韩国自主研发的五代机KF-21

韩国航宇工业公司于2021年4月推出KF-21多用途战斗机的首架原型机,韩国拥有了自己的五代机。

韩国国防采办计划管理局(DAPA)在2021年11月12日公布了一段KF-21战斗机与隐身无人机协同作战的计算机合成视频,首次公开了KF-21的有人/无人协同作战概念。该型战斗机由韩国航宇工业公司(KAI)负责制造,是韩国在美、欧、以色列等国家地区技术援助之下,联合印度尼西亚研制的一型较先进的战斗机,将有力促进韩国军用航空工业水平升级,并可能为韩国航空军贸增添新的重要砝码。

2021年11月12日,KF-21与隐身无人机协同作战的视频首次公开了KF-21的有人/无人协同作战概念。

项目背景

韩国启动KF-21项目的研制,一方面是要替换老旧机型。朝鲜半岛是世界地缘政治的热点地区之一,也是各方势力的角力场。由于外部势力干预以及意识形态对立,朝韩双方关系自20世纪50年代以来虽有起伏,但是总体处于对峙与摩擦的状态,因此双方均对军事力量的建设十分重视。而韩国空军当前日益老旧的F-4D/E、F-5E/F的性能相对于今天的作战需求而言已经不合时宜。韩国迫切需要一款性能强大新型战斗机对老旧机型进行替换,并增强空中作战能力,从而应对来自北方的威胁,保卫国土安全。

另一方面,韩国要加强自主研发能力。自20世纪70年代,时任韩国总统朴正熙提出“自主国防”方针以来,韩国军用航空工业一直朝着自主研发的方向前进,并成功研制了T-50教练机以及FA-50攻击机。研制一款高性能战斗机需要武器系统、飞控设计等几十个学科专业的紧密配合,在研制的过程中可以极大地加强韩国的自主研发能力,为其迈入军事强国打下坚实的基础。

发展情况

2001年3月,时任韩国总统金大中在韩国空军士官学校的毕业典礼上宣布将启动KF-X先进多用途战机研发计划。该项目由韩国牵头,韩国政府出资60%,印度尼西亚政府出资20%,韩国航宇工业公司出资20%。

2021年4月9日,KF-21首架原型机出厂亮相。

根据韩国国防采办计划管理局(DAPA)的数据,预计韩国将生产6架KF-21原型样机进行试验和开发。韩国计划在2022年进行KF-21的首飞,2026年完成其全部研制工作,并开始交付,并于2028年开始出口KF-21。

韩国空军计划采购120架,预计至2028年完成40架KF-21的交付,2032年完成剩余80架KF-21的交付。印尼计划采购50架,但存在印尼终止合作的风险。共有16所大学,11个实验室和553个供应商参与了整个KF-21项目。

KF-21原型样机组装生产。

KF-21主要特点

一、总体技术水平定位为“四代半”

韩国国防采办计划管理局将KF-21定位为4.5代战斗机,主要是因为其在部分性能上有所欠缺。

在动力方面,由于美国核心技术封锁,KF-21的发动机只能选择双发中推力的通用电气(GE)F414-400,而其单台最大推力为98kN,约为F135发动机的一半,这严重限制了KF-21的超声速巡航能力。

装备在KF-21上的GE F414发动机。

同时,KF-21的最大起飞重量相较其他五代机也有所差距,KF-21的最大起飞重量为25.6t,与之相对,双发的F-22最大起飞重量为38t,单发的F-35最大起飞重量为32t,单发的四代机F-16最大起飞重量也有19t。

在隐身方面,KF-21采用了倾斜双梯形尾翼以及斜切的菱形进气口,同时机身整体外部设备凸起较少,机翼前后缘和水平尾翼的前后缘分别平行,有效降低了雷达散射截面积(RCS),最大限度保证了隐身性能。但由于KF-21采用了机腹半埋武器挂架和普通翼下挂架的设计等因素,隐身能力无法与F-22等相比,整体隐身性能介于四代机和五代机之间。

