白石光

機(jī)體與性能構(gòu)想

現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)首先是制作DMU，就是利用計(jì)算機(jī)三維繪圖技術(shù)（CAD），先制造出戰(zhàn)斗機(jī)的三維模型，然后對(duì)其進(jìn)行模擬測(cè)試，從空氣動(dòng)力學(xué)、雷達(dá)反射截面積、結(jié)構(gòu)重量以及飛行性能多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估，從而減少實(shí)體模型制作和風(fēng)洞測(cè)試，降低開(kāi)發(fā)成本。早在2010年，日本防衛(wèi)省就提出繼F-2戰(zhàn)斗機(jī)之后，將再度開(kāi)發(fā)由日本自行研制生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)的構(gòu)想。2011年9月，日本組建了“未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)研究推動(dòng)準(zhǔn)備室”，開(kāi)始對(duì)下一代國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)立項(xiàng)，而新戰(zhàn)機(jī)的DMU則由技本第三開(kāi)發(fā)室室長(zhǎng)、一等空佐三輪英昭負(fù)責(zé)，要求是在2011～2013年間完成課題。

三輪英昭團(tuán)隊(duì)動(dòng)作很快，2011年底就拿出首個(gè)DMU。由于當(dāng)年是日本平成二十三年，因此該模型被定名為“23DMU”。從外形上看，它采用“心神”驗(yàn)證機(jī)上所用的隱身外形設(shè)計(jì)和推力矢量技術(shù)，機(jī)頭加裝有源相控陣?yán)走_(dá)（AESA）和被動(dòng)紅外搜索跟蹤系統(tǒng)（IRST）。與美國(guó)F-22、F-35戰(zhàn)斗機(jī)一樣，為了提高隱身能力，23DMU采用機(jī)身內(nèi)部彈艙，可以掛載四枚中距空空導(dǎo)彈和兩枚近距空空導(dǎo)彈。

23DMU完成后，日本空自技術(shù)本部立即應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行空戰(zhàn)模擬，它采用“四對(duì)四”方式，23DMU分別對(duì)四架隱身戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)、兩架隱身戰(zhàn)斗機(jī)搭配兩架“三代半”戰(zhàn)斗機(jī)混合編隊(duì)，以及四架三代戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)進(jìn)行中距和視距外空戰(zhàn)。一系列模擬空戰(zhàn)結(jié)果表明，在與三代機(jī)的作戰(zhàn)中，23DMU很容易擺脫對(duì)手的識(shí)別和鎖定，而自身卻能輕松地占據(jù)有利陣位并發(fā)射導(dǎo)彈；但與隱身機(jī)空戰(zhàn)時(shí)，雙方都很難發(fā)現(xiàn)對(duì)方，所以需要有后方數(shù)據(jù)鏈支援才能保證作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。

正是模擬空戰(zhàn)暴露出來(lái)的問(wèn)題，2012年，三輪英昭團(tuán)隊(duì)又提出新的DMU，因?yàn)楫?dāng)年是日本平成二十四年，所以該模型被稱為24DMU。與23DMU相比，24DMU的V型尾翼外傾更大，面積縮小一些，主翼后緣向前傾斜。整體來(lái)看，24DMU與當(dāng)年美國(guó)諾斯羅普公司放棄的YF-23試驗(yàn)機(jī)很相似，這是因?yàn)?3DMU重視的是正面隱身性能，而24DMU則更看重側(cè)視方向上的隱身性能。此外，24DMU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也作了重大改變，23DMU的內(nèi)部彈艙的四枚中距空空導(dǎo)彈采用平行并列掛裝，而24DMU則改為兩枚一組，縱列掛裝。

通過(guò)對(duì)23DMU和24DMU的評(píng)估，日本自衛(wèi)隊(duì)高層認(rèn)為未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)在搜索、辨識(shí)、捕捉、鎖定等方面要占據(jù)先手，需要有良好的數(shù)據(jù)鏈銜接。同時(shí)，為了提高攻擊力，飛機(jī)一方面要增加載彈量，從而有更高的持續(xù)作戰(zhàn)能力，另一方面對(duì)火控系統(tǒng)有更高要求，需要具備全向作戰(zhàn)能力。當(dāng)然，提高飛機(jī)自身的生存能力也很重要，這要求飛機(jī)的飛行性能必須有很大的提高，其爬升、加減速、盤(pán)旋能力都要很高，從而能在被敵方雷達(dá)鎖定時(shí)通過(guò)大過(guò)載機(jī)動(dòng)動(dòng)作使之解鎖，甚至擺脫導(dǎo)彈鎖定。

