戰機的世代part2：如何辨認五代、四代半、六代機 另分析台灣F-16V與韓國KF-21新機特色 – 戰略風格

本文介紹五代、四代半、六代噴射戰鬥機。先介紹五代機，能夠完全自製四代機的國家已經沒幾個，能夠製造五代機並以順利服役的國家，目前僅美國、中國、俄羅斯這三國，究竟五代機有什麼樣的技術特性呢？

系列Part1：戰機的「1～6世代」究竟如何劃分？ 為何第四代是目前主力？介紹了一至四代噴射戰鬥機，還沒看過的讀者建議先閱讀。

五代機：沒有4S別說自己是五代

五代機的標準懶人包就是4S，即擁有4個S開頭的能力，包含匿蹤科技 （stealth technology）、超音速巡航（Supersonic cruise）、超機動能力（Super Maneuverability）、超級資訊與感知優勢（Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness），但實際上條件沒那麼嚴苛，簡述如下：

匿蹤科技

匿蹤戰機指機身塗有雷達波吸收材料（radar-absorbing material，RAM），能吸收雷達訊號、且透過特殊的外型設計來降低雷達反射截面積（Radar cross-section，RCS），此外設計時也考慮到儘量抑制航空器本身所發出電子訊號、紅外線、熱能和噪音，並將飛彈等原來外掛的武器收入彈艙內。

但匿蹤戰機的設計亦會與飛行性能平衡，不會追求絕對的匿蹤而讓飛行性能大幅劣化。且匿蹤不是指五代機完全不會被雷達發現，而是縮短雷達能夠發現的範圍，例如能在200km外發現四代機的雷達，到了30km才能發現五代機，不過這沒有一定的標準，也可能因為雷達型態的不同，偵測到飛機角度的不同等變因，讓此偵測距離有變化。

匿蹤科技讓五代機無論在對空與對地作戰，都有「主動權」優勢，能夠決定接戰的時機，例如先對手一步發射中遠程空對空飛彈後脫離，或是透過資料鏈要求後方戰機發射長程空對空飛彈接戰，本身不洩漏行蹤（A看B射模式）。

匿蹤科技讓戰機在執行對地/對海打擊任務時更安全，因為現在陸基與海基防空系統的偵測距離與飛彈射程越來越長，例如美國的標準六型Block 1B或俄羅斯的S400系統40N6型防空飛彈，射程都達到400km。

這種射程讓很多理論上在防空飛彈的「防區外發射」的空對地飛彈，用四代機發射也不再安全，例如AGM-158 JASSM射程僅370km，還小於前述防空飛彈射程。但匿蹤機因為被偵測距離短，能較安全的執行打擊任務。參閱：F-35不好用嗎？為什麼美國要採購全新的F-15EX戰鬥機？

五代機雖然有彈倉，但仍具備機翼外掛飛彈/炸彈的能力，經常被俗稱為「野獸模式」。

▲B-2轟炸機的飛翼構型，匿蹤性能強，但飛行性能差，所以匿蹤戰鬥機都不採用。 ▲為了平衡匿蹤與飛行性能，五代機F-35與四代機F-16的外型差異遠不如匿蹤轟炸機。 ▲國軍已服役的「雙基雷達被動接收系統」，大幅增加偵測到匿蹤戰機的機率。

超音速巡航

按照1987年美國先進戰術戰鬥機（ATF）計劃中的要求之一的「超音速巡航」，定義是指不開後燃器並保持平飛狀態時，戰機能維持超音速飛行至少30分鐘。這個性能除了需要戰機擁有大馬力的引擎外，其氣動力構型也要相當先進，盡可能減少阻力。

超音速巡航與超音速飛行是兩個概念，第二～四代戰機也可以超音速飛行，但幾乎都需要打開後燃器，燃料的消耗速度是未開時的好幾倍，所以只能維持幾分鐘，讓滯空時間大幅縮短，因此多半只能亞音速巡航。

當然也有取巧的方法，例如前蘇聯MiG-25/31重型攔截機可以長時間超音速巡航，是建立在巨大機體塞進超大油箱，才能維持長時間開後燃器的超音速巡航，但實際上航程僅剩下700km，與原本的3700km差一大截。

