由于历史原因,日本军用技术的发展受到诸多限制。虽然日本依靠按许可证生产美国先进武器装备的办法使其武器装备质量保持较高的水乎,但对外国的依赖却成为一个重大的缺陷。目前,日本已逐渐向自行研制先进武器装备方向转变。在发展航空武器装备方面最引入瞩目的是下一代支援战斗战斗机F-2的研制。
以我为主 合作研制
作为一个四周环海的岛国,确保海上运输线的安全,防止水面舰艇的进攻是日本国防的一项重大任务。目前担负这一使命的空中力量主要是F-l战斗轰炸机。这种于1977年开始装备的老式飞机已无法满足现代战争的需要,也已接近使用寿命,发展其后续机型成为日本一项重大而紧迫的课题。
日本于1982年即开始酝酿研制F-1的后续机型。当时日本尚不具备独立研制先进战斗机的能力,特别是航空发动机技术与美国等发达国家相比存在很大的差距。在美国的干预下,日本于1987年10月决定与美国合作研制下一代支援战斗机FS-X。为了促进本国航空的技术的发展,避免合作研制中可能引起的矛盾,日本坚持"以我为主"的方针,规定主承包商必须由日本公司(后选定三菱重工业公司)担当,研制经费由日本独立承担。美国公司经技术转让方式参与研制,日本也相应的向美国转让FS-X研制中发展的先进技术。
经过两年半的协调和准备,三菱公司终于和美国通用动力公司(GD)达成协议,于1990年4月正式开始了FS-X的研制。
三菱公司与通用动力公司于1991年3月完成设计构想图,1992年中完成详细设计,并于1992年6月展出全尺寸木制模型,随后转入工程研制阶段。三菱公司将6架样机,其中01和02号样机分别用于强度和疲劳试验,1~4号样机用于飞行试验,将于1995年开始试飞,1998年完成研制并投产.1999年底开始交付日本航空自卫队。

出身名门 脱胎换骨

根据研制方案,FS-X将以通用动力公司研制的F-16c为基本平台,对其进行技术改进而成.所以它并不完全是一种全新研制的战斗机,而可称为F-16的发展型,采取这种做法可以减少技术风险,缩短研制周期,节约研制经费。

日本选择F-16并非偶然。通用动力公司研制的F-16虽然仅是美国空军高、 低档搭配政策中的低档战斗机,但由于它采用了边条翼、空战襟翼、翼身融合体、放宽静稳定度、电传操纵、高过载座舱等先进技术而成为著名的第三代战机之一.凭借其较高的性能和较低的格而深受各国空军的青睐,成为生产量最大的第三代战斗机.海湾战争中F-16的出色表现也证明它确实是一种相当成功的优秀战斗机。
FS-X不仅继承了F-16的优点,且对其进行多项重大技术改进,大量用当代先进航空技术,使其脱胎换骨,为一种具有突出特点的先进战斗机。
改进外形换装发动机

根据FS-X的作战需求.三菱公司对F-16c的外形体了多项改进.主要有:重新设计机头、加大机头锥体直径、加长机身、增大翼展、增加机翼面积、减小机翼前缘后掠角等,并换装了推力大、可靠性高的F110-GE-129涡轮风扇发动机,主要目的是提高中、低空飞行性能,增加作战半径。
采用整体成形的全复合材料机翼
尽管现代战斗机越来越多地采用复合材料,但采用整体成形的全复合材料机翼却是FS-X的首创。这有利于减轻结构重量,减少加工工序,这项技术的采用表明日本的复合材料及其加工技术处于世界先进水平,成为日本引以自豪国要求日本转让的先进技术之一。
采用日本自行研制的先进航空电子设备
FS-X的航空电子设备完全由日本自行研制,主要包括:有源相控阵雷达、综合电子战系统、一体化通信/导航/识别系统,电传操纵飞行控制系统和彩色液晶显示装置等,其综合水平与美国F-22机当,表明日本的航空电子技术有雄厚的实力。其中机载雷达尤其受到美国重视。日本与美国已经签署了向美国空军提供该雷达的合同,这将是日本首次把独自开发的军用设备提供给美国.
大量采用随控布局(CCV)技术