二、机载系统选用国外成品与合作研制相结合

KF-21的机载系统主要采取国外引进和合作研制的方案,不仅采购柯林斯公司的发电机、BAE公司的AN/APX-126敌我识别装置等商用货架产品,还合作研发了KF-21的四项核心技术,分别是机载有源相控阵(AESA)雷达、红外搜索与跟踪(IRST)系统、光电瞄准吊舱系统(EO TGP)和射频干扰系统(RF-Jammer)。

在机载有源相控阵雷达开发过程中,韩华负责雷达天线和电源组件,并与以色列埃尔塔系统公司的信号处理器集成。KF-21的AESA雷达原型机大约有1088个收发通道(TRM),预计2023年将达到约1200~1300个,与F-35持平。KF-21的有源相控阵雷达最大探测距离约200km,合成孔径雷达(SAR)模式分辨率超过1m,雷达可检测/跟踪数百个地面目标,性能优于韩国空军KF-16V的AN/ APG-83雷达。

在红外搜索与跟踪系统方面,韩华与莱奥纳多子公司Selex ES开展了合作。KF-21的红外搜索与跟踪系统基于Selex ES的SkyWard-G系统开发而来,属于无源系统,可以在无电磁辐射的情况下远距离搜索并跟踪威胁目标,提升了飞机的隐身性能。韩华负责红外搜索与跟踪系统中的传感头单元(SHU)和处理器单元(PU)开发。

在光电瞄准吊舱系统方面,韩华是韩国唯一拥有FLIR(前视红外)技术的公司。它与韩国国防科学研究所合作开发的光电瞄准吊舱系统可以提供包括目标搜索和跟踪、武器精确制导、目标识别等功能,该系统与韩国现有开发项目共享80%的技术,未来可以整合到其他飞机上。

在射频干扰系统方面,KF-21将采用LIG Nex1开发的产品。LIG Nex1公司将射频干扰系统简称为“KF-X EW Suite”,是一种自我保护干扰器,旨在检测、分析和干扰敌方雷达和导弹的信号。LIG Nex1此前已经成功研制成功了SLQ-200K射频干扰器和ALQ-200机载射频干扰器,在此方面有一定的技术基础。

三、选用最先进的空空及空地武器

KF-21拥有6个翼下挂点,可以挂载多种武器弹药,不仅能够执行空中打击任务,同时有着对地打击能力,未来还将拥有对海打击能力。

在空中作战方面,KF-21可以携带欧洲导弹公司的“流星”中远距空空导弹以及德国的IRIS-T近距空空导弹。“流星”导弹具有防区外发射和高杀伤能力,能够在各种气候条件和电子战环境下全天候自动攻击空中目标,而IRIS-T近距空空导弹则具有极高的灵敏度和抗干扰能力。

在对地打击方面,KF-21可以搭载GBU-39/B“小直径炸弹(SDB)”、GBU-54/56激光制导型“联合直接攻击弹药”等。GBU-39/B的成本低、精确度高、单架次可携带数量多,而GBU-54/56可在恶劣的天气条件下对移动目标进行精确定位和攻击。

在对海打击方面,LIG Nex1和韩国国防科学研究所正在合作研发“400mm级空对海制导导弹II”,将采用冲压发动机,可实现超声速打击能力,预计将和KF-21一同服役。

KF-21带来的影响

KF-21是韩国自FA-50之后第二个国产战机计划,其对于韩国的军用航空工业有着重要意义。

一、增强基础建设

KF-21项目将显著加强韩国军用航空工业的基础建设。在KF-21的研制过程中,韩国航空工业突破了一系列高端技术。韩华与以色列埃尔塔系统公司、Selex ES、韩国国防科学研究所等共同合作,突破了机载有源相控阵雷达、红外搜索与跟踪系统、光电瞄准吊舱系统等核心技术。而LIG Nex1也成功开发了“KF-X EW Suite”射频干扰系统。

