競逐六代機 台灣跟不上世界腳步

文/譚傳毅

美國《空軍時報》網站指出，美國空軍官員今年5月在談論F-22時表示，大約到2030年，F-22已有40歲，已經老去，美國空軍開始考慮逐步淘汰F-22。

六代機的標準

過去五代機由美軍制定的「4S」標準：低可探測性（Stealth，俗稱隱身匿蹤）、不開加力超音速巡航（Super Sonic Cruise）、超機動（Super Maneuverability）、高整合航電（Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness）。

至今六代機尚無一個放諸四海的標準，主要是新型戰機研發水平擴散，不再以美軍說的才算數。儘管如此，我們可以在五代機的基礎之上綜合出一些標準：

• 攜帶雷射武器。
• 基於人工智慧。
• 噴氣式超高音速，至少可達驚人的5馬赫。
• 翼身融合的大升阻比設計，外形就像B-2一样，不會有像殲-20的鴨翼（Canard Wing），能夠兼顧飛機在各種高度、以及各種姿態下的機動性和隱身性。
• 基於物聯網操作的戰機。

基於物聯網操作的戰機

五代機是基於網路系統操作，那麼六代機就是透過物聯網互聯互通的操作，可以充分整合陸、海、空、太空、電磁、網路等多維領域。

物聯網（Internet of Things， IoT）主要的定義是把所有作戰平臺，通過感應識別的設備（Sensors）連接起來，實現智慧識別與管理。可以這麼說，凡是能將「物」（作戰平臺）與「物」（作戰平臺）聯結在一起，就是物聯網操作。

物聯網的運作架構可分為感測、網路與應用三個層次。感測層搜集各種戰場數據，也就是Sensor。當今感測器裝置能夠依附於更細微的物品之上，例如雷達共形天線陣，就是附著貼合在戰機表面的陣列天線，形成與戰機外形相同的天線陣，而且並不破壞戰機結構及空氣動力學。

網路層主要是把搜集來的數據，透過各種通訊協定，讓數據進行傳遞、交換、分析與判讀，使其變成有用的情報。隨著網路傳送速率不提的提升，原本分立的作戰與支援行動開始交叉整合，使得更多的異質性訊息可在不同的平臺中傳遞與呈現。

應用層核心就是雲端計算，雲端計算技術是物聯網操作的最大助力，同時也促成物聯網各個的應用服務。

透過上述三個層次，六代戰機最重要的精神在於藉由感測器所收集的數據，傳送到雲端運算和處理，然後再透過網路將訊息延伸到更多的終端，形成一個具備自主行動能力的雲端物聯網。

因此，六代機不但可以是有人機、也可以是無人機，可以指揮各式作戰平臺、也可以作為獨立的打擊平臺。

翼身融合

翼身融合（Blended Wing Body， BWB）將傳統的機身與機翼結構融合在一起，變成類似飛行翼的外型，可提升飛機的升力以及燃油效率。由於沒有機翼與機身之分，產生升力與承載是同一結構，大大提高受力效率。

飛翼可以有垂直尾翼，也可以取消垂尾。無垂尾飛翼不僅具有隱身匿蹤的優點，也可降低重量和阻力，例如美軍B-2和B-21轟炸機。

有意思的是中國下一代戰機另闢蹊徑，採取了不同模式的尾翼佈局。例如轟-20外形氣動類似於菱形，採用變體尾翼，即在尾部配備兩片舵面。當舵面放平時，可充當主翼的一部分，追求隱身最大化。當舵面旋轉，可充當水準尾翼，追求升力的最大化。而當舵面豎起，則又可充當V型尾翼，追求飛機操控和航向穩定的最大化。

轟-20在大部分飛行階段變體尾翼都是放平的，以保持最低的RCS反射值。真正需要變體尾翼豎起，是在起降或在近距離纏鬥階段，此時無需考慮敵方的雷達探測。

變體尾翼還有第三種狀態，即旋轉狀態，充當水準尾翼，以便在近距離纏鬥。這個技術並不難，殲-20的尾翼就是全動式，未來中國六代戰機把殲-20技術照搬過來即可。

六代機發動機

美軍已發展出六代戰機發動機：自適應變循環發動機（Adaptive Variable Cycle Jet Engine， AVET），最高航速達到驚人的5馬赫。

現代戰機重量急劇攀升，但發動機卻只能奮戰在推力和航程之間，導致現代噴射飛機航程甚至比不上二戰時代飛機。為了彌補這個差距，就需要進行變循環設計，讓飛機能夠在不同狀態下工作。