又例如EF-2000歐洲戰鬥機可以在不開後燃器的情況下，在1.1km高空，以1.2馬赫超音速巡航，但這是沒有任何外掛，減少油量以壓低機身重量所取得的數據，跟五代機的常態化載彈超音速巡航，根本無法相比。

五代機擁有超音速巡航能力的優勢，讓戰機可以選擇時機更快進入或是脫離戰場，但嚴格來說，能夠超音速巡航的五代機只有ATF計畫的勝出者F-22與俄羅斯的Su-57。而且超音速巡航容易讓機體因摩擦生熱散發更多的紅外線訊號，抵銷匿蹤優勢，所以不少專家認為超音速巡航，並不算是五代機的必備特徵。

中國的J-20在換裝渦扇15（目前是AL31F或渦扇10）發動機之前，大部分專家認為不具備超音速巡航能力。美國F-35戰機則由於是單引擎加上構型是為了三軍通用的「攻擊機」，所以也不具備超音速巡航能力，但如前述不妨礙通說認為這兩架戰機也是五代機。

▲J-20在開發初期因為引擎推力不足，不具備超音速巡航能力，但不妨礙其被認定是第五代戰機。

超機動

以F-22為例，除了匿蹤特性，設計之初為了領先未來可能的敵手，還賦予了劃時代的機動力，這是由2具大推力的普惠公司F119-PW-100向量推力引擎（亦有稱矢量推力）賦予。

向量推力指指飛機的推力，從發動機軸線的平行方向，引向其它方向的技術，除了可以提供垂直起降或短距起降能力外，還能在空戰中為飛機提供額外的機動力。

向量發動機提供了飛行器在高攻角的機動性（在馬赫數低到0.1、迎角達到70°時，仍能保持較高的飛機操縱性能）與可控制的失速後動作（post stall maneuver），使飛行器有極大的空戰優勢。

尤其在「纏鬥型空戰」（dogfight）中，以往飛行器要進行大角度轉向甚至是閃避動作時，常需要以高速轉彎，這會造成過大的G力，只能耗時轉大彎，而速度也會掉很多…。

相同情境下，運用向量噴嘴即可在較短時間與較低降速下完成，可想而知鎖定敵機或擺脫鎖定的機率都較大。（即瞬時角速度越高，越能取得攻擊主動權）。同時，超機動能力也使飛行員在此類「狗戰」中節省體力，提高空戰效率！

這是因為在纏鬥戰中，傳統戰鬥機一般需要作6~8G的激烈機動飛行，來跟蹤或擺脫敵機，這會使飛行員體力消耗過大，注意力降低，也就等於空戰效率降低。

採用超機動技術的戰鬥機在相同情境時，飛行速度與角度都相對較小，過載一般為2G左右，差異甚大，飛行員體力消耗較低，有充沛體力與專注力進行空戰。

而F-119發動機的噴嘴可以向上或向下偏轉達20度，不僅提高了F-22的敏捷性，還降低了飛機噴射系統的雷達和紅外特徵。

這些特性都是在空戰纏鬥中無與倫比的優勢，也是F-22除了匿蹤技術優秀，能在敵機發現前就打超視距空戰，真要近距離纏鬥也有本錢的原因。

但通說認為現代戰機的纏鬥性能越來越不重要（後祥，F-22的設計概念1981年提出），因此後續的五代機，多半以大推力引擎強化機動力，但不採用矢量推力，因此超機動只能說是五代機「nice to have」（有了更好）而不是「must to have」（必要）的功能。

▲F-22的矢量推力發動機，噴嘴位置構型明顯不同於傳統發動機。

超級資訊與感知優勢

一架四代機要偵測到敵目標，只能透過飛機上的感測器，或是由資料鏈接收預警機提供的有限訊息，飛行員對整體戰場態勢缺乏通盤性的瞭解。

但是五代機以F-35為例，其電子功能整合了偵察機、預警機、電戰機等平台所具備的能力，並且能從分布在天空、太空中的各種電子偵察平台，了解到整個戰場的態勢，就有如打策略遊戲時，已經撥開了戰場迷霧。

