近年來,東亞各國的航空軍事科技都有了長足的進步,我國相繼公開了殲-10戰斗機和FC-1戰斗機,韓國也推出了T/A-50教練,戰斗機,而日本的航空發展卻鮮為人知,難道它只有美國授權生產的F-2戰斗機?其實不然,日本的航空工業是東亞乃至全球最為發達的,為了避免被美國強制推銷同類產品,近年來它悄悄地提高其航空產品的自制率,雖有很多成品,卻很少引人注目。下面我們一起來看看日本近幾年的航空計劃。
C-X/P-X計劃
目前全世界的主要航空大國往往是以客機為基礎改良海上巡邏機,或者專門研制運輸機加以改良,沒有采用通用設計的,這是由于運輸機的機身過胖過重,嚴重影響了遠程飛行時的巡航效率,但不胖不重的飛機又沒有幾種陸軍裝備能運輸,兩者不可兼得。因此當日本2001年進行運輸機(C-X)和海上巡邏機(P-X)的共同研制計劃時,讓世界航空界都大吃了一驚。
不過縱觀日本國情,這樣研制也有道理,因為日本當時并沒有生產民航機的項目,所以沒有現成的平臺可以使用。更嚴重的是,當時美國自己的新一代海上巡邏機項目也處于停頓狀態,日本沒有時間等待美國的計劃實施(美國計劃最后拖到2004年)再跟著買。與此同時,美國雖然有現成的C-130與C-17運輸機,但日本需要像歐洲A-4-00M運輸機那樣的機型,貨倉寬度與高度都是4米級別,C-130貨倉太小、C-17全機太大太貴,而且航程都不夠,因此日本決定自行研制。另外就是當時日本想推出新型客機YSX計劃,曾有意搭這個計劃的便車,同時日本飛機研制協會也在研究C-X客機的可能性。
雖然C-X/P-X是共同開發的計劃,但因為需求差異太大,加上其它想搭順風車的計劃差異更大的原因,因此共用的零件,飛機控制與電子系統共用的比例約為75%,基本上就是主翼與水平尾翼的外翼部分,還有駕駛艙與布局機身結構,僅約15%。C-X雖然取代了C-1以及C-130的部分任務,但37,6噸的最大載重與12噸時8900公里的航程,還要能在前線機場起降,目前全世界都沒有這種性能的飛機。P-X的規劃則近似于P-3,但要求較高的時速(833公里)和8000公里的續航距離。
基本設計C-X采用低后掠角上單翼、T型尾翼,為了提高巡航速度及燃油效率機身設計較為流暢,因此在世界同等級運輸機中是較為先進的。P-X則是典型的客機外形,主翼設計與C-X相同,只是由上單翼改為下單翼,P-X的電子系統如電傳操縱、地形跟隨、電子戰系統等,就算在戰斗機中也算是高檔裝備,因此P-X在軍用運輸機,海上巡邏機上可謂是非常先進的型號。
C-X/P-X上的飛行控制/作戰/通訊設備幾乎都是日本自主研制的,現代作戰飛機的價位與作戰性能的發揮,一半以上取決于以上的航電設備,這部分可以說是國防工業中與發動機并列的核心性關鍵技術。日本能夠自主研制,其航空工業的能力和投人的資金都十分可觀。
發動機方面,大推力渦扇發動機基本上是美、英、俄、法四國的天下,強調運輸能力的C-X運輸機使用的兩臺CF6-80C2渦扇發動機,這是日本政府專機波音747-400、E767和KJ-767加油機的發動機,單臺推力27900公斤,是軍用飛機上推力最大的發動機。而P-X強調的是低空長時間巡航能力,基于提升本國航空發動機水平的原因,使用4臺日本IHI自主研制的XF7-10型渦扇發動機,單臺推力6100公斤。有趣的是,美軍C-17運輸機使用4臺渦扇發動機,P-8海上巡邏機使用2臺渦扇發動機,與日本的C-X/P-X項目正好相反。這是因為C-17從研制至今,渦扇發動機的推力已經增加了2倍,加上C-X比C-17輕巧,因此只需要2臺大推力發動機便可以滿足需求。但海上巡邏機要求長時間地巡邏飛行,更加強調安全性,美國的P-8巡邏機因為只裝備2臺發動機,其研制因安全性問題而陷入困境,反觀P-X使用4臺發動機,航程更遠、安全性更高。