目前，三輪英昭團(tuán)隊(duì)和技本正在設(shè)計(jì)最新的25DMU，它將綜合之前兩款DMU在模擬空戰(zhàn)中的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行修改。25DMU將在隱身性與高機(jī)動(dòng)性的對(duì)立中尋求平衡點(diǎn)，在保證本身低截獲概率的同時(shí)，最大限度提高機(jī)動(dòng)性。同時(shí)要提高其雷達(dá)的探測(cè)能力，并探討使用國(guó)產(chǎn)AAM-5（04式）空空導(dǎo)彈與未來(lái)更先進(jìn)的中距導(dǎo)彈（HMD）搭配掛載的可能性。

未來(lái)戰(zhàn)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

目前，日本下一代戰(zhàn)斗機(jī)缺少兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，一是“電傳操縱系統(tǒng)所需的高壓電源”，另一個(gè)是“如何減小發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道雷達(dá)反射截面積”。要提高飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性，最好采用電傳操縱系統(tǒng)，與傳統(tǒng)液壓操縱系統(tǒng)相比，它反應(yīng)速度快，飛控軟件編寫(xiě)容易，可以進(jìn)行多種高過(guò)載機(jī)動(dòng)。不過(guò)日本沒(méi)有研發(fā)電傳操縱系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，尤其缺少最關(guān)鍵的高壓電源系統(tǒng)技術(shù)，日本已將該技術(shù)列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。對(duì)飛機(jī)隱身能力而言，減小雷達(dá)反射截面積（RCS）的關(guān)鍵在外形，其中很重要的內(nèi)容是減少發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道對(duì)雷達(dá)波的反射，而這項(xiàng)技術(shù)在日本還是一個(gè)空白，“補(bǔ)課”還需相當(dāng)時(shí)日。

作為推進(jìn)下一代戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)的重要步驟，2012年3月28日，三菱重工名古屋航空宇宙系統(tǒng)制作所飛島工廠舉行“先進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)首鍛儀式”，標(biāo)志著“心神”實(shí)機(jī)制造進(jìn)入關(guān)鍵階段，預(yù)計(jì)2014年會(huì)向技本和自衛(wèi)隊(duì)研究本部航空裝備研究所交付靜力試驗(yàn)機(jī)及飛行試驗(yàn)機(jī)。前者用于三菱重工大江工廠的機(jī)體靜力強(qiáng)度試驗(yàn)，后者則計(jì)劃于2014年中期在飛島工廠進(jìn)行首飛，2015年交付空自進(jìn)行飛行試驗(yàn)。具體而言，空自將在實(shí)飛環(huán)境下對(duì)“心神”的系統(tǒng)確定，以及隱身效果和高機(jī)動(dòng)性技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，這些檢測(cè)結(jié)果將決定這些技術(shù)未來(lái)能否應(yīng)用到下一代戰(zhàn)斗機(jī)上。

據(jù)悉，可用于飛行的“心神”配備兩臺(tái)推力達(dá)15噸的XF5-1型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，其矢量轉(zhuǎn)向推力達(dá)5噸，理論上能達(dá)到不錯(cuò)的超機(jī)動(dòng)性?！靶纳瘛痹囷w中，將檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)加上矢量噴管所能進(jìn)行的超機(jī)動(dòng)動(dòng)作極限，同時(shí)實(shí)地檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的雷達(dá)反射強(qiáng)度，以及日本現(xiàn)有技術(shù)對(duì)反射波的削弱程度。當(dāng)然，真正適合下一代戰(zhàn)斗機(jī)的高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)周期很長(zhǎng)，雖然日本自2010年就立項(xiàng)撥款，但由于壓氣機(jī)、高溫燃燒室、高溫高壓渦輪葉片等主要部件研制時(shí)間較長(zhǎng)，因此預(yù)計(jì)至少要到2015年才能拿出最初的樣機(jī)。

