全球空中作战项目计划（GCAP）：最新情况和未来展望

在 2018 年范堡罗航展上，随着首个全尺寸概念模型的亮相，"未来战斗航空系统"（FCAS）计划正蓄势待发。在经历了复杂的启动过程（主要是由于意大利的承诺有限）之后，这个旨在提供第六代飞机和相关 "系统簇"的项目在日本的参与下于 2022 年走向国际，目前正按计划顺利进行。

在 DSEI 2019 防务展上，意大利和英国签署了在 FCAS 领域开展合作的意向声明，随后在 2020 年签署了包括瑞典在内的谅解备忘录（MoU）。因此，罗马和斯德哥尔摩决定加入伦敦的努力，开发一个 "国际航空项目"，旨在从 2040 年起取代欧洲战斗机 "台风"。英国已经在推进第六代战斗机的国家计划，该战斗机在英国被命名为 "暴风雨"，将成为 FCAS 系统的核心。

伦敦从一开始就表明了其在财政和工业方面的承诺，并随着时间的推移划拨了大量资金。2023 年 4 月，伦敦承诺向 BAE 系统公司提供超过 7.6 亿欧元的资金，这是英国防部宣布的 "下一代战斗机概念和技术 "延期合同的一部分。这是在 2021 年英国防指挥文件中宣布的更广泛投资的一部分，包括 2025 年 5 月之前承诺的 20 多亿欧元资金。

图：GCAP 战斗机信息共享能力效果图。资料来源：莱昂纳多

该计划在最初阶段进展缓慢，主要原因是合作伙伴的资金参与度较低。瑞典于 2019 年 7 月签署了 FCAS 计划，但未被正式纳入 "暴风雪 "计划。2020 年 7 月，萨伯公司获得了一份关于未来战斗机技术发展的预备性研究合同。然而，瑞典政府将 2025 年设定为制定未来战斗航空计划的最后期限，因此瑞典对 FCAS 计划的参与处于 "休眠状态"，萨博公司总裁兼首席执行官米克尔-约翰松（Micael Johansson）在 2022 年 8 月如是说。

关于意大利，2020-2022 年国防政策文件（DPP）没有为 "暴风雪"计划分配任何资金，但为 "台风 "战斗机向 "暴风雪"战斗机的过渡分配了资金。然而，2021 年情况略有变化，意大利公开确认了对该计划的财政承诺。2021-2023 年的国防计划每年为该计划拨款 2 000 万欧元，2024-2026 年期间可能增至每年 3 000 万欧元。关于研发资金，罗马首先承诺在 15 年内提供 20 亿欧元的资金。2022 年底，这一数额被上调至近 40 亿欧元，这一数字表明最终的研发预算可能会上调。

2022 年 12 月 9 日是全球空中作战计划（GCAP）启动的重要里程碑。通过这种平等的伙伴关系，日本将其 F-X 计划的要求和时间表与英国和意大利的腾飞计划保持一致。在启动仪式后的联合声明中，三位首相强调了分摊人民和技术投资成本的好处，这将使参与者能够支持其主权能力。英国首相苏纳克强调，GCAP 将使英国 "始终处于国防技术进步的前沿--超越和操纵那些试图伤害我们的人"。

合作方将 2035 年定为正式服役的关键日期。在 2023 年日本 DSEI 会议上，英国国防大臣华莱士指出，应在 2025 年之前共享所有设计，从而启动 GCAP 的研发工作。研发阶段预计耗资 60 亿欧元，战斗机的首飞计划于 2029 年进行。

主要特征

GCAP 在英国被称为 "暴风雪 "，但在意大利和日本仍未命名，它将是一种有人/可选有人驾驶的第六代战斗机。对于英国和意大利来说，它仍将是 FCAS 技术系统的核心，这与第五代战机所采用的方法如出一辙。最先进的 F-35 比其前辈飞得更远，其显著特点，即完全融合的传感器信息，将飞行员转变为一个统一的决策者，专注于有限但重要的决策。飞行员接收的是来自战场的综合情报，而不是需要汇总和分析的粗略信息，因此他们可以在系统自动提出的方案中选择最佳方案。多功能高级数据链允许与参与任务的其他平台共享数据，如现代和传统的攻击机、空中和地面平台。

图：GCAP 战斗机性能示意图。资料来源：莱昂纳多

该战斗机可能会采用最初的 "暴风雪 "计划所概述的大部分功能，即

• 灵活的软件驱动飞行控制系统；
• 可调整的物理结构，可更换软件和硬件；
• 生存能力设计，在全面态势感知、低可观测性和巨大有效载荷之间实现良好平衡；
• 可扩展的自主性，包括有人-无人团队合作；
• 高效的电力系统，既能优化飞机性能，又能限制其热特征；
• 可控制飞行员工作量的 "可穿戴驾驶舱"；
• 先进的集成传感器、通信和效应；
• 具有自动化支持选项的先进制造。