所以在F-35飛抵戰線前，就能根據已經獲得的戰場態勢，包含戰場的目標威脅位置與價值排序、己方作戰位置、支援火力與搜救能量等，進而判斷出最有利投入戰鬥的方式。

在資訊處理的流程上，五代機也與四代機差異很大。

例如四代機F-15的偵測雷達、飛彈來襲警告、電子壓制、武器發射都是獨立的系統，假設突然遭遇到敵機發射飛彈攻擊F-15，每一個介面都只能傳遞單獨的訊息，所有資訊都有賴飛行員自行彙整。

飛行員必須先看到雷達上目標出現的資訊，接著收到飛彈來襲警告，也不知道飛彈還有多久擊中，只能憑經驗操作電子壓制干擾敵飛彈，一邊操作飛機迴避飛行，還要找到機會發射飛彈攻擊敵機，以免敵機再度攻擊，並提防是否有別的敵機趁隙偷襲…一整個手忙腳亂。

F-35的電子系統則會把前述的訊息彙整，以簡單、易操作的方式提供給飛行員，並將飛行員的指令大部分自動化執行。

如前述飛彈來襲，飛行員只需決定「我要干擾與迴避敵飛彈，並摧毀這架敵機」，行動方面，五代機的電子系統大部分都可代勞，即飛行員不需要忙於操作各種獨立系統，只需要做最後的決策，或與其他平台的資訊傳遞。

例如假設在權衡整體戰場態勢後，自己發動攻擊可能會遭到危險，就可以透過資料鏈將資訊傳遞給友軍單位（並不一定是戰機），由其發動攻擊，例如發現一處岸基反艦飛彈陣地，但F-35無適當的武器能摧毀該處，就可將資料傳遞給M142多管火箭發射車，由其發動攻擊。

現役與研發中的五代機

其他還有韓國與印尼聯合研發的KF-X戰機、瑞典的FS-2020等的研發計畫。此外由於五代機的研發與服役成本都太過昂貴，美國近期提出要研發「五代減」戰機，主要是改良五代機的研發與運作成本，但尚未有具體方案。

四代半戰機：利用五代機部分科技強化的四代機

先簡介完五代機才介紹四代半戰機，不是編者寫錯了，實際上四代半戰機比五代機還晚出現！

這是因為五代機擁有前述4S的優勢，但代價是生產、操作與維護的成本都非常昂貴，例如F-35的吸收雷達波塗料，難以適應極度乾燥與炎熱的氣候，常常會脫落，因此必須要待在有空調的機庫內。

而且在實際的空軍作戰中，當敵方的空軍戰機與防空力量被五代機消滅後，剩下的空中巡邏與對地對海攻擊任務，其實四代機即可勝任，改良後的四代半戰機則戰鬥力更強。

故四代半戰機是指利用五代機（1997年F-22首飛）世代的先進電子科技與匿蹤技術，部分移植到四代機，在不大幅度改動四代機設計與空氣動力外型下，戰鬥力卻能獲得大幅度提升，所以單獨分出成為四代半戰機。

以我國的四代機F-16A Block 20升級到四代半的F-16C/D Block 70（F-16V）為例，究竟差異在哪裡呢？

1、雷達升級

F-16V以主動電子掃描陣列雷達（AESA）AN/APG-83，取代我國F-16A Block 20的AN/APG-66(V)3機械掃描雷達。極限探測距離由180km大幅增加到370km，偵測效能大幅增加，且抗干擾能力也強化。

陣列雷達是藉由改變天線表面陣列所發出波束（wave beam）合成的方式，調整波束掃描角度，即可向不同方向掃描，不但反應速度遠遠快於機械動作，且可向多個方向同時掃描，故比傳統機械雷達有更強的多目標接戰能力，邊掃描邊跟蹤能力，以及多模式（空對空與空對地）同時工作的能力，以及降低因為機械零件產生的故障率。

