观察者网一周军情| 北上太行山，艰哉何巍巍-胡乐其、洪希伯
本周，中俄两国都传出了新一代装备升级的消息。首先是“十二五”两机专项中的航空发动机取得重大进展，中航工业动力所刘永泉团队完成了改进型“太行”的研制。历经三十年艰难研制，“太行”终于可以说是“完全体”了。改进型“太行”比起老“太行”究竟有什么根本性的改变？为什么让试飞员赞不绝口？
而俄罗斯则在近日为南高加索部队装备了“武士”单兵作战系统，“未来战士”真的要来了吗？步兵战场的规则就要改变了吗？
历经艰难，“太行”终成“完全体”
本周中国航空报的新闻当中，披露了“太行”发动机改进型号由中航工业动力所研制成功的消息。涡扇-10“太行”发动机历经了30年的艰苦研制，终于在这一刻算是圆满收官了。完全体“太行”不仅把推力增加到了14~14.5吨，而且据中国航空报去年的报道，“太行”发动机改进型号也是在刘永泉团队的带领下，完成了全权限数字电子控制系统的研制。这一姗姗来迟的喜讯，让中国迈入了航空发动机制造强国的大门。
刘永泉总师和他的年轻团队完成了“14吨FADEC太行”的研制
航空发动机的全权限数字电子控制系统（英文简称为FADEC），是指挥发动机的大脑。FADEC可以从发动机上的传感器中获取数据，对发动机进行一系列的复杂控制，如改变喷口面积、监控发动机状态、诊断故障等等。FADEC不仅能够大大提高飞机的飞行性能，而且减轻了发动机的重量，是目前欧美军、民用航空发动机的标配。
FADEC系统是发动机的“大脑”
“‘太行’行不行”的故事，相信大家都很熟悉。当年先是“‘太行’不行”，接着仓促通过定型，然后又出现故障让歼-11B等发动机，最后直到涡扇-10A才大批量装备歼-11B和歼-11BS。对于航空发动机的这种不愉快，中国军迷们早就是身经百战见得多了。但对中国航空来说，这个旧伤疤依然太痛，笔者在此只是简单回顾一下。
2001年使用“太行”进行试飞的领先试飞机，喷零件、空中停车，当时的涡扇-10光是硬件就困难重重
2005年12月28日，“太行”通过了定型审查
然而出现了叶片断裂等严重事故，2008年起，歼-11B和歼-11BS排队等着太行，就有了这张著名的“菊花残”……
慢慢排除故障后，2010年1月，“太行”和歼-11B荣获国家科技进步特等奖
装备“太行”的歼-16多用途战斗机
涡扇-10A大批量装备，终于行了
不过在硬件上终于“行了”的涡扇-10A，还不算和西方先进大推力航发齐平，充其量是和AL-31F各有千秋。现在我们知道，带FADEC的涡扇-10B才能说是一台完善的“太行”。那么，当初咱们为什么没能搞出带FADEC的航空发动机呢？
FADEC这堂课没补上，是有历史原因的。
上个世纪70年代起诞生了一批优秀的涡扇发动机，同时期欧美开始了FADEC的研制工作。前苏联虽然有了发动机，然而其电子工业水平并不能支撑起FADEC的研发。当时留里卡设计局开辟了一条“旁门左道”，使用模拟电子技术，为AL-31系列发动机开发出了机械液压+模拟电子的混合控制系统。
涡扇-10发动机的技术源头为美国的CFM-56发动机——这是一种以GE公司F101的核心机为基础研制的民用发动机，之后又借鉴AL-31F的控制技术，才有了今天我们看到的“太行”。然而航空发动机的逆向还原工作显然比其他领域难上了许多。从纸面上看，“太行”是一款媲美美国F110的先进发动机（结构和核心机相同），然而现实中，它却因此犯下了“心脏病”，让国产战斗机多等了十多年，也让中国军迷们苦等了十多年。
3级风扇+9级高压压气机+1级高压涡轮+2级低压涡轮，太行和F110完全一致