莱昂纳多、BAE 系统公司和三菱重工（MHI）将作为 "首席系统集成商 "开展工作。这意味着它们将监督所有的机身开发，并分别在意大利、日本和英国领导该项目。

现状

在 2023 年 3 月举行的日本 DSEI 展览会上，GCAP 计划占据了中心位置。在政府方面，三国国防部长举行了一次会议，重申了他们的承诺。在接下来的两年里，英国、意大利和日本政府将集中精力确定费用分担安排，并建立该计划的管理机构。预计到 2025 年，GCAP 将在一个独特的联合实体和共同的资金流下进入全面发展阶段。

展会期间，莱昂纳多（英国）公司、ELT公司（前身为Elettronica公司）和三菱电机公司签署了为 "暴风雪 "号开发综合传感和非动能效应（ISANKE）及综合通信系统（ICS）套件的合作协议。有了这些先进的机载电子设备，GCAP 核心平台将能够快速管理大量数据。官方新闻稿称，通过为机组人员提供更多信息和先进的自我保护能力，该系统将实现 "第六代战术感知"。ICS 系统集成了包括空间和网络在内的所有作战领域，将使 ISANKE 能够作为一个网络在有人和无人飞机编队中运行。

在展览期间，三菱电机防务系统部高级总经理 Masahiko Arai 表示，ISANKE & ICS 将占 GCAP 预算的 25%，但却能提供该解决方案 50%以上的整体能力。这一比例与传统飞机相比有很大不同，传统飞机的电子设备通常占成本和性能的 10-15%。

图：2019 年巴黎航展上亮相的 SCAF 战斗机模型。该计划由法国、德国和西班牙共同开发。它似乎还将与 GCAP 在欧洲层面展开竞争。图片来源：Giulia Tilenni

劳斯莱斯、IHI 和 Avio Aero 同意汇集各自的专业知识，推进未来发动机的设计、制造和测试。事实上，该计划是对 IHI 和罗尔斯-罗伊斯公司之间现有合作的改造，这两家公司自 2013 年以来一直在共享国防设备和技术。2021 年，罗尔斯-罗伊斯公司宣布英国政府已在规划、数字设计和制造开发方面投资 3500 万欧元。

2023 年 5 月，BAE 系统公司在伦敦举行的 "未来空天作战能力峰会 "上发布了最新版的 GCAP 增强现实驾驶舱概念。最新版本的增强现实（AR）地图可以从二维视角切换到三维视角。当时，该公司解释说，驾驶舱将为每个人提供个性化服务，包括生物识别、眼球跟踪和压力监测，以感知飞行员是否不堪重负。

2023 年 7 月 14 日，BAE 系统公司在社交媒体上发布了最新消息，介绍了该计划在英国方面取得的主要进展。来自该公司、罗尔斯-罗伊斯公司和英国皇家空军的试飞员已经在定制的模拟器上飞行了150个小时，为飞行试验提供证据支持。BAE 的工程师已经开发了安全关键系统软件，从而能够在模拟器飞行期间对飞行控制系统进行快速评估。这样就可以收集到喷气机在复杂机动中的操控和性能的关键数据。空气动力发动机测试以及与马丁-贝克公司合作进行的弹射座椅试验也在进行之中。

新的工业方法

合作伙伴公司正在广泛开展工作，在保证期限和计划目标不变的情况下最大限度地增加投资。考虑到项目的复杂性，这种平衡是很困难的，但由于工作环境的深刻转变和新的管理方法，这种平衡最终可能得以实现。

在英国皇家联合军种研究所（RUSI）于2023年1月组织的一次活动中，英国国防部未来战斗航空总监理查德-伯顿（Richard Burton）重申，合作伙伴们正在汲取以往多国合作项目的经验教训，如洛克希德-马丁公司的F-35 "闪电II "联合攻击战斗机项目和欧洲战斗机联盟（Eurofighter consortium）。例如，北约欧洲战斗机和 "龙卷风 "管理机构（NETMA）的参与减缓了欧洲战斗机的研发速度，降低了计划的灵活性。由于北约欧洲战斗机和 "龙卷风 "管理机构的能力不足以自主管理该计划，因此由公司和伙伴国接管，但仍需要北约欧洲战斗机和 "龙卷风 "管理机构来验证不同的步骤。

为了按计划进行，GCAP 的合作伙伴正在寻求在政府和行业之间建立深层次的协同关系，为定于 2025 年签订的开发合同提供一个完全联合的国际基础。

据英国 BAE 系统公司 FCAS 总经理赫尔曼-克莱森（Herman Claesen）介绍，这种结构可能会采取合资企业的形式，并有能力代表相关的三国政府行事。这意味着，一旦任何一个政府和工业合作伙伴共同确定了要求和优先事项，工业合作伙伴将在计划的技术方面拥有一定的 "行动自由 "和 "修改自由"。

