揭秘F-35战斗机：800万行代码构建的强大“智慧核心”

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斯坦格负责F-35 的战斗性能测试并培训数百名其他战斗机飞行员。 F-35战斗机去年冬天刚刚抵达卢克空军基地，是目前美军最先进的战斗机。它的隐形特性使其在被敌方雷达探测到时看起来像高尔夫球大小的物体。

F-35还可以干扰对手的雷达，让敌人认为空中有100个高尔夫球大小的目标。它的飞行速度为1.6马赫，配备一门25毫米机炮、空对空导弹、两枚2000磅制导导弹和四枚外置激光制导导弹。但真正让它独一无二的是它的大脑。史无前例的800万行软件代码集成了导航、火控、传感、通信和定位系统。代码数量比全球首架现役五代机F-22猛禽软件系统还要多四倍！

F-35软件系统图

斯坦格解释说，在老式战斗机上，他必须手动操作雷达来搜索地面上攻击他的导弹或空中的敌机。还需要监控高速数据链路，以实现机器对机器通信并接收来自地面部队的消息。他和后座的消防人员必须分析数据才能锁定目标并开火。 “你可以想象，这既耗时又费力，”斯坦格说。

单座F-35通过高度自动化和集成的传感系统几乎为斯登格完成了上述工作。例如，如果战斗机的热传感器检测到一枚来袭导弹，蜂鸣器就会发出“像门铃一样的声音”，斯坦格说，而计算机会发出蜂鸣声，“导弹，左侧，9点钟方向”。方向”。

当斯坦格朝那个方向看时，头盔的面罩上会显示一个绿色圆圈，指示导弹的位置、速度和到达时间。只需看着绿色圆圈，斯坦格就可以瞄准武器，开火，并逃脱导弹攻击。六个外部摄像头可以提供战斗机外部的360 度视图，并将其反馈到Stenger 的面罩上。如果斯坦格向下看，他可以透过驾驶舱的底层甲板看到地面。

美国国防部承包商洛克希德·马丁公司将在未来几十年内建造数千架F-35，为美国海军、海军陆战队和空军提供供应。空军预计将接收1,763 架，斯坦格将帮助这些满意的F-35 飞行员在卢克基地完成训练。与这里的其他飞行员一样，斯坦格在F-35 上飞行了200 多个小时。不执行飞行任务时，斯坦格会在机密简报室里阅读有关F-35 性能的战术手册。现在他已经熟悉了这名战士的属性。

斯坦格和许多军方人士将F-35战斗机视为美国保持空中优势的关键。不过，F-35也可能是美军飞行员这一标志性职业退出历史舞台的开始。 F-35战斗机结构精巧，自动化、智能化、信息化程度高。美国海军部长雷·马布斯甚至在5月份表示，“F-35将成为、或者肯定会成为海军的采购和飞行系统”。最后一代有人驾驶战斗机。”

“如果有下一代载人战斗机，那就太好了；如果没有，那对未来的飞行员来说就是一种耻辱。”

在马布斯和许多其他人看来，战斗机飞行员的工作内容多年来发生了很大变化。飞行员不再需要秘密跟踪目标，调整准星，然后开火；他们只需要从类似iPad 的屏幕或头盔面罩收集信息即可。电子传感器、网络化作战和空对空雷达制导导弹技术使飞行员能够从100 英里外击落敌机。

通常情况下，飞行员在战斗中可能根本看不到对方。很多人认为，既然如此，为什么还要让飞行员陷入危险呢？难道他们不能只看同一个屏幕并按地面上的同一个按钮吗？

斯坦格也思考过这个问题。作为一名在阿富汗飞行超过330 小时的飞行员，他的任务包括轰炸塔利班战斗机和据点、拆除导弹发射场以及为联军提供掩护。然而，在他九年的飞行生涯中，他从未与敌人进行过空战，甚至没有遭遇过敌方战斗机或任何形式的飞行器。面对支持无人战斗机的呼声，斯滕格说了一句很有哲理的话：“作为一名飞行员，我不能做出假设。驾驶F-35是我义不容辞的职责。如果有下一代有人驾驶战斗机，那么这很好；如果它不存在，那对未来的飞行员来说将是一种遗憾，因为他们永远不会理解成为一名真正的飞行员意味着什么。”

卢克空军基地工作日非常繁忙。每15 分钟，干燥炎热的沙漠空气就会随着喷气机的起落而隆隆作响。 32年来，卢克一直是F-16“战隼”的主要训练基地。当时，F-16 战机停在卢克机场的跑道上，停在机舱盖下。随着F-35系列战斗机投入使用，F-16将逐步淘汰，为新战斗机的训练腾出空间。

在斯坦格的飞行训练中，空战仍然是重要的训练项目之一。拥有170 万英亩的索诺兰沙漠和57,000 立方英里的广阔空域作为训练空间，斯坦格可以像电影《壮志凌云》（壮志凌云）中那样编排空中战术。 “我们可以设计相距100 英里的空对空作战训练，”去年7 月刚搬进二楼办公室的斯滕格说道。训练时，他会挑选两名F-35学员对抗四架F-16战斗机。这是俄罗斯等假想敌拥有的同级别战斗机，也是F-35可能面临的对手。 “利用你学到的战术，在敌人发现你之前将其击落，”斯坦格说，“在看不见的地方。”