由于“太行”的技术源头CFM-56是美制民用发动机，中国自己则缺乏高性能涡扇发动机控制系统的研究经验，在上世纪90年代大量引进和深度接触俄制AL-31F发动机后，中国不得不采用了一种“土办法”，就是把AL-31的控制系统移植到“太行”上面凑合。
对于80年代、90年代的飞机来说，模拟电子技术或许是“够用”了，加上苏联强大的整合能力，使得AL-31系列成为了一代经典。可是作为一种需要在21世纪使用的发动机，机械液压+模拟电子控制系统不仅在系统性能上落后于FADEC，且增加了发动机的重量，对于控制一台“美系”发动机来说更是力不从心。我们现在说这些话是事后诸葛亮，当时却是属于“完全不知道自己竟然不知道”。这一来二去，“太行”竟然走了十多年的弯路。
在等待“太行”逐步排除故障的同时，战机的研发却一刻不能停歇。为了“太行”能行，空军选择了让歼-11B作出牺牲，但是其他战机却等不了。“太行”原本是配套歼-10的发动机，但是形势逼迫，歼-10A不得选用AL-31FN，为此甚至不得不重新设计了部分机身，随后的歼-10B/C系列也是一脉相承，使用改进后推力增加的42批次AL-31FN发动机——有一架歼-10B用“太行”进行了测试，但“太行”与歼-10的搭配并未持久。
更关键的是，新一代战机是不能用原版AL-31凑合的！
FADEC对新一代战机来说极其重要。三代机或许还能用老的发动机控制系统凑合，但是三代半和四代机却需要“飞-火-推”一体的控制系统。举个例子，印度SU-30MKI装备的AL-31FP没有配备FADEC系统，使得SU-30MKI仅采用了简单的火推交联技术。其战斗力比起SU-30MKK来说并没有什么本质上的改善，除了在航展上展出一些精心设计的超机动动作外，也就是骗骗印度人罢了。
印度的SU-30MKI，其矢量推力无法随意控制，和SU-35S、F-22等飞机的超机动性能完全没有可比性
而为了让我国下一代战机在国产发动机完善之前拥有FADEC系统和“飞-火-推”一体化的能力，中国对航空发动机的采购实行了“两条腿”走路的方法。
苏联解体之后，原先的礼炮发动机制造厂获得了投资并组建了研发部门，成立了礼炮联合体。礼炮厂针对中国客户的需求，对AL-31发动机进行了升级。新的99M1（AL-31FM1）发动机于2006年完成了国家测试，采用了КРД-99Ц数字电子控制系统，并使启动机具备了3500米以上的高原启动性能。量产的99M1发动机被批量运用在歼-10B/C战斗机上，在许多歼-20原型机的照片中，我们也可以看到99M1型发动机的身影。
99M1发动机上的FADEC部件
装备99M系列发动机的歼-20和歼-10C
F-22正是运用其CIP主计算机实现“飞-火-推”一体，才获得了强大的超机动性能。第三代双余度FADEC不仅让F-22的F119发动机获得了极高的可靠性，而且在任何情况下，其矢量推力都能够起作用，实现了超机动。为了尽快实现四代机“飞-火-推”一体的设计理念，歼-20选择采用99M1不得不说是无奈之举。我国自行研发的“飞-火”一体在歼轰-7A上就已经实现了，而作为一款四代重型战斗机，必须为“飞-火-推”一体做好功课。歼-20要想在这方面追赶F-22，肯定不能靠等。
好在涡扇-10B的收工，标志着我国航空发动机终于补完了这艰难的一课。从此之后，包括歼-11后续型号和歼-16等战机，都将获得一颗智能的“中国心”，同时还有14吨级的澎湃动力，怎能不让人振奋？