GCAP 不仅将按照新的结构进行管理，还将遵循创新产品设计周期。2020 年，BAE 系统公司 FCAS 总监迈克尔-克里斯蒂说，相关利益方并不急于锁定设计或试飞验证机。相反，重点更在于通过基于模型的系统工程和设计来开发相关技术和能力。

利用各种规模的公司、研究中心、大学和初创企业的专有技术，开发工作将尝试采用最具创新性的方法，如使用 "数字双胞胎 "或 "共同工作环境"。得益于数字化设计和基于模型的系统工程，"数字双胞胎 "将使测试变得更快、更便宜。据估计，与传统项目相比，"数字孪生 "目前可节省 50-70% 的时间和 25-35% 的成本。共同工作环境 "目前正在三个莱昂纳多工厂（两个在意大利，一个在英国）进行测试，这意味着大大减少了数据分析所需的时间。一旦全面投入使用，该系统将简化不同专家之间的协作，即使在不同的时区工作。

意大利国防部与米兰理工大学、意大利国家航空航天、国防和安全公司组织（AIAD）、莱昂纳多公司、Avio Aero 公司、Elettronica 公司和 MBDA 公司合作推出的 GCAP 加速计划是如何加快该计划发展的另一个例子。该倡议采用开放式创新方法，发起了 40 多次技术探索呼吁，为 GCAP 方案的各个组成部分提出解决方案。

效应器和与 SCAF 的可能共性

协作是 "系统簇"的一个重要特征，因此效应器在该计划的架构中发挥着重要作用。因此，许多国家都在努力开发所谓的 "忠诚僚机"（也称为 "远程运载工具"），以集成到有人-无人协同项目中。这些跨音速无人驾驶飞行器（UAV）旨在为作战飞机提供更强的能力、保护、生存能力和信息，这主要归功于人工智能（AI）。为此，无人机应能自主（单独或成群）执行一系列侦察或压制敌方防空（SEAD）任务，或为有人驾驶飞机发挥辅助作用。

自 2015 年以来，英国一直致力于开发 "忠诚的僚机"，实施了 "负担得起的轻型新型战斗机（LANCA）"计划。2019年启动的 "蚊子 "项目旨在开发一种能够为有人驾驶战斗机提供 "附加能力 "的无人机技术验证机。然而，英国皇家空军快速能力办公室（RCO）宣布，该项目将于 2022 年 6 月 "在设计阶段之后 "结束。皇家空军快速能力办公室和国防科学与技术实验室（Dstl）倾向于探索更小、成本更低的 "附加 "能力。

在撰写本报告时，尚未提供有关 GCAP 效应器的详细信息，日本也未确定哪家公司将与 MBDA 英国公司和 MBDA 意大利公司合作开展这部分计划。不过，考虑到有关效应器的合同已授予 MBDA 法国公司和 MBDA 德国公司，这可能是法国、德国和西班牙开发的未来空战系统（SCAF）计划的一个共同领域。这两家公司目前正在开发一种消耗性遥控载具（ERC），作为 SCAF 计划 1B 阶段的一部分。

在2023年巴黎航展期间，MBDA公司的SCAF项目经理Grégoire Faron向记者解释说，该公司正在集中精力开发一种全尺寸验证型ERC，它采用紧凑的模块化设计，拥有非常大的亚音速工作包络线，并配备了数据链和协作功能。该飞行器可能长约 4 米，重 400 千克，续航时间为 1 小时。

在被问及 GCAP 和 SCAF 计划之间可能存在的共同点时，MBDA 的代表确认，从工业角度来看，这一方案是可行的

展望未来

据长本-华莱士（Ben Wallace）称，GCAP 计划将 "连接 "欧洲和太平洋地区，带来新的技术和出口机会，预计将持续数十年。

事实上，参与该计划的公司正在利用该计划作为开发多种技术和开发流程的试验平台。这将使他们能够提高各自在国防领域的专业技能，并对全球知识和工作流程的优化产生有趣的溢出效应，从而使三个国家的数百家公司受益。仅就英国而言，整个计划涉及近 600 个组织和 2,800 人，"暴风雪"团队（英国 BAE 系统公司、莱昂纳多英国公司、MBDA 英国公司和劳斯莱斯公司）正致力于成熟约 60 项技术演示、数字概念和新技术。

GCAP 也是一项巨大的技术挑战：这是合作伙伴公司首次合作开发第六代战斗机，也是飞机系统的一部分。欧洲公司和日本公司都没有研制过第五代战斗机。然而，英国、意大利和日本都熟悉 F-35 战斗机以及这种战斗机为战场带来的新方法。与法国和德国相比，这可能会给它们带来竞争优势，前者使用的是第四代战斗机的升级版，而后者则应在 2028 年达到 F-35 的初始作战能力（IOC）。