“超视距”是无人机的关键。自20 世纪90 年代初以来，世界各地几乎所有的空中交战都是在远离“视线”的地方进行的。此后，现代军队越来越依赖网络化战争，集成GPS卫星定位系统、远红外雷达、地对空和空对空安全数据通信链路、波音E-3预警机等侦察机，以及雷达制导空对空导弹。

随着网络战争的兴起，空战事件大幅减少。前美国空军官员、战略与预算评估中心高级研究员约翰·斯蒂利昂创建了一个数据库，其中包含1965 年至2013 年所有已确认的空战胜利记录。他表示，自1990 年以来，只有54 架战斗机取得了胜利。被全世界击落。

无人机基本上可以做有人战斗机能做的所有事情，在某些方面甚至更好。

当然，当今的地缘政治是这一趋势的另一部分原因。 20世纪90年代以来，参与空战的国家越来越少。但迪隆指出，技术进步推动变革。随着传感器制导飞行和远程打击技术的发展，战斗机的高速飞行、加速、机动性等传统优势已经变得不再那么重要。他在最近的一份报告《空对空作战趋势对未来空中优势的影响》中指出，现在真正重要的是传感器、强大的远程攻击武器、飞机射程和网络连接。迪龙说，“这些技术通常装备在远程轰炸机上，因此未来的战斗机可能更像是无人远程打击平台。”

这是一个有趣的观点，并且在技术和经济上更有意义。无人机基本上可以做有人战斗机能做的所有事情，在某些方面甚至更好。该机可以一天24小时飞行，而飞行员最多只能在狭窄的驾驶舱内执行任务几个小时。此外，机器不需要飞行员那样的重复训练。省去这一步会节省很多钱。

飞行员培训成本也高得惊人：根据2015年美国国防部预算，空军驾驶一架F-35A战斗机一小时需要花费14,183美元。而这还只是非战时的训练经费。每架飞机每月13 小时的飞行时间相当于每年220 万美元的成本。当F-35训练计划全面启动后，卢克训练基地将共有144架战斗机。每个编队将由24架战斗机和数百名支援人员组成。粗略计算一下，人工成本昂贵且不切实际。

尽管很多人都认为战斗机，甚至战斗机飞行员的职责未来将会发生变化，但对于究竟会如何变化，目前还没有达成共识。狄龙认为，下一代战斗机应该更类似于远程攻击轰炸机。这种战斗机应该比现有的战斗机更大，并且能够携带可以轮流作战的飞行小队，但它不需要战斗机飞行员。

该轰炸机将配备远程导弹和四架无人机，每架无人机均配备独立的先进雷达设备和中程导弹。在未来的空战中，斯迪隆设想了一种场景，无人机深入敌方领空打击前沿阵地，而轰炸机则在后方100英里处跟进。机组人员控制无人机以增加传感器的探测范围。在西迪隆设想的2对8的情况下，轰炸机编队可以控制射程250英里的远程导弹，一次击落6架敌机。

狄龙并不是唯一一个重新构想空战未来的人。洛克希德·马丁公司在加州的实验性Skunk Works 项目依靠大量技术人员将人工智能技术集成到无人机系统中。其秘密的“小黄人项目”正在开发一种像迪龙描述的无人机那样的侦察机，可以干扰敌方雷达、投掷GPS制导导弹、发射高能微波摧毁对手的电力系统。 Skunk Works 空中优势和无人机系统总监鲍勃·鲁兹科夫斯基(Bob Ruszkowski) 表示，“人工智能有望在未来取代人类的感知”，但他也认为，将需要“人类和人工智能协同工作”。 ”

经历9/11：“我们永远不能让武器平台做出生死攸关的决定。”

诺斯鲁普·格鲁曼公司的工程师也在关注这一问题。其实验性X-74B无人机已成功完成在航母上的起飞、降落和空中加油，该公司相信空战无人机将在未来几年内实现。可能阻碍无人机实施的是伦理问题。曾两次被派往伊拉克担任美国空军F-16 战斗机飞行员的希瑟·彭尼(Heather Penney) 表示，“有时战争是为了摧毁东西，有时则是为了真正杀人。即使有无人机，人也是战争中不可避免的一部分。”无论Siri 在智能手机上有多出色，我们的社会都不应该让自动化武器平台做出生死攸关的决定。”

佩妮太清楚这一点了。 2001年9月11日上午，作为华盛顿特区空军警卫队的新人，也是该部队的第一位女战斗机飞行员，彭尼正准备在安德鲁斯空军基地驾驶一架F-16战斗机起飞。那天她接到的命令是：击落联合航空93号航班。这架飞机满载乘客和几名劫机者，正飞往华盛顿特区。她船上没有弹药。如有必要，她会实施自杀式坠机，与被劫持的客机同归于尽。最终机上乘客迫使劫机者坠毁飞机。

