2015 年秋天一个阴沉的早晨,一架美国 F-16 战斗机正在阿富汗东部帕克蒂亚省上空低空飞行,执行例行空中任务,为准备监视塔利班武装分子行动或与之交战的美国地面部队提供掩护。

天空看似平静,但地面却不平静。一瞬间,一阵单发武器的轻弹击中了飞机尾部,改变了整个事件的进程。飞行员被迫抛弃燃料和弹药箱,以减轻负载并确保安全返回基地。

这次袭击并不复杂,也没有使用先进技术。这只是一支步枪的子弹,在原始的环境中从地面发射,但它成功地将一名最先进的战斗机从战场上消灭了。尽管飞机配备了先进的电子和雷达预警系统,但它未能发现隐藏在复杂地形阴影中的轻微威胁。

这是一起小事故,但其代价却是巨大的,不仅在于直接损失,还在于它暴露了飞机与作战环境相互作用的结构性缺陷,特别是在非对称战争中,危险并不总是来自精确的导弹或复杂的防空系统,有时也来自偏远乡村或广阔沙漠中一只手握着的生锈枪管。

如此惨痛的教训促使各大国防公司重新审视曾经被认为是“完全有能力”的技术,并寻求超越传统的、通常成本高昂的更新飞机能力逻辑的“智能”解决方案。相反,他们采取了一种新方法:让飞机“了解”周围战斗环境中正在发生的事情,并开发针对这些威胁的即时、“感知”反应系统。这是怎么发生的?

2024年8月4日拍摄的乌克兰F-16战斗机(路透)

第六感飞机的诞生

国防公司开发的解决方案中包括美国雷神公司开发的先进系统。它依靠人工智能,使老式飞机能够几乎立即识别周围的威胁,而无需进行任何结构修改或大量成本。

这项名为认知算法部署系统 (CADS) 的新创新是一个小型电子装置,安装在许多第四代美国飞机(如 F-16)以及运输和支援飞机(如 C-130 和 KC-46)上已经配备的雷达预警装置内。安装该装置只需将电子卡插入设备内预先配置的端口,即可立即开始工作,而无需修改任何其他组件。

雷神公司证实,配备 ALR-69A 雷达预警系统的 600 多架美国飞机可直接通过该系统进行升级,从而实现现有空中基础设施的快速、广泛现代化。该系统赋予飞机一种“第六感”,增强其即时意识,增加其在复杂战场上的生存机会。

提醒一下,ALR-69A雷达预警系统是一种数字系统,旨在检测敌方雷达信号(无论是用于跟踪还是导弹制导),然后在飞行员受到监视或瞄准时立即发出警告,使其成为现代空战的第一道防线。

像 F-117 这样的飞机,即使长度超过 20 米,也几乎无法在雷达上被发现(盖蒂图像)

隐形与监视竞赛

为了更深入地理解这项新技术的重要性,让我们回顾一下这个基本问题:飞机为什么要努力保持隐形?答案始于一个虽小但影响却很大的设备:雷达。

雷达依靠一种简单的机制:将电磁波发射到空中,然后捕捉电磁波击中物体时反弹回来的电磁波。如果这些波击中金属物体(例如飞机机身),其中一部分波会反弹回声源,从而显示出物体的存在、位置和速度。

然而,雷达可见性并不全面。相反,它取决于所谓的飞机的“雷达特征”,即它反射的信号的大小。覆盖面积越小,飞机就越难被发现,躲避雷达的能力也越强。

从这个概念出发,“幽灵”或隐形的概念诞生了。这些飞行器并不能完全隐藏自己,但它们会在太空中重塑自己的存在,在雷达屏幕上以小鸟或飞过的碎片的形式出现。这一技术是通过复杂的工程设计实现的,包括将雷达波转向远离雷达的锐角、吸收部分波的特殊涂层以及将武器和附属物完全隐藏在船体内。由于这些特性,像 F-117 这样的飞机,尽管长度超过 20 米,却几乎无法被雷达发现。

但雷达也并没有一成不变,因为技术并不是单方面发展的。随着隐形技术的进步,其对抗措施也应运而生,包括能够从远距离探测物体的长波长雷达。跟踪发动机温度的热传感器也得到了广泛应用,并且部署了多角度数据融合网络,可以通过从不同方向分析隐形目标的特征来检测隐形目标。

这些方法有时能够成功探测到隐形飞机,特别是当它们接近监视地点或进行暴露其角度的动作时,例如打开炸弹舱或以暴露其雷达轮廓的角度转弯。

然而,这些对抗系统仍然存在其局限性。远程雷达缺乏战术精度,热传感器会受到雾、风暴和背景热量的影响。另一方面,隐形飞机的价格也很高。一架F-35战斗机的成本超过1亿美元,而升级版F-16的成本则在2500万至3000万美元之间。隐形工程还对有效载荷和航程施加了限制,要求飞机限制其内部容量以保持较低的雷达信号。

一架F-35战斗机的成本超过1亿美元(欧洲通讯社)

感知代替隐形……飞机可以思考吗?