XF7-10渦扇發動機在試驗過程中雖然曾發生過一些意外事件,但P-X仍然在2007年9月28日首飛成功,并于當日改稱為XP-1,從紙上計劃正式轉入原型機階段。而C-X在2007年反倒碰到了螺絲強度不足、發動機代理商破產與代理權弊案風波,首飛時間從2007年3月一路后延,直到今年1月底才實現首飛。
之所以出現這些問題,最重要的原因是日本缺乏研制飛機的經驗;其次,希望節省250億日元的研制費用,以及減抵美國的“關切”而采用的共同研制方案,這也是一個因素。雖然整個研制計劃還有時間富裕,但因川崎公司在C-X運輸機上陸續出現諸多問題,日本官方目前已經考慮向其提出違約罰金。
相對于C-X,XP-I的研制發展較為順利,不過其發動機沒有裝推力逆向裝置,且作戰系統也尚未安裝。以目前的生產計劃,XP-1預計裝備70架,而C-X則為40架,二者都有約10-20架的電子戰型號,因此總產量可能會更高。單以軍用型號而言,XP-l的預計產量在同類型飛機中可以算相當高,而C-X則偏低。
“心神”計劃
2006年5月,日本防衛廳技術研究本部公布了一個名為“先進技術驗證機(ATD-X)”的計劃,該計劃以一架類似F-22戰斗機的模型正式亮相。當時除美國以外的國家,只有德國聯合歐洲各國推出的“馬可”教練機使用了隱形設計,而研制隱形戰斗機的國家中日本是第二個。
ATD-X計劃的簽約是在2000年,研究的重點是隱形能力、高機動性、動力與飛行控制系統的整合、電傳操縱和發動機等幾大項目。首要目的在于研究新時期的空戰概念,研究機本身并不能直接改裝成戰斗機,因為沒有裝備武器和控制系統,為了降低測試經費,其座艙甚至直接采用了從退役F-1戰斗機上拆下的座艙結構。相對于歐美國家隱形與高機動能力分開測試各自得到結論的這種模式,日本則是一次結合了所有技術,同時評估各種要素整合之后的結果,其結論值得期待。
2005年,ATD-X的雷達隱形測試模型被送到法國進行測試,這個模型被稱作“心神”,此后各界便以這個名字稱呼ATD-X計劃。2006年,“心神”計劃的1,5比例模型在北海道進行試飛。2007年,“心神”計劃公開宣布將于2011年試飛全比例樣機。
從目前得到的資料來看,“心神”是一架長14米、翼展9米、高4米、飛行重量約9噸的雙發小型飛機。外型上除了若干部分為了節省經費而采用現有零部件外,其余幾乎是一架縮小版的]3\"-22。尤其是其進氣道口部分的設計,并未采用F-35的DSI進氣道設計,依然使用傳統的擾流板。這也許是日本人比較保守,或是重視“心神”在超音速飛行時的進氣效率(DsI進氣道的超音速與高攻角時的進氣效能至今尚未得到驗證),但也可能是考慮到了“心神”的隱形設計。
“心神”飛機除了進氣道與源自F-1戰斗機的座艙段以外,它有一個隱形弱點在機尾,為了進行高攻角測試并降低重量與風險,“心神”采用了類似于美國X-31驗證機的尾噴口,而并非時下流行的矢量推進設計。它的鋸齒狀尾噴口大大增加了RCS面積,但日本官方卻稱這樣設計是為了加速該處冷熱空氣的混合,可以有效地降低飛機的紅外信號。
“心神”的發動機采用了XF5-1,與XP-1的XF7-10是在“核心部件通用”的理念下發展成的同系列發動機。其發展方式類似于美國的F404/GFM-56渦扇發動機系列,使用相同的高壓壓縮機,然后根據不同的使用目的而更換低壓渦輪、后燃氣等其它零部件,成為不同用途的發動機,這樣不僅可以大幅度減抵各類發動機的發展研究經費,而且還是目前發動機生產廠商的流行研發方式。目前,關于該型號發動機的相關資料還不多,僅知道它是一種推力為5噸級的發動機,推重比為8。
