评英意日联合研制战斗机

晨枫

巴黎航展通常成为人们的关注点，至少在关注军事和航空科技的人们中间。但近来有趣的事情实在太多，人们已经忘记了巴黎航展正在进行。但不应该忘记的是，欧洲的“两风”回来了，其中更加有趣的是英国、日本、意大利的FCAS。。
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2022年12月9日，英国、日本、意大利联合宣布，将英国主导的“未来空中作战系统计划”（FCAS）与日本的F-X项目合并，意大利也参加。新项目称为“全球空中作战计划”（GCAP）。计划要求新战斗机在2035年服役。
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$ j5 x1 y! r9 M9 ]3 u# Q欧洲上一个战斗机项目是在冷战结束前的80年代启动的，英法德意联合研制“欧洲战斗机”。后来英法因为技术领导权和定位分歧，分道扬镳。英国、德国、意大利、西班牙联合研制欧洲“台风”战斗机，法国单干，研制“阵风”战斗机。

欧洲“两风”都是4.5代，在航电和武器系统上接近第5代的水平，但在气动和发动机技术上还是第4代技术。这也是美国F-22已经服役、F-35开始研制的时代。但欧洲没力气了。冷战结束的红利使欧洲刀枪入库、马放南山，把资源集中到积欠已久的社会和经济发展问题上。

) C6 w* W3 y5 y* n% K! t- H) ^欧洲的社会和经济问题像大黑洞，欠债似乎越还越多，但俄罗斯威胁重起。更重要的是，远方的中国崛起了。中国对欧洲没有安全威胁，但是心理威胁：欧洲难以接受中国在经济、科技方面的领先，尤其是军事科技方面的领先。但歼-20实实在在地领先于欧洲“两风”了。

这也是空军技术走入迷雾中的时代。未来在于隐身化还是无人机化？这两条路线并不冲突，但也不是一回事。美国信誓旦旦，F-35是最后一代有人战斗机，诺斯罗普X-47B似乎指引空中力量的未来。欧洲也兴致勃勃地启动了自己的相应研制计划。
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, w& `2 B" U) W但隐身的高昂代价人们已经清楚，无人机的技术瓶颈低估了。无人机在气动、结构、动力和基本飞控方面不是问题，但依靠遥控是不行的，自主飞行的智能化程度尚低，自主作战则远未达到实用程度。
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& S6 G# \3 ~( e# o: n" u% K! EX-47B本来要“自然融入”美国海军的UCLASS计划，上舰评估和空中加油评估都完成了，但最后还是因为自主作战难题解决不了，无人作战飞机改性成无人加油机，这就是后来的波音MQ-25“黄貂鱼”。诺斯罗普根本没有参加无人加油机竞标，因为X-47B平台成本太高，用作加油机太大材小用。
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$ A5 V' h& o" d7 m' U欧洲走得还没有美国远。法国达索“神经元”、英国BAe“塔兰尼斯”等都试飞了，但也悄悄落幕了，没有进一步研发成量产作战飞机的计划。至今，反倒只有中国的攻击-11定型了。

8 k/ k2 q8 u8 Q* X5 X二十多年下来，美国和欧洲也明白了：未来的空中战场上，隐身不是万能的，但没有隐身是万万不能的；无人机是重要的，但有人机依然是空中战场的灵魂。第六代战斗机还非有人为主体不可。
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; H2 ~2 k1 H4 a0 k" f* Q: D# t美国空军和海军都在推动第6代战斗机的研制，可能最终在美国国会压力下合并。与ATF时代不同，美国现在是“悄悄的进村，打枪的不要”，对第6代战斗机的研发高度保密。原因无他，中国跟得太紧，美国画饼、中国出锅的事情太多，不能让美国还在纠结实现问题的好主意被中国摸了去，反而领先了。
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9 P$ d, f1 H! _; |$ q, `高超音速就是美国“起了大早，赶了晚集”的例子。在21世纪初，美国还科幻过高超音速轰炸机在两个小时内飞到世界任何地方，用精确制导武器在敌人意识到之前就消灭掉；甚至高超音速运输机在两个小时内把一支精锐美国突击队运到世界任何地方，通过决定性的短平快战斗左右动荡地区的局势。现在吭哧吭哧连助推-滑翔弹都没有弄利索。
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欧洲打算跳过第5代，直奔第6代了。由于“欧洲战斗机”的经历，法国不再与英国合作。德国在“台风”的研制中主要是掏钱，德国的航空科技和制造份额太小，不想再干了。英国脱欧后，德国对英国很有点怨气，法德轴心的政治需要也决定了掉头与法国合作更加有利，所以默克尔与马克龙签署了法德联合研制下一代战斗机的协议。
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. ~0 d6 M$ Y7 z' Q英国被晾在一边后，不甘在航空科技上落后，启动“暴风”战斗机计划。但从一开始，英国就明确在寻找合作伙伴。英国太知道了：靠英国一己之力，“暴风”连进入原型机研制都难，可能命中注定为PPT战斗机。