飛機發動機核心技術在於提高燃油使用效率。噴射發動機原理是將空氣吸入發動機后和燃油混合加熱，后高溫高壓氣體向後噴出產生推力。

然而，這個高溫高壓氣體本身就擁有巨大能量，卻在噴射的過程中被浪費掉了；而當飛機在航行過程中，很多航程是無需使用這種高油耗率的工作方式。於是變循環發動機結合了多種工作模式，並合理規劃發動機工作，達到了最佳使用效果。

一般噴射發動機工作原理：進氣→壓縮→燃燒→帶動渦輪→噴射。變循環發動機則將氣流分在三個涵道（Ducts），這3個涵道可以電腦控制變換大小口徑，組合搭配之後就是最佳的工作模式，可以進行經濟巡航、超音速機動與超音速巡航。

使用變迴圈技術后，在相同燃油的情況之下，飛機的滯空時間可以提高50%，航程增加33%，減少25%的燃油消耗率，達到60%的燃油熱吸收率。這種發動機將首先在F-35進行測試，原來攜帶兩枚1000磅JDAM的F-35C作戰半徑為1440公里，使用變循環發動機之後，作戰半徑可達到2160公里。

基於人工智慧的六代機

人工智慧可以分為「人工」和「智慧」。「人工」的爭議性不大，可是「智慧」的問題就大了，這涉及了例如意識（Conciousness）、自我（Ego）、思維（Mind）、無意識思維（Unconcious Mind）等問題。 軍事來講，就是判定一個武器平臺例如無人機艦自主性工作的能力。

我們對於自身智慧的理解都非常有限，更難去定義「人工」製造的「智慧」。然而人工智慧在機器人、指揮決策、控制系統、模擬系統中得到廣泛應用。

通常機器學習的基礎是統計學、資訊論、控制論以及其他非數學學門。機器學習對於經驗的依賴性很強。電腦需要不斷從問題與解決的經驗中獲取知識、並學習策略，以後在遇到類似問題時，運用經驗知識解決問題並積累新的經驗。

最困難的是創造，也就是「跳躍型學習」，某些情形被稱為「靈感」或「頓悟」。事實上電腦最難學會的就是頓悟，只有「人」才有這種能力。

例如二戰日軍零式戰機讓美軍大吃苦頭，後來美軍捕獲1架失事的零式戰機，經過好幾次測試，終於找到零式的缺陷。若交給電腦操作，可能經過數萬次的測試也不會結果，如果「人」不介入的話。

目前人工智慧的成就還是有限，特別是在空戰需要飛行員極大的靈感與頓悟，未來人工智慧還有非常寬廣的空間。

攜帶雷射武器

近年雷射武器開始小型化，過去以化學燃料提供動力的雷射器的體積過於龐大，且耗能很高，目前正利用固態鐳射器，也就是使用電力而不是化學燃料來提供動力。

目前小型化機載雷射武器即將突破技術瓶頸，系統重量可降至幾百公斤，功率提高到兆瓦級，體積更小的固態雷射器達到200千瓦至300千瓦級。當然，小型機載雷射武器的工作距離也較短。裝載於五代戰機上的雷射武器有效射程，能達到20到30公里就不錯了。

除了雷射武器，六代機還可能裝載微波武器，也就是俗稱的電磁脈衝武器，主要是靠高能量的電磁輻射攻擊和毀傷目標。

微波武器基本工作原理與雷達差不太多，只是其發射的能量更高、更集中。微波武器可以是單獨的機載武器系統，也可與機載雷達結合在一起，形成雷達射頻武器；只是雷達射頻武器發送的是連續的電磁波，功率要比較低。

電磁輻射波束必須在目標停留一段時間，其軟殺傷作用較好，硬殺傷能力不足，更適合用於長時間的電子干擾。裝置在轟炸機裡面還可以，但要作為戰鬥機的武器之一，可能還需要時日。

小結

軍事科技的快速進步逐漸向資源多的大國靠攏，次之於後的中型國家例如日本、英國、法國、德國等，只能以聯合方式開發，降低成本與風險。

臺灣列在三等國家、且無外援，明顯的跟不上大部隊腳步。武器國造當然是好事，但在沒有外銷市場支援的情形之下，國造的成本怕是遠超過效益。

（本文首發華夏網）