中韓五代戰機飛速發展 日本自研五代機應對爭端

來源: 中國青年報 | 2016-01-22 09:38:33

  日本“心神”戰機  近日有媒體報道,日本首架自主研發的第五代戰斗機“心神”的首飛計劃再次推遲,預計2016年第一季度進行。此前,“心神”曾多次傳出首飛的消息,但都因各種技術原因推遲,“心神”

  日本“心神”戰機

  近日有媒體報道,日本首架自主研發的第五代戰斗機“心神”的首飛計劃再次推遲,預計2016年第一季度進行。此前,“心神”曾多次傳出首飛的消息,但都因各種技術原因推遲,“心神”戰斗機項目啟動以來,發展之路一直不太順利。

  美國已經同意日本采購42架F-35戰斗機,但日本仍然堅持研發自己的五代機,這其中,既有擺脫戰斗機發展由美國牢牢控制的局面,重振日本航空工業的心思,也有加緊備戰的現實需求。

  設計要求不低,但作戰效能不會太高

  由日本防衛省技術研究本部牽頭研發、三菱重工負責設計制造的第五代戰斗機“心神”,代號ATD-X,意為先進技術驗證機項目X。也就是說,“心神”即使研發成功,也不是用于打仗的,而主要是通過這一款戰機,來將日本多年來苦心預研的五代機設計技術、隱身技術、高推重比矢量發動機、火飛推一體化控制系統、綜合電子系統等整合到一起,驗證發展第五代戰斗機的可行性。

  正如“心神”這個名字一樣,日本對擁有自己設計制造的第五代戰斗機可謂心馳神往。美國在研發世界上第一款第五代戰斗機F-22時,提出要具有“首先發現、首先攻擊和首先摧毀”能力,日本對“心神”也提出了這樣的要求。

  為了保證機動能力,“心神”采用常規布局,擁有大根梢比梯形機翼、雙垂尾、全動式水平尾翼、帶附面隔層道的二元進氣道,裝兩臺推力矢量發動機。但“心神”機長14.2米,寬9.1米,高4.5米,空重約8噸,體量比美國的F-16還小,屬于標準的輕型戰機。由此可以判斷,它是一款作戰半徑不大、留空時間不長、載彈量不多的第五代戰斗機,作戰效能可能不會太高。

  在隱身方面,“心神”獨創的東西不多,它借鑒了很多F-22、F-35的設計理念。“心神”采用翼身融合體氣動布局,前機身為菱形,雙垂尾V形布局,采用S型進氣道,機腹下設有內埋式武器艙。與此同時,它還采用碳纖維復合材料和隱身涂層。但分段式座艙蓋沒有與機身進行一體化設計,兩道弓形金屬骨架十分顯眼,高高凸起的氣泡式座艙蓋可以保證視界的良好,卻暴露出“心神”隱身設計上的缺陷。

  “心神”的發動機為兩臺日本石川島播磨重工公司設計制造的XF5-1發動機,單臺重650公斤,推力49.5千牛,推重比7.8,尾噴口采用了偏流板推力矢量技術。數據顯示,這只是一臺中等推力發動機。我們知道,第四代戰斗機F-16的F100-PW-229發動機,最大推力和加力推力也分別達到79.18千牛和129.4千牛。發動機是飛機的“心臟”,動力不足很難保障“心神”具有高機動性和超聲速巡航能力。

  值得關注的是“心神”的電子設備,據稱它的機體表面將采用三菱重工正在研發的“智能蒙皮”技術,這項先進技術可能將“心神”一些系統的前端傳感器件,如通信系統的天線,微型化后嵌入或附著到飛機的蒙皮上。此外,也可以用蒙皮檢測電磁信號,感應風速、溫度、壓力變化。

  日本的五代機雄心不會止于先進技術驗證階段

  據報道,日本在完成“心神”研制之后,還要在“心神”的基礎上,繼續研制發展F-3戰斗機。但外界對此說法一直存有異議,有人認為這只是日本為了要挾美國,讓其給自己更大技術支援的一個策略。但很多跡象顯示,日本的五代機雄心不會止步于先進技術驗證階段。

  現代戰斗機的發展對各系統技術的要求越來越高,投入的人力、物力、財力成本也越來越高,隨之帶來的風險也越來越大。為降低風險,積累技術和經驗,美國等國家在一型戰斗機研發正式立項前,都會先進行技術預研和驗證。根據類似經驗,“心神”成功驗證之后,緊跟著應該有一個更大的發展計劃。