因此,面对现代作战环境的复杂性,单靠隐身已经不够了。由于隐形技术带来的高成本和工程复杂性,军方已开始转向替代或混合解决方案,以提高传统飞机的性能,而无需从头开始重建它们。

在此背景下,智能数字技术的融合趋势日益明显,使飞机能够实时感知周围威胁,并在关键时刻向飞行员发出警报,增强其在充满风险的作战环境中的生存能力。

这种方法最突出的应用之一是认知算法传播系统 (CADS)。虽然它不能赋予飞机隐身能力,但它确实为飞机提供了一种“电子意识”,使其能够自主检测、分析并立即对威胁做出反应,而无需进行彻底的设计改变或进行大量的升级投资。

雷神公司与美国国民警卫队合作在F-16战斗机上进行的初步现场试验结果表明,该系统能够高效处理不熟悉的雷达信号。

当飞机探测到与已知威胁模式不匹配的信号时,系统会自动分析该信号,评估其严重程度,然后立即向飞行员发出警报,让飞行员立即意识到威胁,即使敌人正在使用以前没有记录过的新技术或战术。

最重要的优势在于,这种“人工感知”并不会给飞行员带来负担,反而减轻了飞行员在充满信号和干扰的场地中处理大量警报的负担。在这样的环境下,飞行员可能会同时收到数十条警告,导致混乱和反应迟缓。

但新系统重新确定了信号的优先顺序,首先突出显示最危险的信号,以确保有效的决策和快速的反应。因此,更新后的第四代战斗机的能力更接近第五代战斗机的“第六感”特性。

随着雷神公司新系统的启动,第四代战斗机将具备交互式防御能力,使其在战场上生存更长时间。虽然达不到真正的隐身,但它用“智能反应”的能力取代了“隐形”,体现了不同的生存理念:前者依靠隐形,后者依靠快速感知和生存。

替代方案打破了最强大技术的垄断

此时,最重要的问题出现了:各国能否简单地用先进的人工智能系统升级其常规舰队,而无需投资昂贵的隐形飞机?这个问题没有唯一的答案,而是取决于仔细平衡战斗效率和经济可行性的方程式。

隐形战斗机具有不可替代的战略优势:能够不被发现地穿透最复杂的防空系统,这是无与伦比的优势。但与此同时,它们的成本也非常高昂,不仅包括制造成本,还包括运营、维护、培训和必要的物流基础设施成本。

相反,一个国家可以分配相同的预算来升级更多的第四代战斗机,从而确保大规模部署而不会完全牺牲效率。一些大国已开始实行这种平衡,最引人注目的是美国,它目前正在将F-35隐形战斗机的研发与F-15EX和F-16等常规战斗机队的现代化结合起来,采取“数量”与“质量”相结合的方式。

然而,面对复杂的威胁,隐身仍然是必不可少的。对于俄罗斯S-400等高度一体化的防空系统来说,隐形飞机是攻击的先锋,能够打开雷达屏障的缺口,为其他飞机的推进铺平道路。

在这种情况下,单靠人工智能无论多么强大都是不够的。对抗措施与隐形工具不断竞争,雷达和传感器越来越能够探测到最难以捉摸的物体。

因此,未来几十年理想的空军似乎将采取双管齐下的方式,隐形飞机前进以突破防御系统并开辟道路,而配备智能感知系统的常规飞机中队则紧随其后,完成任务,扩大打击范围,并以较低的成本保持交战节奏。

然而,这种选择并非人人皆可拥有,因为第五代战斗机仍然只属于少数几个大国:美国、中国、俄罗斯以及华盛顿的一些亲密盟友。考虑到隐形飞机的成本和相关的出口限制,世界上绝大多数国家都依赖第四代飞机机队,并不断寻求升级它们。

这正是人工智能系统成为战略机遇的地方。它使这些国家能够在短时间内、以合理的成本提高作战意识、增强攻防效能,而不必等待与大国达成长期的、政治上限制性的协议。

未来,这一趋势可能会延伸到运营米格-29或歼-10等中国和俄罗斯老式飞机的国家,通过开发可集成到这些平台的国家感知系统,使其性能更接近第五代战斗机的规格,而无需实际拥有。

简而言之,感知和意识不能完全取代隐身,人工智能也永远不会完全取代隐身。然而,在许多情况下它可能是一种现实而有效的替代方案,特别是对于那些无法拥有隐形战斗机的国家而言。即使对于拥有该武器的国家来说,这也是一种必要的补充,以实现其空军隐身性和意识的最佳结合。

来源: 半岛电视台 + 电子网站