随控布局技术是指利用飞机上装置的各种飞行状态传感器发出的指令信号去操纵机上备控制面的偏转,使飞机上总的空气动力置新分布的技术,目的是充分发挥控制系统的全部潜在能力.提高飞机的可操纵性和机动性。日本从七十年代末即开始研究随控布局技术,并取得了一定的成果。FS-X将在F-16C的基础上,采用控制增益、放宽静稳定度机动载荷控超、偏航消除和机动增强等多项随控布局技术,成为世界上采用该技术最多的战斗机。
采取隐身技术措施

提高隐身能力是现代战斗机的发展方向之一.FS-X也采取了一些隐身措施,主要是在机翼前缘和发动机进气口等反射雷达波的主要部位使用雷达吸波材料。此外,FS-X沿用了F-16C的囊身融合体布局.增加了复合材料用量(约占飞机结构置量的18%),也特有利于提高其隐身能力。采取这些措施后,FS-X的雷达反射面积将从F-16C的3平方米左右下降到1平方米左右。
一专多能 获益良多
在作战使用上,FS-X与美国的F-22、法国的"狂风"(Rfate)等在研制战斗机有明显的差别。其主要任务不是夺取制空权,而是攻击大型海面目标,所以是一种较为典型的战斗轰炸机。所使用的装备武器也与众不同,其标准武器装备为l门20毫米机炮、4枚反舰导弹和2枚近距格斗空空导弹(主要用于自卫)。但FS-X又是一种一专多能的战斗机,具有执行多种作战任务(如制空、轰炸遮断和近距支援等)的潜力.与日本航空自卫队现役主力战斗机F-15J的搭配使用将有效地提高日本的空袭与防空实力,其双座型还可能发展成专用教练机,以接替T-2高级教练机。
FS-X的详细性能数据装有一台美国通用公司生产的F110-GE-129型涡扇发动机,最大加力推力128.9千牛,推重比为7.28。机头装有一部三菱公司生产的多功能相控阵火空雷达,最大探测距离180公里,可同时跟踪10个以上目标。机载武器有1门20毫米六管机炮,13个外挂点,可挂载ASM-1/2空舰导弹,AIM-9L短距空空导弹、三菱AAM-3/4短距空空导弹、AlM-7F/M中距空空导弹,AIM-120A先进中距空空导弹、CBU-87B集束炸弹等,总载弹量约7500公斤。由此可见,FS-X将是一种飞行性能好、挂裁能力强、性能较为先进的战斗机。但需要指出的是,FS-X虽然在第三代战斗机F-l 6C的基础上作了重大改进,但并未完全具备第四代战斗机所应有的超音速巡航、非常规机动和全面随身等能力.与美国正在研制的第四代战斗机F-22相比尚有一定的差距,未必称得上真正的第四代战斗机。

满足国防要求只是日本研制FS-X的目的之一,推进本国航空技术的发展才是日本更重要的目的。通过FS-X的研制,使日本学到了美国的一些先进航空技术,特别是日本较为薄弱的战斗机总体设计和航空发动机等技术将有明显的进步,也使日本摆脱了靠美国许可证仿制战斗机的状况.大大推动了本国航空技术的发展,为在2l世纪初完全具备独立研制先进战斗机的能力奠定了坚实的基础。
总的来说,在气动外形方面F-2相对F-16改动不大。为了得到更好的机动性,原本在机头两侧会加装一对鸭式前翼,以获得直接升力、直接转向、直接偏移等主动控制能力,这将会是第一种使用主动控制技术的战斗机。但后来由于技术经费原因,这个设计被放弃了。
在制造F-2飞机的机翼时,应用了“ 共同固化 ”的先进技术,即在自动调温炉内将复合材料的成型和加工会在一起,一体完成复合材料机翼的制造。采用这一新工艺加工的机翼部件光滑无缝,有利于减小气流干扰和阻力,改善飞机的气动性能。这一技术进步有点象坦克装甲由铆接发展到焊接,再发展到铸造的过程。该机翼展增加不多,但翼面积增加了25%,看来翼根弦长也有所加大,其前缘后掠角和根稍比随之改变。F-2还采用了控制增稳(CA)、放宽静稳定度(BSS)、机动载荷控制(MLC)、非藕合偏航(DY)、直接侧力控制(DSC)、机动增强(ME)和直接升力控制 (DLC)等七种方式的 随控布局 (CCV)技术,加上日本自行开发的 四余度数字式电传操纵系统 ,从而为提高飞机的操稳性能提供了技术保证。
对于F-2的动力装置,防卫厅先选择了两家美国公司的产品,分别为通用电气公司的 F110-GB-129 和普惠公司的 F100-PW-229 发动机,经过对比最后选中了前者,同时1990年13月第50批生产的F-16C飞机也使用了这种发动机。该发动机的全加力推力为131.6千牛(13400公斤力),推重比大于8。若按采购130架飞机计算,加上备用,共约需要200台发动机。一开始美国通用电气公司提供了8台F110-GE-129型发动机供原型机研制使用,以后将转让技术在日本石川岛播磨公司仿制生产。

