f-35-production-surge-needed/.
[4] “The F-15EX may be the baddest 4th-gen jet on the planet,” February 04, 2021, The Mighty, https://www.wearethemighty.com/mighty-tactical/f-15ex-baddest-4th-gen-jet/.
[5] “The Air Force May Build a 4.5-Generation Fighter Jet to Replace the F-16,” Popular Mec-hanics, February 18, 2021, https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a35551260/air-force-may-build-new-fighter-jet-f-16-replacement/.
[6] “U.S. Air Force Talks New F-16 Orders In Latest Acquisition Shake-Up,” Aviation Week, January 21, 2021, https://aviationweek.com/defense-space/aircraft-propulsion/us-air-force-talks-new-f-16-orders-latest-acquisition-shake
[7] “Clean Sheet’ F-16 Replacement In The Cards: CSAF Brown,” BreakingDefense, February 17, 2021, https://breakingdefense.com/2021/02/clean-sheet-f-16-replacement-in-the-cards-csaf-brown/
[8] “The US Air Force has built and flown a mysterious full-scale prototype of its future fighter jet,” Defense News, September 15, 2020, https://www.defensenews.com/breaking-news/2020/09/15/the-us-air-force-has-built-and-flown-a-mysterious-full-scale-prototype-of-its-future-fighter-jet/.