而这对于还在等待涡扇-15的歼-20来说，更是好消息。为了练就“太行”，我们不惜牺牲歼-11B的进度，为的就是在下一代隐形重型战斗机上不再重复这一过程。实现“飞-火-推”一体化的歼-20后续型号，其飞行性能和战斗力都将获得极大的提高。
一种采用轴对称矢量方案的歼-20模型
一场长达数十年的补课，历经数十年的辛酸，我们终于可以平静地说一句：“中国航空发动机，就要行了。”
“未来战士”真的还没来
据俄罗斯报纸报网站2月22日报道，俄罗斯最新的“武士”（Ратник）单兵作战系统已经部署到部队。俄军南部军区北高加索的部队装备了1000套这种“武士”系统。在油价震荡、俄罗斯财政疲软的当下，该国还是表现出一个世界大国的雄心与魄力。
“武士”单兵作战系统
毕竟凉战在即，各国都在争相发展所谓的“未来士兵”。凡近来问世的装备，大多带着“×系统”的后缀。步兵作为军队最基础的兵种，曾经一枪一盔一武装带就上了战场，而类似俄军的“武士”系统这样的近未来单兵装备，已经把“武装到了牙齿”这个词从夸张的修辞手法变为现实。
“未来士兵”噱头虽大，但无非是科学技术与生产能力提升之后，步兵装备与编制的又一次变革，就像是从徒步步兵往摩托化/机械化升级一样必然来临，这一次的步兵升级着眼于信息化。
但究竟是什么是信息化步兵，即使是美国也依然在摸索研究之中。各国所遭遇的困境正如解放军近年来一句笑谈：“信息化是个框，啥都往里装”。信息化的范围太庞大了，一大堆升级选项可选，而未来战争还没有打响，谁知道什么是正确的？
简单概括信息化士兵的特点，就是以信息化和现代化技术给予步兵“三个优越”，优越火力、优越观通、优越防护。
“优越火力”——火力的提升是最直观的，向上追溯就是冷战末期（80年代初）美国陆军的ACR计划（替换M16A1自动步枪），以及同时期（1981年）原苏联提出的“Abakan阿巴甘”计划（替换AK-74突击步枪），这两项计划催生了诸如AAI ACR、柯尔特ACR、H&K ACR（也就是G11无壳弹步枪）、斯太尔ACR和AN-94等武器。这些武器以今日的观点看来依然过于前卫、奇特甚至“鬼畜”，却是第三次科技革命来临之前，步兵轻武器领域探索的先声。
以今天的观点看， G11等武器也是非常奇怪的
真正定义信息化步兵武器的，是1994年美国陆军“未来战斗系统（Future Combat System）”中“陆地勇士（Land Warrior）”的“理想单兵战斗武器（Objective Individual Combat Weapon，代号XM29）”，该武器的指标是：左右两手均可操作、步枪与榴弹发射器合用一个发射机构、采用智能化榴弹、对点目标的射程500m、对面目标的射程1,000m、武器长度小于33英寸（838mm）、含30发动能弹和6发高爆弹在内，武器总质量不大于14磅（6.35kg），并预定于2009财年装备部队。
这些指标今日看来虽然不是“天顶星”，依然是非常惊人的。解放军的“步榴霰三合一武器”虽然实现了美军OICW绝大部分的构想，但是为了控制重量（空枪不带弹药5kg）而选择以单发栓动发射榴弹。
OICW改变了单兵火力
解放军陆军和海军陆战队装备的“步榴霰三合一武器”
传统的榴弹发射器诸如M203和GP-25口径较大、膛压较低、发射弹道高抛，非熟练射手难以掌控精度，外挂的形式与武器集成程度差，发射和装填需要腾出手来操作，虽然对火力有较大提升，但远算不上步兵轻武器的“规则改变者”。
OICW类武器的榴弹发射器口径较小、膛压较高、弹道低平、射程较远，搭配测距仪、火控系统、膛口线圈、智能空炸榴弹，这种武器具备高度精确、灵活也非常可观的杀伤能力，比如可以将一枚榴弹打进射击孔，并在构筑精良的火力点内爆炸。所有传统观念中可以免受轻武器威胁的掩体，几乎都可以被士兵手中的OICW类武器摧毁，这将极大改变步兵作战的形式。