与F-16相比,F-2的最大变化是在航空电子系统方面。该机采用的很多电子设备都是新研制的,其性能有不少优于F-16飞机上的设备,其中最引人注目的火控雷达。它采用了当今世界上最先进的有源相控阵技术,大约由800个3瓦 砷化镑 发射接收模块组成。这种雷达的特点是每个天线都可单独发射电磁波进行电子扫描,不需要机械转动天线,搜索范围大,处理速度快,可靠高。美国的F-22战斗机装的就是这种雷达。F-2的雷达由三菱电气公司研制,1991年初已将4部样机交付日本防卫厅技术研究部,以用于地面试验,适应性检查,以及可靠性和电子干扰试验。该雷达对于驱逐舰大小的目标,其作用距离为148至185千米。据介绍,日本生产的F-15J很可能将换装这种雷达。
但近期据日本传媒披露,F-2的有源相控阵雷达出现了一些问题。首先是某些时候探测距离极端缩短,据传目标机已进入视距在雷达上仍无显示;目标突然在屏幕上消失;准备发射导弹时,在跟踪模式下丢失目标。主要原因可能是机头的空速管干扰雷达。
F-2在青森县的三泽基地的第三飞行队装备了19架,正在进行"运用试验"。计划在"运用试验"完成之后进入防空的"实战配备"任务阶段。由于F-2的雷达系统出现问题,第三飞行队将暂时与装备F-4EJ的第八飞行队交接,由后者承担防空战备任务。
F-2的综合电子战系统也由三菱电气公司研制,它包括雷达告警接收机、电子干扰机、箔条曳光弹投放器等,由专用的计算机控制器综合管理。F-2的激光惯性导航系统由日本航空电子公司研制,这种惯导系统有四个传统的两自由度陀螺仪作备份。

在座舱设计中,F-2充分利用了现代技术设计的座舱在某些方面具有相当先进的水平。象美国的F/A-18、中国台湾的IDF以及其它许多改进型的战斗机,尽管它们的座舱内都采用了两三个阴极射线管(CRT)多功能显示器(说白了,就是简单的电视),但其主仪表扳上还要保传统的模拟式仪表作备份,这主要是人们对CRT显示器的可靠性还有疑虑。而F-2飞机采用的是日本岛津公司和横河公司研制的 平显仪 和 大型液晶显示 (LCD)多功能显示器,两者都安装在正中间,平显仪在上,显示器在下。平显仪的支座正好起到了遮光罩的作用,即使是在较强的光线条件下,飞行员也能看清ICD显示器上的显示。在平显仪支座下还有两个传统式的多功能显示器。除这些之外再没有什么,可以说几乎去掉了主仪表板上所有的仪表。他们之所以能这样做,主要因为CRT和LCD显示技术的可靠性大为提高,它比传统的模拟式仪表已经超出了好几个数量级,也就是说没有必要拿低可靠性的仪表来为高可靠性的显示器作备份。而LCD又比CRT先进得多。这就是F-2飞机座舱设计的先进之处。但是,在现代的许多飞机(包括刚出现的飞机)上,这种用仪表为显示设备作备份的情况依然存在。由于传统习惯的影响,要想使人们完全改变这一不合理做法,恐怕还需要一段时间。另外,F-2的座舱采用了两片式强型风挡玻璃,其抗鸟撞性能要比F-16采用的单片式风挡好得多,这大概是考虑到日本岛国的特殊环境。
按照日本防卫厅的要求,研制F-2战斗机主要是为了打击海上目标,以达到歼敌于海上的目的。这就决定了F-2在武器配备上要以反舰作战为主,在性能上要突出航程和载荷能力,那么该机是否达到了这一要求呢?据介绍,F-2具有携带和使用多种武器装备的能力。如在空对面武器方面,可带 ASM-1/ASM-2 反舰导弹、340千克(750磅)炸弹、CBU-87集束炸弹,以及RL-4、AU-3A和RL-7火箭发射器,这三种火箭发射器分别可装4枚137毫米火箭、19枚70毫米火箭和7枚7O毫米火箭。此外,F-2还可装备两种型号的 CCS-1 光学反舰制导炸弹,其中1型重227千克(500磅)、H型重340千克,这种制导炸弹完全可发射后不管。这些装备使得F-2能在远距离精确攻击敌海上和滩头目标。