1 y' ]: E( K% f* \意大利倒是好办。意大利航空工业早就偏门了，有自己的强项，如莱奥纳多是西方最强的航电公司之一，直升机、教练机和航空制造方面也有高招。但领导战斗机、民航客机等“航空硬菜”项目早就不想了。意大利的选择是挂靠在法德那边，还是挂靠在英国这边。考虑到莱奥纳多与BAe的联系，投英不是艰难的决定。

9 L. ]+ @$ E* F" B从一开始，英国就有意与日本合作，日本也有意与英国合作，但两家各怀鬼胎。

* x  k1 c* a- Z* M2 b/ m* S7 J几十年来，英国航空科技落后于美国，但在西方只有法国能匹敌。英国苦于没钱，只能惨淡维持，总是需要金主补血，才能蹦跶。日本反过来。尽管90年代以来“失去的十年”一个又一个，相对来说钱还是有，但只有零星的强项技术，缺乏完整和可持续的航空科技基础。

在80年代，日本想通过F-2战斗机拉动航空科技和工业基础，但太多关键技术依赖美国，被美国打掉了膝盖，只能半途而废，最后从通用动力F-16的强化版改进，研制出实际上并不符合日本需要的F-2。
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: V2 ?2 Y% L) j9 A+ o$ ]日本是一个岛国，需要的是重型、远程、双发的战斗机。在被迫从美国设计开始改进的时候，也设想过从麦道“大黄蜂2000”的基础上改进，这就是后来的F-18E“超级大黄蜂”。但因为阴差阳错的原因，F-2最后从单发、轻型的F-16“机敏战隼”开始。
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+ a! r% {' `+ T( ], R( A0 d美国拒售F-22后，日本再萌念头，启动F-X计划，最终要以F-3的形式推出新一代战斗机。近二十年来，“数字模型”（Digital Mock Up）一个又一个，思路也一直在变，但基调是稳定的：重型、双发、远程，差别是隐身和超巡的权重。
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领军F-X的三菱重工在00年代中叶启动“心神”研究机，在2016年首飞。这可以看成缩小、简化的F-22，但在很多方面也显示出日本航空科技还在相对初浅的水平，离产品化的第5代战斗机还有很长距离。在所有意义上，“心神”离F-22的距离比韩国KF-21和土耳其“国家战斗机”（MMU，以前称TFX）还大。“心神”计划在试飞两年后终止，以“心神”为基础的战斗机研发没了消息。
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/ d0 |% k" L; x9 _, m9 v最新的DMU展示了“航程和载弹量优先，放弃超巡和超机动“的思路，但高度强调隐身，在气动构型上接近诺斯罗普YF-23（早年DMU更近更加接近F-22）。日本还通过石川岛播磨重工研发XF9系列高推重比大推力涡扇，性能参数很靓丽，时不时宣称达到又一个里程碑，但至今没有定型和量产的计划。也难怪，战斗机没有确定，发动机没法过早定型。
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5 }) b* q0 w2 ]. n另一方面，日本在2011年订购了42架F-35A，在2020年再次订购63架F-35A和42架F-35B，全部交付后，将成为美国之外最大的F-35用户。但F-35是优良的战斗轰炸机，对日本日本严峻的海上防空态势没有太大的帮助。
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0 y8 `6 n" ]: f6 \4 I8 ~4 B. `' q2 }日本空自现有制空主力F-15J战斗机和美国空军F-15C一样，已经剩余寿命进入倒计时了，还缺乏嘉手纳F-15C的有源电扫雷达升级。日本急需下一代空防战斗机。
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1 F- O: l- s& q6 G8 F4 e8 N$ z相对来说，英国的“台风”还比较新，后期型号也有足够的雷达和系统升级。英国本土防空压力不重，北约任务反正天塌下来有高个子美国顶着，现在还不太急。意大利的情况差不多。
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2 M0 Z, c7 }4 x5 o有意思的是，BAe“暴风”也和最新的三菱DMU有点相像，都是单座、双发、V形尾，但“暴风”采用具有W形后缘修形的大三角翼，DMU就是简单的截梢三角翼；“暴风”采用DSI进气口，DMU采用嘉莱特进气口；“暴风”采用窄间距双发，DMU采用宽间距双发。