KF-21项目也为韩国培育出一批高质量的航空专业人才。根据2015年国民议会立法研究室的研究报告显示,KF-21项目已经为韩国培养了1200名高技术人才,创造了70000个研发、生产、维护保障岗位。

二、降低对美国的依赖

KF-21的研发成功,让韩国的空中装备在一定程度降低了对美国的依赖。通过大规模装备KF-21,可实现对美式战斗机的部分国产化替代。根据简氏报告,截止2020年,韩国拥有包括F-15K、F-16C等在内的战斗机总数达476架,其中韩国自主研发的FA-50有60架,约占总数的13%。韩国计划最终装备120架KF-21,以替代即将退役的F-4E和F-5E,而F-4E和F-5E的总数为225架。届时,国产战斗机KF-21将成为韩国空军主力机型之一。

通过研发KF-21,韩国航空工业拥有了大量自主可控技术。韩国拥有生产KF-X所需技术的63%,并且韩华、LIG Nex1等公司突破了机载有源相控阵雷达、红外搜索与跟踪系统等多项核心技术。

三、重视出口

KF-21可用于出口,将增强韩国航空工业影响力。由于国内环境和政策影响,韩国重视军品出口,着力扩大国防工业影响力。根据斯德哥尔摩国际和平研究所的统计,从2016年到2020年,韩国武器出口额增长了210%,使韩国在全球武器市场上占有2.7%的份额。

KF-21相较于F-35有着显著的成本优势,在出口市场上可以弥补性能带来的差距。根据KF-21项目负责人的说法,F-35单架采购费用约8900万美元至1.78亿美元之间,并且维护和升级费用昂贵。根据《纽约时报》报道,数千架F-35在60年的使用寿命期中耗资可能超过1万亿美元。而KAI表示KF-21的单价定为6500万美元,同时保持较低维护成本。泰国、菲律宾甚至伊拉克等国或将是潜在买家。

归纳与总结

通过对KF-21项目的研究,归纳出三点看法:

发展先进航空武器装备具有巨大的技术辐射和经济带动作用。先进航空武器装备的研发将带来电子、机械等多个行业的技术突破,并且技术进步将扩散到其他领域并转化为经济效益。文在寅在KF-21的亮相仪式上表明,其投入量产后有望创造10万个工作岗位,附加值将高达5.9万亿韩元(约合人民币345亿元)。而根据2012年韩国国防科学研究所的研究,KF-21的产业带动规模将在19万亿韩元(约合人民币1092亿)至23万亿韩元(约合人民币1322亿)之间,技术带动规模将达到40.7万亿韩元(约合人民币2340亿)。

未来国际市场上,先进战斗机等航空装备的出口竞争将日益激烈。作为国际军贸市场上后起之秀,韩国在航空装备出口方面展示了不俗的实力。截止2020年,韩国已经向印度尼西亚(T-50I),伊拉克(T-50IQ),菲律宾(FA-50PH)和泰国(T-50TH)出售了64架T-50和FA-50系列飞机。KF-21项目的负责人表示,预计未来将出口300~500架KF-21,凭借着适中的价格和优异的性能,KF-21届时势必会成为美国的F-16、瑞典的“鹰狮”等战斗机在军贸市场上的强有力竞争对手。

传统盟国在尝试减少对美国的依赖。韩国并非是唯一一个试图减少对美国依赖的盟国,德国、英国等国也纷纷开展下一代战机的研制,以维持本国武器自主研发能力。在2017年7月,法国和德国政府在联合内阁会议上达成协议,同意将共同研究用于替代“阵风”和“台风”的下一代战斗机“未来空中作战系统”(FCAS)。2019年,西班牙正式加入“未来空中作战系统”项目。英国则于2018年7月推出了“暴风”(Tempest)第六代战斗机,并于2020年与意大利和瑞典签署了协议,联合研制“暴风”项目。

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来源:国际航空
编辑:GY653

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