尽管F-2以对海作战为主,但其空战能力也不弱。它不仅保留了原F-16C飞机上的 M61A1 型20毫米六管加特林机炮,射速每分钟6000发,最大携弹量511发。还装备了先进的空空导弹,具有较好的近距格斗性能和超视距作战能力。可携带的对空武器有:红外制导的 AAM-3 和多种型别的 AIM-9 “响尾蛇”近距导弹、半主动雷达制导的AIM-7“麻雀”中距导弹、以及主动雷达制导的 AAM-4 先进中距导弹。其中AAM-3和AAM-4为日本研制。AAM-3是在“响尾蛇”的基础上改进而来,据说其寻的头视角比AIM-9L导弹还要广,敏捷性更高,弹头威力更大,弹体前方四片翼鳍根部较细长,很像四支有把柄的鳍,确保了高速机动性。AAM-4与美国的AIM-120先进中距导弹相似,由三菱电气公司研制,1995年10月在太平洋一个小岛上进行过地面发射实验,1996年开始交付日本航空自卫队使用。
F-2战斗机两侧翼下各有6个外接点,机身下1个,总共有外接点13个。在作战中可同时使用11个外接点,比F-16C多两个。从左翼翼尖到右翼翼尖的13个外接点,依次编号为1、2、3、4L、4、5、6、7、8、8R、9、10、11,其中4L和4、8和8R两对外接点在一次使用中只能根据需要各选用一个,1和11号两个翼尖接架现在只能携带近距红外空空导弹。在对诲(地)作战中,3-9号挂架可携带ASM-1、ASM-2反舰导弹,CBU-87、340千克或227千克炸弹,凡可携带CBU-87集束炸弹的桂架均可挂火箭发射器。在对空作战中,除了中间三个挂架外,其余接点均可携带AIM-9、AIM-7或AAM-4近、中距空空导弹,也就是说该机最多可带8枚空空导弹。中间三个接点,5和7号接点各可挂一个2271升副油箱,6号机身接架可挂一个1136升副油箱。