除了上述技術(shù)節(jié)點(diǎn)，技本在未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)方面還有機(jī)體結(jié)構(gòu)與電子系統(tǒng)兩大關(guān)鍵問(wèn)題有待解決。為了提高隱身能力，技本已明確下一代戰(zhàn)機(jī)選用機(jī)身內(nèi)部彈艙，這就出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：如何在跨聲速或超聲速狀態(tài)下發(fā)射導(dǎo)彈。這一點(diǎn)日本沒(méi)有任何資料，需要從頭搞起。日本計(jì)劃在2013～2017年間解決這個(gè)問(wèn)題，不但使彈艙內(nèi)的彈藥能在高速下發(fā)射，還要求彈藥發(fā)射的即時(shí)化，不能出現(xiàn)發(fā)射延遲從而影響作戰(zhàn)的問(wèn)題。此外，下一代戰(zhàn)機(jī)的電子系統(tǒng)也是日本頭疼的大難題，技本沒(méi)有自行研制高性能戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)上的雷達(dá)都從美國(guó)采購(gòu)或是引進(jìn)的，而下一代戰(zhàn)機(jī)卻要安裝完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雷達(dá)、電子支援系統(tǒng)（ESM）和電子干擾系統(tǒng)（ECM）。更要命的是，它們必須有效集成，使用統(tǒng)一的接口，一體化運(yùn)作。按計(jì)劃，日本將先以F-2戰(zhàn)斗機(jī)為母機(jī)，安裝樣機(jī)測(cè)試，以檢驗(yàn)新系統(tǒng)對(duì)具備隱身能力的目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和追蹤能力，該項(xiàng)目于2012年開(kāi)始，計(jì)劃于2017年完成。endprint

未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)的裝備計(jì)劃

技本設(shè)想，在國(guó)產(chǎn)未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)服役初期，日本空自將有F-2、F-15改進(jìn)型、美制F-35和國(guó)產(chǎn)未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)4種機(jī)型。隨著未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)的大量裝備，空自會(huì)逐步淘汰F-2，變?yōu)?機(jī)型體制。目前，日本空自有2個(gè)F-4EJ改飛行隊(duì)，7個(gè)F-15飛行隊(duì)，3個(gè)F-2飛行隊(duì)，總共12個(gè)飛行隊(duì)。如果未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)嚴(yán)格按照計(jì)劃來(lái)（以日本現(xiàn)有科技水平、技術(shù)儲(chǔ)備和經(jīng)濟(jì)實(shí)力恐怕很難做到），預(yù)計(jì)到2022年時(shí)，2個(gè)F-4EJ改飛行隊(duì)將換裝F-35戰(zhàn)斗機(jī)，7個(gè)F-15飛行隊(duì)將縮編為4個(gè)（裝備現(xiàn)代化改進(jìn)的F-15），而3個(gè)F-2飛行隊(duì)則改裝國(guó)產(chǎn)未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)。2007年，日本F-2和F-15先后出現(xiàn)事故停飛，使得防空不得不依靠陳舊的F-4EJ改維持。這般尷尬局面促使空自確定未來(lái)必須同時(shí)裝備3種不同型號(hào)的戰(zhàn)斗機(jī)，以保證至少有一種高性能戰(zhàn)斗機(jī)可以執(zhí)行防空警戒任務(wù)。在換裝時(shí)，將按照先裝備3個(gè)飛行隊(duì)的F-15改、2個(gè)飛行隊(duì)的F-35、1個(gè)中隊(duì)的未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)，然后再補(bǔ)滿剩余單位的順序執(zhí)行，保證飛行隊(duì)能一直有多種高性能戰(zhàn)斗機(jī)使用，不會(huì)因事故停飛而無(wú)機(jī)可用。