4 i5 S: O* z  H+ J) ~这些气动差异反映了两家不同的起点。

- _3 ^: F# l( I) b% ?8 ABAe延续“台风”的设计经验，从无尾三角翼开始，单垂尾改成外倾双垂尾，机腹矩形可调进气口改成两侧DSI进气口，窄间距双发具有较小的机体截面积，重量轻，阻力小。
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+ B0 Z6 P( H* F! l三菱DMU尽管借鉴了F-22和YF-23的气动特点，实际上并没有太明确的起点，更加天马行空。两侧嘉莱特进气口明显借鉴于F-22，在“心神”上得到验证。从机翼于与V形尾翼的相对位置来看，与其说这是无尾三角翼的V形尾化，不如说是常规布局四翼面尾翼的V形化。宽间距双发具有较大的中央体，这不仅是升力体，也提供了较大的机内武器舱空间，有利于在隐身状态下携带更多的武器。

+ L# J1 F9 _3 j2 S5 v但在不强调超巡、超机动方面，两家殊途同归了。
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美国对第6代战斗机的特点模棱两可，欧洲也顺水推舟、自定义了。其实对于第5代战斗机，超巡、超机动曾经被认为是第5代的必备特点，F-35显然不具备超巡和超机动，但要说F-35不算第5代战斗机，不光军迷要急眼，洛克希德和美国空军也要急眼。
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然而，超巡和超机动还是有用的。美国太平洋空军司令威尔斯巴赫暗示，中国歼-20在东海悄悄贴上美国F-35。这当然是歼-20的隐身和飞行员技艺的展示，也有歼-20高空高速高机动性能的功劳。

现状态歼-20是否能达到超巡是坊间争论不休的问题，但歼-20的高空高速高机动性能无疑比F-35更优秀。F-35被“摸了尾巴”，说明高空高速高机动依然重要。
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1 {8 O9 t; i6 c6 ^; W" s( l但高空高速高机动不仅对气动设计是强大挑战，对动力是更大的挑战。GCAP现在只是政府间的合作意向，技术定位、设计方案、研发和制造分工都没有确定，还有很大的机动空间。