在當今各航空大國中,能研制出推重比為8的國家并不多,僅有美國、中國、俄羅斯、法國和英國而已,同時以該核心技術衍生出XF7-10這種高推重比渦扇發動機以供軍民共同使用的,更是只有美英法。所以,僅此一項,日本的航空科技已經站在了世界的前列。
但是,單從戰斗機的角度來看,“心神”還存在著致命的問題,那就是沒有雷達與武器艙,也沒有改裝的空間。這點也確定了“心神”以目前的規模不可能直接被改造成戰斗機。雖然它將來有可能通過更換“智慧蒙皮”來取代雷達天線,但要安裝武器艙的話,整個飛機還要再放大,發動機必須也要跟著升級等等,因此想要服役還得一段時間。
其它計劃
除了上述幾個正在進行中的計劃外,日本還有一些尚在執行中的計劃,它們分別是F-X先進戰斗機計劃、F-15和F-2的改良計劃以及AH-64D的授權生產計劃等等。
F-X可以說是近幾年日本最受關注的項目,起因是航空自衛隊對F-2的作戰性能不滿意,將其產量從140架降為98架,進而航空自衛隊產生了42架戰斗機戰力缺口,需要新的戰斗機來彌補。起初參加F-X項目投標的有美國的F-15、F/A-18E/F和歐洲的“臺風”,但日本最后看中了美國最先進的F-22,而美國國會又不允許出口F-22。對于退而求其次選擇的F-35戰斗機,由于日本不是該計劃的參與國沒有優先購買權,所以得等到所有的F-35參與國都完成裝備后才能購買。F-X項目落到了一個極為尷尬的境地,依F-35現在的裝備速度,日本即使將“心神”改成戰斗機恐怕也會比F-35提早服役。目前,日本政府已經拖延了F-X項目,允許延緩數年后再進行采購,但可以肯定將來日本還會積極地尋求購買F-22/F-35,或改進自己的“心神”戰斗機。
航空自衛隊對F-15的改良計劃是用波音的APG-63(V)2/3/4型雷達替換現有的僅有對空功能的雷達,同時配備先進的多功能武器。日本的F-15J戰斗機曾是東亞最強的戰斗機,但是由于美國對其功能的限制僅有對空作戰能力。仿自F-16的F-2戰斗機在設計時就是以攜帶反艦導彈對海攻擊為主,缺少相應的空戰能力。因此在21世紀的今天,東亞其它國家先進戰斗機的紛紛服役,日本的這兩型戰斗機就已經明顯落伍了。所以,航空自衛隊對F-15和F-2改進的第一個目標就是使它們擁有發射新型99式和04式空對空導彈的能力;接著強化對地攻擊能力,從美國引進JDAM炸彈和其它先進的對地攻擊武器。由于F-2的裝備比較新,目前僅需改進機載軟件增加使用武器的功能即可;但F-15J年事已高,還有不少結構裝備需要一起更換。目前F-15J計劃改進的裝備大多是日本自主研制的,還有一小部分是采購美國現成的。
AH-64D直升機的引進生產計劃和日本自己的OH-1(改)混合在了一起,富士重工組裝的第一架AH-64D在2005年服役。原計劃采購60架,但最初兩架的采購費用高達9400萬美元,導致采購數量一再消減,進而又造成單價急劇上升僅采購了13架便被叫停,每架采購費用高達2億美元,是其自產F-15J的兩倍多。
日本軍事航空工業總結
由于是二戰的戰敗國,顧慮到亞洲其它國家的壓力和國際聲譽,日本對于自己的軍事航空工業項目一直保持低調再低調的態度,所以外界看來并不活躍。仔細研究發現,目前日本的軍事航空工業已經相當成熟與先進,雖不及美國。但至少有英法的水平。海空軍的發展也是如此,2000年以來日本海上自衛隊已經以“大型護衛艦”的名義建造了6艘準航母,且有越造規模越大的趨勢;其海上自衛隊擁有8部裝有“宙斯盾”系統的驅逐艦,防空反導能力在世界上屈指可數。反潛與掃雷能力也非常強。陸軍方面也在不斷地擴充軍備,技術越來越先進規模也越來越大……這些問題值得我們周邊國家關注與警惕。