韓國自主研發的五代機KF-21
韓國航宇工業公司于2021年4月推出KF-21多用途戰斗機的首架原型機,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戰斗機與隱身無人機協同作戰的計算機合成視頻,首次公開了KF-21的有人/無人協同作戰概念。該型戰斗機由韓國航宇工業公司(KAI)負責制造,是韓國在美、歐、以色列等國家地區技術援助之下,聯合印度尼西亞研制的一型較先進的戰斗機,將有力促進韓國軍用航空工業水平升級,并可能為韓國航空軍貿增添新的重要砝碼。
2021年11月12日,KF-21與隱身無人機協同作戰的視頻首次公開了KF-21的有人/無人協同作戰概念。
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之一,也是各方勢力的角力場。由于外部勢力干預以及意識形態對立,朝韓雙方關系自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,因此雙方均對軍事力量的建設十分重視。而韓國空軍當前日益老舊的F-4D/E、F-5E/F的性能相對于今天的作戰需求而言已經不合時宜。韓國迫切需要一款性能強大新型戰斗機對老舊機型進行替換,并增強空中作戰能力,從而應對來自北方的威脅,保衛國土安全。
另一方面,韓國要加強自主研發能力。自20世紀70年代,時任韓國總統樸正熙提出“自主國防”方針以來,韓國軍用航空工業一直朝著自主研發的方向前進,并成功研制了T-50教練機以及FA-50攻擊機。研制一款高性能戰斗機需要武器系統、飛控設計等幾十個學科專業的緊密配合,在研制的過程中可以極大地加強韓國的自主研發能力,為其邁入軍事強國打下堅實的基礎。
發展情況
2001年3月,時任韓國總統金大中在韓國空軍士官學校的畢業典禮上宣布將啟動KF-X先進多用途戰機研發計劃。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%,韓國航宇工業公司出資20%。
2021年4月9日,KF-21首架原型機出廠亮相。
根據韓國國防采辦計劃管理局(DAPA)的數據,預計韓國將生產6架KF-21原型樣機進行試驗和開發。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險。共有16所大學,11個實驗室和553個供應商參與了整個KF-21項目。
KF-21原型樣機組裝生產。
KF-21主要特點
一、總體技術水平定位為“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,由于美國核心技術封鎖,KF-21的發動機只能選擇雙發中推力的通用電氣(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,雙發的F-22最大起飛重量為38t,單發的F-35最大起飛重量為32t,單發的四代機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、機載系統選用國外成品與合作研制相結合
KF-21的機載系統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電機、BAE公司的AN/APX-126敵我識別裝置等商用貨架產品,還合作研發了KF-21的四項核心技術,分別是機載有源相控陣(AESA)雷達、紅外搜索與跟蹤(IRST)系統、光電瞄準吊艙系統(EO TGP)和射頻干擾系統(RF-Jammer)。
在機載有源相控陣雷達開發過程中,韓華負責雷達天線和電源組件,并與以色列埃爾塔系統公司的信號處理器集成。KF-21的AESA雷達原型機大約有1088個收發通道(TRM),預計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/跟蹤數百個地面目標,性能優于韓國空軍KF-16V的AN/ APG-83雷達。
在紅外搜索與跟蹤系統方面,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基于Selex ES的SkyWard-G系統開發而來,屬于無源系統,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。韓華負責紅外搜索與跟蹤系統中的傳感頭單元(SHU)和處理器單元(PU)開發。
在光電瞄準吊艙系統方面,韓華是韓國唯一擁有FLIR(前視紅外)技術的公司。它與韓國國防科學研究所合作開發的光電瞄準吊艙系統可以提供包括目標搜索和跟蹤、武器精確制導、目標識別等功能,該系統與韓國現有開發項目共享80%的技術,未來可以整合到其他飛機上。
在射頻干擾系統方面,KF-21將采用LIG Nex1開發的產品。LIG Nex1公司將射頻干擾系統簡稱為“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彈的信號。LIG Nex1此前已經成功研制成功了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基礎。