2、電子戰系統升級

雙座型的F-16V增加機背固定電戰莢艙（Dorsal Avionics Compartment，DAC），詳細功能是機密，但雙座機的任務通常為對地（海）攻擊，所以攜帶DAC的目的應是在不用電戰機支援的情況下，就能對敵方目標進行電子類（軟殺）的防空壓制（Suppression of Enemy Air Defenses，SEAD）。

F-16V加裝新型Legion紅外線瞄準暨追蹤系統（IRST）莢艙，則是為了對抗匿蹤戰機，因為匿蹤戰機的機身普遍塗裝可吸收雷達波的匿蹤塗料，但雷達波照射到匿蹤戰機後，被塗料吸收，不等於會平白無故地消失，而是轉變成紅外線訊號。

匿蹤戰機的設計者當然也知道這一點，改良版的匿蹤塗料（例如美國已經發展到第五代即Have Glass V），可以將紅外線波長轉換到容易被大氣吸收的波長，但現在的紅外線偵測系統也越來越靈敏，所以在一定距離內，雷達沒有辦法發現匿蹤戰機，紅外線偵測器卻能輕易發現，IRST莢艙成為反制匿蹤戰機的利器。

此外，駕駛艙內的顯示器也配合新雷達與電子系統升級（如ALQ-213(V)電子戰系統、SNIPER目標標定莢艙、C-210跳頻無線電），以更良好的人機介面，以及NVG夜視鏡、JHMCS聯合頭盔瞄準系統，發揮新電子系統的威力。

3、匿蹤塗料

F-16V的機身塗裝大多是深灰色+淺灰色，與F-16A的全部淺灰色不同，深灰色的部分就是匿蹤塗料，與F-35使用的複合式微金屬石墨顆粒雷達吸收材料相同。

當然F-16V不會因為使用匿蹤塗料，就變成匿蹤戰機，因F-35的匿蹤性能中，只有約20％是靠匿蹤塗料，其餘80％都是靠機體外型等其他因素。

但匿蹤塗料還是能降低雷達反射截面積，也就是增加可被偵測的難度，就算只降低10%，在瞬息萬變的戰鬥中，還是優點。

但匿蹤塗料有保養成本昂貴，並有使用壽命短需要常常重塗、增加紅外線反射量等問題，所以不以匿蹤為主要賣點的F-16V，只會在重點部位塗佈，其他部位使用一般塗料，所以成為深灰+淺灰的外型。

4、推力增加與機身強化

我軍F-16A/B Block 20使用F-100-PW200渦扇發動機，軍用推力14,590磅、後燃推力23,770磅，在F-16V則改用F110-GE129渦扇發動機，軍用推力17,155 磅，最大推力29,588磅，高了一大截。（但目前僅限於新購版的66架使用新發動機，升級版的因預算分配，暫時未升級發動機）

推力大可以攜帶更多重型的空對地（海）武器，例如高速反輻射飛彈（HARM）、AGM-154聯合距外武器（JSOW）、AGM-158 JASSM聯合空地防區外飛彈等。或利用新型LAU-129飛彈掛架，掛4枚以上AIM-120C/D長程空對空飛彈進行制空任務。短程空對空飛彈也改用最新版的AIX-9X。

引擎推力增大，掛載武器多，機身強度也需要對應增加，原本的F-16A升級版會強化機體，新購版本在製造時就已經針對引擎推力優化機體結構。

F-16V原始設計上，在機背上添加適型油箱（conformal fuel tank）延長航程，但中華民國空軍因為以守勢作戰為主，加上擔憂適型油箱的阻力與重量影響空戰性能，所以升級版的F-16V目前沒有加裝。

中華民國空軍共有142架F-16A/B Block 20升級成F-16V，預計2023年完成，另購買66架原裝版F-16V，預計2026年前全部交貨。

其他四代半戰機

第一批四代半戰機，如法國的疾風（Rafale）、美國的F-15E於1986年首飛，並於稍後服役後，各國發現四代半戰機其實擁有相當不錯的價格效能比，對空對地能力都不錯，於是不少性能不錯的四代機都改良成四代半戰機。

如美國的F-16E/F、F-16V、F/A-18E/F、俄羅斯的Su-30SM、Su-34、Su-35S、MiG-35、歐洲的EF-2000、日本的F-2、中國的J-10C、J-16等，都是有大量生產服役的四代半戰機。