  從現實需求看,日本也有動力在“心神”的基礎上繼續發展實戰型F-3。目前,中日、韓日之間都存在島嶼爭端,日本為此正加緊備戰,大力發展先進軍事裝備。盡管日本已經開始采購美國第五代戰斗機F-35,但以對地攻擊為主的F-35難以滿足日本控制天空的要求。與此同時,中國和韓國的第五代戰斗機也正在飛速發展。

  其實,在本世紀初日本為下一代主力戰斗機F-X選型時,一心想求購美國的F-22戰斗機。但美國國會早在1998年就立法禁止F-22外銷,日本才不得不退而求其次選擇了F-35。

  此外,日本還有自己的小算盤。多年來,日本一直與美國合作研制戰斗機,但日本并不甘心總做小學生。近年來,日本朝野一心想擺脫戰后體制,強行通過新安保法,解禁集體自衛權,放棄“武器出口三原則”,不斷突破《和平憲法》限制,軍國主義大有死灰復燃之勢。但要達到日本政府希望的“國富兵強”的理想狀態,沒有自主研發重要武器裝備的能力是不行的。日本戰斗機等主要裝備發展的主動權一直牢牢控制在美國手里,“心神”以及未來的F-3戰機就成為日本推動主要航空裝備完全自主化的重要嘗試。

  從“心神”到F-3難以一帆風順

  日本研發第五代戰斗機有不少優勢,但也存在很多技術難關。

  多年來與美國合作研制戰斗機是其最大優勢之一。日本之前的F-1和F-2戰斗機都是日美合作研制的。日本裝備的213架F-15J/DJ戰斗機,除了前14架,其余的都是由三菱重工組裝的。應該說,多年來通過與美國的合作,日本獲得了很多研制生產戰斗機的技術和經驗。

  未來幾年,在美國F-35戰斗機的生產制造上,日本仍將保持與美國軍工企業的密切合作。日本采購的42架F-35大多數都由三菱重工在國內組裝,這些飛機的很多零部件也都是日本企業生產的。2015年11月5日,日本石川島播磨重工還與美國普?惠公司簽署了共同生產F135發動機的合同。與美國合作生產F-35,將會極大提高日本第五代戰斗機研發的起點。

  此外,日本是科技強國,在微電子技術、計算機技術、網絡技術、材料技術等諸多領域非常先進。在戰斗機機載武器方面,日本也有很好的基礎。多年來,日本在使用美國機載武器的同時,不斷自主發展機載武器。其自研的主動雷達制導空空導彈AAM-4和紅外成像制導空空導彈AAM-5,堪比美國的AIM-120和AIM-9X。

  但日本研發第五代戰斗機存在的困難也非常明顯。“心神”先進技術驗證機的研發從2000年就開始了。2005年9月~11月,日本曾將“心神”全尺寸模型秘密運往法國進行一系列隱形效果測試,包括雷達反射截面、機體吸波性能和發動機紅外輻射等。2006年5月,日本防衛廳公開了“心神”全尺寸模型測試的照片,隨后宣布將于2010年以此為基礎研制“心神”先進技術驗證機。

  但隨后整個工程進度緩慢,直到2012年3月,三菱重工才正式開始組裝“心神”。2014年7月“心神”完工出廠后,首飛計劃一拖再拖。不能不說,日本想要研制發展出一款先進戰斗機,還存在重重困難。

  二戰后,日本一直沒有獨立研制過戰斗機。雖然日本一直跟著美國學習,但學習不能代替親身實踐。研發一款由眾多新技術構成的先進戰斗機并不是先進技術的簡單堆砌,如何將眾多技術整合成合格的系統,將眾多系統整合成合格的飛機,需要眾多型號積累的工程經驗,而這正是日本缺乏的。

  一款先進戰斗機的誕生,背后支撐它的是一個國家強大的機械工業、航空工業、電子工業和航天工業。從日本將“心神”全尺寸模型運往法國測試來看,它還缺乏研制高性能戰斗機必須的很多試驗手段,如大中小型、高中低速各種風洞等。

  此外,日本在五代機的研發上還有很多高山要攀登。航空發動機是機械工業中最復雜的部分,研制難度遠超想象。盡管日本已研制出尚不完善的中等推力發動機XF5-1,并且已經開始著手研制設想推力為146.8千牛的大推力發動機,但從“中推”到“大推”,并不是把小的發動機按比例放大就能夠實現的,它要求從材料、設計到制造、試驗,哪項薄弱都不行。另外,第五代戰斗機必需的火飛推綜合控制系統、綜合航空電子系統等,也需要日本攻克一系列重大技術難關。由此可以判斷,從“心神”通往F-3的道路會充滿坎坷。

  (作者張文昌 單位:空軍裝備研究院)

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