罗尔斯-罗伊斯将提供GCAP动力的当然候选，石川岛播磨重工可能提供在XF9-1涡扇验证机上检验过的关键技术，日本的高温合金和陶瓷基复材技术也很有用。意大利的Avio则在航发部件和制造商很有经验。但不争的事实是，罗尔斯-罗伊斯没有研发战斗机大推力涡扇的经验，“台风”的EJ200还是中推。石川岛播磨和Avio根本没有研制完整战斗机发动机的经验。
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' f: H& Q# K6 m: K+ A中推到大推在很多方面是不同的，不是简单的放大，这就和中型战斗机和重型战斗机的设计、制造思路不同、不能简单放大一样。罗尔斯-罗伊斯知道自己的短板，试图通过与美国通用电气在F136涡扇合作，在战斗机大推里站住一只脚，但美国空军决定F-35的发动机不搞竞争，锁定普拉特-惠特尼F135为单一来源，罗尔斯-罗伊斯的愿望落空了。
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战斗机发动机技术也在进入三涵道时代。三涵道在传统涡扇的双涵道外增加第三涵道，在巡航时提供机上系统冷却空气，在大推力时提供额外进气。三涵道不仅是变循环的，解决了涡扇省油、涡喷高速效率高的传统难题，还解决了隐身飞机不能随便开冷却空气进口而造成机上系统冷却能力不足的难题。
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, n$ C& Z6 W2 D# ^: U+ ?) i罗尔斯-罗伊斯曾经早早参加美国空军的三涵道计划，在2007年就和通用电气一起，入选VAATE技术验证计划。但在研发开始认真、AETD计划启动时，先前对三涵道不起劲的普拉特-惠特尼被美国空军拉入，罗尔斯-罗伊斯被踢出。AETP现在ADVENT框架下，通用电气以F136为基础的XA101和普拉特-惠特尼以F135为基础的XA100都已经首次运行。但罗尔斯-罗伊斯除了最初的技术原理样机，因为缺乏军方资助，没法再前进一步。

% O. a# v  F& Y# V3 K) q6 r4 Z4 w这也是英国和日本抱团取暖、都没有投靠美国的原因。在最前沿航空科技方面，美国并不想分享，哪怕是英国和日本这样的亲密盟国。英国BAe在五角大楼差不多是按照美国军工公司对待的，罗尔斯-罗伊斯在VAATE阶段入选也说明一样的事情。但一旦涉及军工科技绝对前沿，楚河汉界还是划的很清楚的。
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4 E* j( O/ [' v9 Y0 _/ y$ h/ a. M: ]0 C英国明白这一点。不仅罗尔斯-罗伊斯明白，BAe也明白。“平等”竞标坦克大炮是一回事，前沿航空科技就是另一回事。BAe是F-35计划里唯一的一级外国伙伴，但还是在技术方向、关键技术、制造份额上只有打边鼓的份。英国的航空科技和制造都没有从F-35计划里得到多少好处。
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- c; U1 K% H! A7 @# z$ d# Z: @日本更明白这一点，连向美国买现成的F-22都屡屡遭拒。在过去，F-15J在技术上压住歼-7、歼-8问题不大。在现在，歼-20只是开头，F-35根本压不住，美国再留一手，日本就只有自己动手了。
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F-35成为西方第5代战斗机唯一真正候选也敲响了各国的警钟。盟国归盟国，美国留一手，各国也只有留一手。

  k# Z1 j, }) [2 jGCAP是在战斗机技术方面摆脱对美国依赖的企图，除非像土耳其MMU一样用上一代的通用电气F110那样的技术，在关键的发动机问题上很难依赖美国。放弃超巡对发动机推重比的要求降低一点，但大推力战斗机涡扇依然是英国和日本没有跨越过的难关。
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EJ200的军推为60kN，略高于通用电气F414；加力推力为90kN，低于F414；推重比9.17，略高于F414。应该说，EJ200的技术水平是高的。但如果GCAP需要达到满足日本要求的重型、远程，需要在推力上至少达到通用电气F110-132的水平，也就是说，军推85kN级，加力140kN级，推重比则比F110-132的8更高，达到9以上。这比普拉特-惠特尼F119还是低一点，但依然没有迹象表明罗尔斯-罗伊斯有这个实力。

* W1 E5 M% T( Q" w. }但退而求其此，从EJ200上放大，最终的GCAP就很难满足日本的重型、远程要求。日本估计很难接受基本飞行性能还不及F-15J的第6代战斗机。不过英国、意大利可能对重型、远程的要求不高，在经济上也不能负担重型、远程。定位会是GCAP的第一个难题。联合研发和制造必有的各国投资、订单、研发、制造份额问题接踵而来，包括最终生产线设立在哪里，还是各国自建总装线。

在雷达、武器系统方面，英国、日本、意大利都有一定的基础，问题倒不是太大。英国声称这将是人工智能战斗机，“暴风”的关键技术之一就是增强现实显示技术。日本在电游、数字技术方面有基础，据称会对研发有帮助。真是很期待看到任天堂控制“流星”空空导弹的场景。