OICW一大基础功能就是拐弯枪，瞄准系统可以与穿戴设备联通，不过解放军手中的“步榴霰三合一”武器是量产型，而美军手中的XM29 Block3是个演示模型
XM29 Block3的瞄准镜
本周俄媒报道“武士”系统时再次提及了AK-12突击步枪。不可否认AK-12突击步枪改进颇多，令人眼前一亮，但是AK-12搭配GP-30榴弹发射器的组合依然太过传统。正如俄罗斯新近研制的诸多装备，AK-12也存在被迫“宣传挂帅”的问题。
AK-12自亮相以来已经有过3次大规模的改进，初版AK-12更像是人机功效略微进步的AK-74换色改进型；第二版AK-12则有了西方步枪便于操作的空仓挂机解脱钮、可推可扣弹匣卡榫等改进；第三版AK-12的改进型就颇有“俄军特色”，比如枪托向左折叠，将原来不随动的拉机柄变回随动（就是开一枪弹一下的枪栓）——理由是，俄军高层认为不随动的拉机柄可能给士兵武器不能正常运作的错觉，而且太复杂的拉机柄不能进行粗暴的排障：“枪栓冻住了得用脚踹，复杂的拉机柄踹坏了怎么打仗”……
第一版AK-12
第二版AK-12
第三版AK-12
因此，即使俄军的“武士”系统所有配件都配发到位，武器方面依然是一个需要提升的短版。
即便是已经把减法做到极致的解放军“步榴霰三合一武器”，依然受到过于笨重庞大的批评，对于世界各国只需要端着键盘而不是端着枪冲锋陷阵的网友而言，这种武器几乎被认为就是“未来士兵”或者“信息化士兵”的代名词。但正如某位与国产OICW类武器有密切关系的人士批评：网友和军迷太看重这支枪了，就算装备了这种枪，步兵能打过坦克吗？步兵能打过飞机吗？枪只是武器系统的一部分，步兵身上的那一套衣服能够召唤猛兽，那才是真正的威力所在。
“优越观通”只有四个字，但却是信息化士兵装备系统的核心。观就是观察，通就是通信，原本两者即使结合起来也算不上复杂。过去，观测手段基本靠眼，最多有个望远镜或炮队镜，通信手段基本靠嘴，无论是传令兵还是直接吼抑或用电台。网络时代的到来不仅让步兵的观通能力得到了极大的提升，也使之大为复杂。
原本的望远镜已经需要升级为一种具备夜视、测距、前进空中管制能力、激光指引的设备。就在20世纪末到21世纪初的几场战争中，这些装备依然分成多件，而且经常体积庞大到需要三脚架。
而前文所述的OICW类武器中实现其智能、灵巧的杀伤能力就离不开信息技术，原本的远射用望远瞄准镜，近射用反射、全息瞄准镜，对射击精度已有明显提升。OICW的瞄准镜更是变成了一个带火控计算机的先进综合设备——昼夜都能使用，能进行敌我识别，可以测量距离，将数据传给枪口线圈并指令引信啥时候应该爆炸。此外，瞄准镜也拥有数码摄像机的功能，OICW武器系统还要与步兵穿戴的陆地勇士系统进行数据的互联互通。
德军IDZ-ES系统中，核心部分几乎全部是观通设备
前方发现坦克等步兵打不掉的目标？那么就利用武器瞄准镜和穿戴的观测设备将敌方图像和坐标上传，利用网络呼叫更强大的火力来对付他们。
因此，先进的观通设备可以让步兵具备远距离摧毁碉堡的能力，更让步兵可以在短时间内协调火力打击更加强大的目标。
正如俄媒在报道中所炫耀的，“武士”系统具备现代化的观通能力。对于信息化的俄军步兵而言，他们的眼睛已经能够通过夜视仪穿透黑暗，也能够通过无人机看到远方，通过布置在战场上的各类视频传感器观察士兵本人没有到达的位置。然而随着苏联解体，原本完整齐备的军工生产能力支离破碎，俄军的夜视仪等设备依赖法国进口，通信设备元件则大部来自中国，这些受制于人的情况，显然对俄军信息化步兵的建设带来不小的隐患。