至于未來(lái)空自駐地，可以有如下推斷：最早裝備F-35的飛行隊(duì)將部署在三澤基地，而原駐三澤基地的日本第3航空?qǐng)F(tuán)下屬2個(gè)F-2飛行隊(duì)將有1個(gè)移駐到第8航空?qǐng)F(tuán)的筑城基地。另一方面，為了強(qiáng)化西南方向的防空能力，筑城基地裝備 F-15的第304飛行隊(duì)轉(zhuǎn)駐那霸基地，預(yù)計(jì)到2015年，日本將在那霸基地部署2個(gè)F-15飛行隊(duì)。不過(guò)第304飛行隊(duì)移駐那霸后，日本本土防空力量將變得薄弱，為此日本計(jì)劃修改原來(lái)航空總隊(duì)下屬1個(gè)航空隊(duì)的編制，再增加1～2個(gè)航空隊(duì)。未來(lái)裝備F-2B戰(zhàn)斗機(jī)的日本航空教育團(tuán)（以飛行員培訓(xùn)為主）下屬的第4航空?qǐng)F(tuán)的第21飛行隊(duì)將裝備戰(zhàn)斗機(jī)，成為一支可執(zhí)行防空作戰(zhàn)任務(wù)的部隊(duì)。

難題多多

日本軍事專家小野正春指出，與美國(guó)空軍采用F-22和F-35“高低搭配”不同，低檔的F-35進(jìn)入日本后，會(huì)在相當(dāng)一段時(shí)間里成為空自最好的戰(zhàn)機(jī)。更重要的是，在美國(guó)空軍中，F(xiàn)-35主要擔(dān)負(fù)對(duì)地攻擊任務(wù)，而在日本，F(xiàn)-35卻首先負(fù)責(zé)攔截?cái)撤诫[身戰(zhàn)斗機(jī)，其次才是對(duì)地攻擊。也說(shuō)是它將偏向于制空戰(zhàn)斗機(jī)，這與F-35的設(shè)計(jì)思路完全不符。更讓空自頭疼的是，F(xiàn)-2戰(zhàn)斗機(jī)肩負(fù)著掛載反艦導(dǎo)彈實(shí)施遠(yuǎn)程對(duì)艦攻擊任務(wù)，未來(lái)F-2全面退役后，誰(shuí)來(lái)執(zhí)行這種任務(wù)？由于F-35主要用來(lái)執(zhí)行防空任務(wù)，而日本的F-15不具備對(duì)地攻擊能力，所以很可能由正在研制的未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)負(fù)責(zé)。

從現(xiàn)在日本公布的23DMU和24DMU兩種模型來(lái)看，它們?nèi)羌兇獾闹瓶諜C(jī)，彈艙較為狹小，只能掛載彈徑/翼展較小的中距空空導(dǎo)彈，無(wú)法內(nèi)掛大尺寸遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈。同時(shí)，由于使用內(nèi)部彈艙，使得它的機(jī)身內(nèi)油箱容積較小，航程也受到一定限制，這對(duì)遠(yuǎn)程海上反艦作戰(zhàn)非常不利。不過(guò)與23DMU的并列彈艙相比，24DMU的縱列彈艙較長(zhǎng)，稍加改裝應(yīng)該可以掛載日本正在研制的XASM-3反艦導(dǎo)彈。日本似乎也有意這么作，在新的設(shè)計(jì)方案中加入這個(gè)要求?？傮w來(lái)看，日本未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)將是一種以制空為主、兼顧對(duì)地對(duì)艦攻擊的戰(zhàn)斗機(jī)，它的外形尺寸應(yīng)比F-35A大一些。

不過(guò)由于戰(zhàn)后日本除了以美國(guó)F-16為基礎(chǔ)發(fā)展出F-2戰(zhàn)斗機(jī)外，沒(méi)有獨(dú)立研制先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的經(jīng)驗(yàn)。在大推力發(fā)動(dòng)機(jī)、雷達(dá)電子系統(tǒng)、電傳操縱系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)上，技術(shù)儲(chǔ)備少，經(jīng)驗(yàn)不足，加之日本經(jīng)濟(jì)不景氣，無(wú)法通過(guò)大筆投資迅速開(kāi)發(fā)這些高技術(shù)，所以日本未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)的研制工作很難保證速度，很可能會(huì)出現(xiàn)由于一個(gè)甚至多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸無(wú)法突破，造成整個(gè)研制時(shí)間的大幅延誤。endprint