( P9 |0 a% @0 ]- T% `- F- d可以预料，GCAP真正启动后，基本定位、技术路线方面会有很多扯皮。不过GCAP在时间上没有太大的机动空间，2035年并不遥远。这应该是日本要求下主导的时间线，F-15J等不及了。

按照外电报导，歼-20计划在2008年批准，计划启动和预研应该在这之前就开始了。歼-20在2011年首飞，2017年开始服役。这是中国速度，而且没有联合研发的牵扯。GCAP不仅有联合研法的牵扯，还有各国扯皮的传统。对基本定位形成共识可能就要不少时间。2035年是高度乐观的预期。但到了2040年，说不定歼-20的下一代已经成型了。
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100多年前，日本从英国购入“吉野”号巡洋舰，成为甲午海战的首恶。试图撞沉“吉野”而壮志未酬身先亡的“致远”号则是清廷从英国购入的。两舰还都是英国阿姆斯特朗造船公司建造的，如今公司早就尸骨无存了。100多年后，中国完全自主研发和制造的歼-20迫使英国、日本联手研制下一代战斗机，在很长的时间里还只是PPT战斗机。历史真是一部有声有色的活剧。
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testjhy

忠诚僚机可能是全无人作战飞机体系的中间过渡，经过一个阶段的磨合，最终人类决心将最后扣扳机的一刻交无人机自己决策。

晨枫

testjhy 发表于 2023-6-25 19:00
忠诚僚机可能是全无人作战飞机体系的中间过渡，经过一个阶段的磨合，最终人类决心将最后扣扳机的一刻交无人 ...

- G  n( {  b4 h0 q2 y是的。但忠诚僚机怎么搞，现在发现问题越来越大，原先设想的低成本、可消耗行不通，但高成本、高性能不仅负担不起，也不如直接上有人机了，加一个座舱对成本和重量差别没那么大。

旺旺的考拉熊

晨枫 发表于 2023-6-26 09:26
是的。但忠诚僚机怎么搞，现在发现问题越来越大，原先设想的低成本、可消耗行不通，但高成本、高性能不仅 ...

真正消耗起来，飞机的消耗自然很重要，飞行员的消耗也很恐怖的，能少一个是一个嘛

晨枫

旺旺的考拉熊 发表于 2023-6-25 19:59
真正消耗起来，飞机的消耗自然很重要，飞行员的消耗也很恐怖的，能少一个是一个嘛 ...

现实是：飞机和飞行员都是“一个都不能少”。在这样的情况下，有人vs无人需要不一样的考虑。

太阁狗

如果戴VR沉浸式远程操控J20等，效果跟飞行员亲自飞，效果有多少差别？

鳕鱼邪恶

日本的F-X项目与心神有关系么？

鳕鱼邪恶

太阁狗 发表于 2023-6-26 10:39
8 h. Z$ P) H4 M如果戴VR沉浸式远程操控J20等，效果跟飞行员亲自飞，效果有多少差别？

上千公里外，信号如何保证顺利传输？

晨枫

太阁狗 发表于 2023-6-25 20:39
# H1 i: ^6 o, t3 ~% Q1 f$ Z2 R, g如果戴VR沉浸式远程操控J20等，效果跟飞行员亲自飞，效果有多少差别？

有传输滞后，效果差别大了。

晨枫

鳕鱼邪恶 发表于 2023-6-25 20:53
1 P% ~* [2 \" Z+ A- f' S% j日本的F-X项目与心神有关系么？

1 ^) x" i( a/ o6 Z8 s心神就是为F-X铺垫的，但间隙还是太大。

鳕鱼邪恶

晨枫 发表于 2023-6-26 11:43
心神就是为F-X铺垫的，但间隙还是太大。

5 A, W% q9 Y/ E$ F6 A# X- q棒子都搞出个半成品了，鬼子要加油吖～
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是不是鬼子看不上棒子飞机的水准？

testjhy

晨枫 发表于 2023-6-26 09:26
9 K7 x* s4 s9 M% R& l4 o是的。但忠诚僚机怎么搞，现在发现问题越来越大，原先设想的低成本、可消耗行不通，但高成本、高性能不仅 ...