“优越防护”，也就是观察者网在报道中指出的俄军配发“武士”系统变成配发防弹衣的无奈。头盔、护甲、护目镜、护膝护肘等装备价格不菲，却是整个信息化士兵装备系统中相对廉价的部件。如今的头盔与护甲已经从许多人印象中的只能防破片变成了具备防弹能力的装备，可以大幅度提升士兵的生存能力，所受到的伤害大幅度减少，这对维持部队士气，传承作战经验都大有裨益。
此前英国展示的一套“未来士兵”装备，就将传感器整合到了护甲上，可以实时监控士兵的身体状况，这让指挥员对部队所处的状态有了更清晰直观的了解。
英国的简约版“未来战士”，传感器可以监控士兵的身体状况
然而优越的防护能力，也引出了整个信息化单兵作战系统的弊端——重！俄军的“武士”系统基础型重量就达到了20kg级别。
虽然外骨骼等设备有所发展，但是距离投入使用尚有差距。步兵行动依然依赖人类的体格与体能。因为膝关节、胯关节与脊柱，人类的负重能力与体能是有极限的。头盔上安装的夜视仪（也可能包括单兵计算机的显示器），头戴的耳麦等通信设备都会加重颈部的负担，为了安装这些装备，头盔的固定方式已经提升到了4点悬挂+安全帽头箍的级别。头盔可以拦住子弹，但沉重的头盔及设备则可能造成颈部受伤甚至致命。而身上的护甲保护了胸腔、腹腔、股动脉、生殖器等重要部位，但是防护越周全，重量就会越大。
除了沉重之外，具备如此多复杂功能的信息化装备性能未必有设计时期望的那么稳定，而且价格必然昂贵，即使财大气粗如美国，在研发和装备信息化步兵系统时都显得谨慎甚至有些保守。美军原本计划中的陆地勇士计划可以一揽子解决未来士兵从头到脚的装备问题。但是如今却被拆分成若干个子系统继续发展，成熟则投入使用，不成熟则继续测试。比如XM25榴弹发射器就是从XM29上分家出来的，而防护方面也分不同军兵种有自己的发展路线，观通方面则是DARPA进行名为“班组X核心技术”的项目，提升美军步兵已经颇为强大的态势感知能力。
美国陆军2019年计划装备的单兵防护装备，从头盔、护目镜、护脸、“蛙皮”服、防弹背心、护裆都有大幅度改新，体现了美军在单兵防护方面的高度前瞻性，这套装备虽然极尽努力减重，但是还是轻不下来
还有则是编制问题，即使一名士兵完全装备了一整套的信息化作战系统。该系统也需要士兵身后整支部队的编制和战术全部实现信息化。如果以传统步兵的观点来看待信息化步兵，网络联通优势无法体现，沉重而复杂的装备还会导致作战效能的下降。
编制上的另一个问题就是如何防止泄密，一个完全融入信息化作战体系中的步兵可以了解以往传统步兵完全无法接触到的，各个层面的丰富信息。而即使是有着周密的先进装备销毁/摧毁体制的美军，依然免不了军人被俘，装备被缴获的风险。这时候一名信息化士兵被俘或装备遗失，将给己方带来莫大的危险，如何在体制机制上应对这一点，各国恐怕依然没有准备好。
最后，武器装备的最终试验场是战场，各国大力发展“未来士兵”，却几乎没有一个国家的装备受到过足够的检验。一时间信息化单兵装备呈现“百花齐放”的景象，除了前文提及的中美俄三国，法军有FELIN，德军有IDZ/IDZ-ES，英军有Sci-fi Sqauddie，韩国很早就推出了故障不断的K-11型OICW武器系统，日本自卫队2012年就展览了一套部件庞大走线复杂的信息化单兵装备，就连中国台湾地区都搞了“数位化单兵装备”。
只是在短期之内，信息化单兵装备都会处于“看起来有多销魂，搞起来就有多伤人”的状态。
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