彭尼目前是洛克希德·马丁公司“美国空军空中优势系统”的主管。她个人认为狄龙的想法很有意义，“但仍然存在很多技术假设”，其中最大的问题是定向能武器的发展，利用激光束打击飞机并摧毁网络链接和通信。

美国、中国、俄罗斯和欧洲大多数国家等世界主要国家都在开发这项技术。如果空军由无人机组成，它将严重依赖数据通信。如果敌人可以干扰数据通信并发出虚假信号，无人机会认为：“我不会再联系我的飞行员，我要飞回基地，因为这就是我的编程方式”彭尼说。这样敌人甚至不需要击落我们的飞机，因为效果是一样的，他们赢得了领空。”

即使在衰落中，人类飞行员仍将继续战斗。佩妮表示，“他们将继续以尊严、坚定意志、全力以赴的战斗。”彭尼还认为，只有人类，而不是机器，才知道如何扰乱敌人的军事心态，“你的目标是迷惑敌人，深入敌人内部，比敌人做出更快更好的决策。”从这一点来看，她认为迄今为止，还没有什么能与人类的认知相匹配。

瑞德·希尔迈尔中校负责运营该训练中心。这位38岁的飞行员曾驾驶F-15C鹰战斗机飞越冲绳、环太平洋、关岛和日本，后来又驾驶F-22S战斗机，这两种战斗机都是空对空战斗机。

赫尔米尔坐在二楼一间空荡荡的办公室里，看着同样空荡荡的小隔间。他说，“这十年来，我们确实没什么可做的。军事发展更多的是展示威慑力。”他指出，美军上一次在空中击落敌机是在20世纪90年代末的巴尔干战争期间。 “伊拉克战争期间，由于美国的强大优势，敌人干脆埋掉了自己的战斗机。”

赫尔米尔曾任美国空军学院教官，三周前首次驾驶F-35 战斗机。他的职责是培训教官，教官随后将培训数百名美军飞行员以及来自订购F-35 战斗机的八个联盟国家的飞行员。这八个国家包括澳大利亚、挪威、加拿大、土耳其、荷兰和丹麦。目前的班级规模仍然很小，只有四名美国人、三名挪威人和一名意大利人，但将扩大到每年培训300 名飞行员。

在学生能够驾驶真正的F-35之前，他们必须首先在电脑显示器和操纵杆上进行一个月的课堂训练，然后在模拟机舱中佩戴头盔进行30个小时的训练。这些头盔由国防部承包商罗克韦尔柯林斯公司为每位飞行员定制，每个头盔的成本约为40 万美元。 “戴上它就像把笔记本电脑戴在头上，”赫尔米尔说。

由罗克韦尔柯林斯公司制造的第三代头盔具有多项新功能，包括六个外部摄像头，可以向遮阳板提供信息，使飞行员能够看到机舱内的情况；可以通过飞行员的眼球运动瞄准武器的提示系统；和植入的植入物。集成夜视和导弹预警系统，用于搜索地面和空中威胁。头盔内部显示示意图如下：

F-35Gen III头盔内部显示图

该模拟器提供世界上最先进的虚拟现实体验。一名飞行员跳进模拟舱，沿着轨道滑入穹顶。投影仪生成了谷歌地球质量的景观地图，云朵、阴影和山脉掠过，而我们脚下则是30,000 英尺以下的尘土飞扬的地面。屏幕上还有跑道，敌机和导弹在前方呼啸而过。整个过程是极具感染力的360度全景加上音效。与真正的F-35 一样，模拟器连接到地面服务器并相互连接。这样，飞行员就可以在不同的教室一起接受训练，完成战术任务。未来，美国各地不同空军基地的战斗机模拟器将连接到互联网。

“我希望有一天，人们不再在机器中作战，而是在更大的战争框架中作战。”

带宽是网络战争中的一个大问题。在地面控制无人机需要大量的实时信息交换，因此技术人员正在努力提高无人机的自主性，以减少地面通信所需的带宽。如果无人机能够独立思考，那么我们只需设定任务目标、作战原则、作战方案，然后将其送上战场即可。

鲁兹科夫斯基表示，只有解决人工智能自治和现场计算处理的问题，才能减少通信拥堵和宽带占用。 Skunk Works 通过避免地面和空中碰撞的自动化系统证明了这一点。如果鲁斯科夫斯基和他的团队能够将这些特性延伸到下一代隐形战斗机上，那将是一个巨大的进步。 “我们坚信这是未来军事系统的基石，”鲁兹科夫斯基说。

在几名洛克希德·马丁公司承包商和一名正在玩智能手机的空军公关人员的簇拥下，赫尔米尔靠在模拟舱上，展望未来。 “我不想成为第一次世界大战初期的一名骑兵。我希望看到有一天，人类不再需要在机器或战斗机中作战，而是成为更大的战争框架中不可或缺的一部分。我们必须接受这一天的到来，我想有一天人们会在球幕前进行一场战斗。”

揭秘F-35战斗机：800万行代码构建的强大“智慧核心”

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