具有良好攻击能力的战斗机的必要条件是本身必须是优秀的武器装载发射平台,可以弹性地携带各式各样的武器。FS-X是以执行空中阻隔作战和陆海近接空中支援作战为主,而应状况需求兼以执行防空作战,其外挂载武器也依上述之用途而可分为:
·空中阻隔作战:ASM-1和ASM-2空射反舰导弹、227公斤激光制导炸弹;
·近距空中支援作战:227公斤激光炸弹、227公斤普通炸弹、CBU-87/B集束炸弹、JLAU3-A(70毫米)和RL-4(127毫米)火箭发射器;
·防空作战:AIM-9L、AAM-3短程空对空飞弹和AlM-7F/M中程空对空飞弹。
为能携带上述的武器,FS-X的两翼及机身中线下,一共有13点可挂载武器。其中STA4-8和STA4L/8R等四点是不能同时挂载的,因此实际可用的只有11点。加挂的副油箱有1136升(300加仑)和2271升(600加仑)两种。1136升副油箱是挂在机身中线下,而2271升的副油箱是挂于主翼下方,这是美国为FS-X所研发的新式大型副油箱。主翼下方的挂架每一点都可以使用三联装挂架挂载3枚227公斤炸弹,大幅增加炸弹携带量。
F-2翼展10.8米(含翼尖导弹发射架时为11.13米),全长15.52米,机高4.96米,这些尺寸也都与F-16差别不大,只有翼面积大得比较多,达34.84平方米,这主要是弦长加大所致。F-2的正常起飞重量12吨,最大起飞重量可达到22.1吨,比F-16C重了近3吨。内部燃油为2602公斤,也比F-16多了的近500公斤。其高空最大平飞速度两者相同,均为M2.0。据介绍,F-2在带四枚反舰导弹、两枚空空导弹和两个副油箱的条件下,按高-低-低-高的模式作战,其作战半径可达到830千米。
防卫厅最初预计F-2总产量为130架。不过国际形势变化,日本面对的威胁减少,再加上严重超支,有一种意见认为应该放弃批量生产F-2。但日本空自的F-104已经退役,F-1也正逐步退役。放弃已投入的三千多亿日圆,改选其他机种取代F-2,会造成更大的浪费;而且从政治和经济角度去考虑,生产F-2不仅给目前日本低迷的相关工业带来了工作机会,也可以使得日军工企业在F-15J战斗机和P-3C反潜飞机结束生产后不致停产,维持必要的生产线。因此防卫厅预计会生产75架F-2。
但是装备F-2也要面对一些新的问题。F-1飞行员可直接在T-2教练机上进行基础训练。F-2则需要更先进的教练机种来达到此目的,因此适当地增加双座型是有其必要的,所以F-2的数量可能增加至80架左右。除了数量增减外,防卫厅也必须考虑到美国强烈希望加入生产的要求。这一要求相当令人头疼。目前F-2的单价和别的日本先进武器一样,十分惊人。最初在1985年所估计的单价为五十几亿日圆,如今加上约10年的币值变化,一架飞机的价格已接近70亿日圆。如果算上研制经费,单价已达到100亿日圆,而过高的单价将会限制生产架数。而且日本二战后确立的和平宪法禁止日本向外出口武器,而出口是各国军用飞机增加产量、降低单价的有效措施。
F-2集先进性和争议于一身。其先进性有事实作证,不容否认;但日美勾结加斗争的关系又令它多了很多争议,最难听的说法是F-2是又一个美国强暴日本的私生子。和不管怎么说,F-2的成功研制和先进性能还是值得日本军方和军工企业高兴的,也搅活了右派的军国复活梦。据称日本防卫厅已经开始酝酿研制下一代战斗机的问题,即与美国F-22相似的双发重型隐形战斗机。按照传统,日本即使不自行研制,也可以购买到F-22或JSF的生产线。这意味着日本将长时间的在亚太地区保持战斗机质量上的优势,这值得我国各方面多多注意。
随着日本60年代研制的F-1战斗机停产,F-2近距离空中支援战斗机数量将在未来五年内增加一倍。2001年日本执行战备作战任务的F-2战斗机有32架,至2005年这一数量将增加到65架。到2004年航空自卫队执行作战任务飞机的总量将达到377架,但随着27架F-1战斗机的退役,2005年总数会降到365架。此外到2005财年,航空自卫队F-15J/DJ战斗机数量将从203架减至199架,103架F-4EJ中也将有两架退役。为此F-2的生产将缓慢而稳定的进行下去。2002年4月洛克希德·马丁公司签署为日本三菱重工F-2战斗机制造零部件的合同,总额2亿美元。这是洛·马得到的第六个F-2生产合同。洛克希德·马丁公司将为12架F-2生产后机身、机翼前缘襟翼、外挂物管理系统、80%的左翼盒和其他航空电子部件。制造出的零部件运往日本三菱重工的名古屋小牧南工厂进行装配。以前的5个合同包括为45架飞机生产零部件。截止目前,已有28架F-2战斗机交付日本空军。
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删除 Guest (2008-9-07 21:48:41, 评分: 1 )