我对飞机是门外汉，但两个因素还是影响挺大的，一个高机动，毕竟人对各种高速动作有强烈生理影响，无人机就看电子设备的影响了，比人的宽容度要高得多吧。另一个是飞机气动外形设计可以更随意。再说腾出的座舱和生命维护系统无论空间和重量还是很大的。

晨枫

testjhy 发表于 2023-6-26 00:26
. b) m* _2 x! O我对飞机是门外汉，但两个因素还是影响挺大的，一个高机动，毕竟人对各种高速动作有强烈生理影响，无人机 ...

7 g3 Y. Y6 y3 \9 D: w这正是以前的想法。现在发现，提高机动性第一意味着大大增加飞机结构，这就是重量和成本，要达到有人战斗机的能力，重量和尺寸已经不能低于有人机了；第二到底有多少战术优越性现在也是争论中。

( n5 q) c, G8 v# R- w! Q. H' e( ?座舱和生命维护系统的空间和重量不小，但对动辄20-30吨的战斗机来说，已经占比小到不影响整体设计了。

现在的想法是optionally manned，既可以有人，执行高度依赖飞行员决策的任务；也可以无人，执行高风险但相对简单的任务。

testjhy

晨枫 发表于 2023-6-26 21:08
这正是以前的想法。现在发现，提高机动性第一意味着大大增加飞机结构，这就是重量和成本，要达到有人战斗 ...

土共各个军工体系好象总体部(所)都是01开头的，他们的主要任务之一就是对各种技术方案进行论证，象高机动性到底要高到什么程度，在超越人类与成本之间tradeoff。无人机与有人机对抗，战损比落后一点还好吧，没必要上来就要全方位碾压。
* R8 f( Z$ t% F4 b' g$ t座舱和生命系统去除后，飞机可变的部分就是油箱+弹仓，还是肉眼可见的多不少。
忠诚僚机慢慢成熟，也会变成一个比较复杂的体系，低成本中性能，中成本高性能，高成本极限性能各种无人机和各种任务无人机，再与有人机形成体系，有人机偏宏观指挥，无人机部分网络节点承担战术指挥，都是可行的选择。

semtex

对无人机，现在坦克很脆弱。有人飞机会不会也一样，相对坦克，飞机更脆弱。

晨枫

semtex 发表于 2023-6-26 09:26
2 E* T" E4 f: m: K- n2 [- J对无人机，现在坦克很脆弱。有人飞机会不会也一样，相对坦克，飞机更脆弱。 ...

不一样。坦克对无人机脆弱是因为无人机在完全不同的“域”，这带来了无人机独特的观察、射击优势。有人机对无人机是否脆弱是一个问题，但两者还都是在同一个“域”的。要比较，应该无人车vs坦克和无人机vs有人机。

小木

晨枫 发表于 2023-6-25 21:42
有传输滞后，效果差别大了。

但未必不能接受。
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( q! [* {" Y. Z' W8 \4 H+ S延迟可以分为系统延迟和网络延迟。

. d  `/ W2 Y3 \& I0 e在当前互联网和局域网下，后者比较容易测量，一般电子竞技尤其是动作类电子竞技，二三十毫秒的延迟就会影响到高级选手的操作了。二三十毫秒延迟对于公共互联网是个很高的要求。

就遥控武器的信号传播来说，一千公里大约需要三到四毫秒——而且可以是接近点对点的专线，无需走互联网那样复杂的网络拓扑路线。看上去把延迟优化到二三十毫秒以内是做得到的。
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  [' T. }" l) x, c) ^6 t至于系统延迟，可以认为电子竞技和遥控武器没有明显区别。

所以延迟这事应在还不是特别大的障碍。

tangotango

太阁狗 发表于 2023-6-26 10:39
; H& V* P+ T4 q; e4 N如果戴VR沉浸式远程操控J20等，效果跟飞行员亲自飞，效果有多少差别？

& T" \) O1 {) F3 Y8 t# _VR 需要的无线通信传输资源大的吓死人，打仗时一旦遇到强烈电子干扰什么远程操控都是垃圾。