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,不僅能夠執行空中打擊任務,同時有著對地打擊能力,未來還將擁有對海打擊能力。
在空中作戰方面,KF-21可以攜帶歐洲導彈公司的“流星”中遠距空空導彈以及德國的IRIS-T近距空空導彈。“流星”導彈具有防區外發射和高殺傷能力,能夠在各種氣候條件和電子戰環境下全天候自動攻擊空中目標,而IRIS-T近距空空導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激光制導型“聯合直接攻擊彈藥”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和韓國國防科學研究所正在合作研發“400mm級空對海制導導彈II”,將采用沖壓發動機,可實現超聲速打擊能力,預計將和KF-21一同服役。
KF-21帶來的影響
KF-21是韓國自FA-50之后第二個國產戰機計劃,其對于韓國的軍用航空工業有著重要意義。
一、增強基礎建設
KF-21項目將顯著加強韓國軍用航空工業的基礎建設。在KF-21的研制過程中,韓國航空工業突破了一系列高端技術。韓華與以色列埃爾塔系統公司、Selex ES、韓國國防科學研究所等共同合作,突破了機載有源相控陣雷達、紅外搜索與跟蹤系統、光電瞄準吊艙系統等核心技術。而LIG Nex1也成功開發了“KF-X EW Suite”射頻干擾系統。
KF-21項目也為韓國培育出一批高質量的航空專業人才。根據2015年國民議會立法研究室的研究報告顯示,KF-21項目已經為韓國培養了1200名高技術人才,創造了70000個研發、生產、維護保障崗位。
二、降低對美國的依賴
KF-21的研發成功,讓韓國的空中裝備在一定程度降低了對美國的依賴。通過大規模裝備KF-21,可實現對美式戰斗機的部分國產化替代。根據簡氏報告,截止2020年,韓國擁有包括F-15K、F-16C等在內的戰斗機總數達476架,其中韓國自主研發的FA-50有60架,約占總數的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的總數為225架。屆時,國產戰斗機KF-21將成為韓國空軍主力機型之一。
通過研發KF-21,韓國航空工業擁有了大量自主可控技術。韓國擁有生產KF-X所需技術的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等多項核心技術。
三、重視出口
KF-21可用于出口,將增強韓國航空工業影響力。由于國內環境和政策影響,韓國重視軍品出口,著力擴大國防工業影響力。根據斯德哥爾摩國際和平研究所的統計,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有著顯著的成本優勢,在出口市場上可以彌補性能帶來的差距。根據KF-21項目負責人的說法,F-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《紐約時報》報道,數千架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將是潛在買家。
歸納與總結
通過對KF-21項目的研究,歸納出三點看法:
發展先進航空武器裝備具有巨大的技術輻射和經濟帶動作用。先進航空武器裝備的研發將帶來電子、機械等多個行業的技術突破,并且技術進步將擴散到其他領域并轉化為經濟效益。文在寅在KF-21的亮相儀式上表明,其投入量產后有望創造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2012年韓國國防科學研究所的研究,KF-21的產業帶動規模將在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,技術帶動規模將達到40.7萬億韓元(約合人民幣2340億)。
未來國際市場上,先進戰斗機等航空裝備的出口競爭將日益激烈。作為國際軍貿市場上后起之秀,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項目的負責人表示,預計未來將出口300~500架KF-21,憑借著適中的價格和優異的性能,KF-21屆時勢必會成為美國的F-16、瑞典的“鷹獅”等戰斗機在軍貿市場上的強有力競爭對手。
傳統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機的研制,以維持本國武器自主研發能力。在2017年7月,法國和德國政府在聯合內閣會議上達成協議,同意將共同研究用于替代“陣風”和“臺風”的下一代戰斗機“未來空中作戰系統”(FCAS)。2019年,西班牙正式加入“未來空中作戰系統”項目。英國則于2018年7月推出了“暴風”(Tempest)第六代戰斗機,并于2020年與意大利和瑞典簽署了協議,聯合研制“暴風”項目。
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