五代變成四代半的韓國/印尼KF-21戰機

比較有趣的是韓國與印尼聯合研發的KF-21空優戰鬥機，雖然外型明顯參考F-22與F-35，應有一定的匿蹤性能，雙F414-GE-400K發動機，有最大22,000磅X2的推力，機動性應該不錯，很多人乍看之下以為是五代機，結果韓國在發表會上公布是四代半，這是為什麼呢？

原來首先是航電系統採購不順，美國政府 2015 年 4 月宣布拒絕提供KF-21（當時稱KF-X）達到 F35 戰機等級的主動電子掃描陣列（Active Electronically Scanned Array，AESA）雷達、紅外線搜索追蹤系統（Infra Red Search and Track,IRST）、電子光學目標追蹤設備（Electro-Optical Targeting Pod, EOTGP）、電波干擾等4項關鍵核心技術的輸出許可，僅批准對韓出口研製 KF-X 所需的 21 大項非核心技術。

韓國以國內LIG Nex1 、Hanwha Systems等公司，聯合以色列ELTA Systems、瑞典Saab等公司，聯合開發出了AESA雷達，也宣稱攻克了大部分的電子技術難題，但其電子系統仍遠遜於真正的五代機。

此外研發階段發現內置「飛彈艙」相當難設計，最後為了不拖累整個研發進度，發表時改為半埋式掛架，但只要掛上飛彈、炸彈等武器，就會大幅影響匿蹤性與飛行機動性。

所以原本依照五代機概念設計的KF-21，變成了四代半戰鬥機。KF-21研發計畫總經費目前已達18.6兆韓元（折合近4744億台幣，其中開發費用就逼近50％），印尼分擔20％，原型機推出後，預計2022年7月首飛，如果一切順利，韓國空軍將採購120架，印尼空軍將採購48架。

▲KF-21發表會實錄。

六代機：飛行員變身指揮官 領導無人機

根據皇家國防安全聯合軍種研究所（Royal United Services Institute for Defence and Security Studies）的研究報告，在1990年後發生的現代化空戰中，戰鬥機的飛行性能影響越來越小，空戰的成敗幾乎完全決定於「雷達與其他電子系統」的戰場感知能力，以及「飛彈性能與干擾飛彈的技術」形成的武器威力。

研究報告更指出，1990年代後絕大多數的空戰，都發生在飛行員的視距之外，表明電子與科技的先進性與可靠性，比飛行員的空戰能力更為重要，許多智庫單位其實也有歸納出類似的報告。

故六代機的研發重點一，在於延續五代機的特性，例如匿蹤科技與超音速巡航能力，當然還有更先進的雷達與電子、傳感、通訊系統。

研發重點二是前述報告提到「干擾飛彈的技術」，五代機以下還只有「軟殺」即反制或電子干擾的能力，六代機會搭載主動防禦系統，以小型飛彈或是雷射，直接摧毀來襲的空對空或空對地飛彈。

除了前述報告中提到的電子科技進步，衛星科技發達，使得現在於萬里之外遙控無人機，偵查或發動對地打擊，已經成為軍事界習以為常的作戰形態。至於為何空戰還沒有無人機參戰，請參閱：F-15掛「無人忠誠僚機」曝光只是前菜 未來空戰AI無人戰機圍毆有人機？！

但無人機沒有辦法進行空戰這一點，在六代機世代應該會打破。六代機幾乎一定會擁有無人僚機，並能率領大量的無人僚機進行空對地（海）打擊或空對空作戰。

專家甚至認為六代機只在戰線後方指揮，前線偵查與短兵相接的戰鬥這類「危險任務」，全部由無人機代勞。因此近期流出的六代機構型，匿蹤性能會比飛行性能更重要，所以普遍採用飛翼購型，較類似現在的匿蹤轟炸機。

目前美國、俄羅斯、中國、歐洲（法國+德國+西班牙一組、英國+義大利+瑞典一組），都有六代機與配套忠誠僚機的研發計畫正在執行中。