
今年3月的日本特大災害造成慘重損失,其中自衛隊宮城縣松島航空基地的28架軍用飛機不及轉移,瞬間被海嘯吞沒,部分戰斗機沖撞到機庫墻壁上,攜帶的導彈也丟落海中。盡管海水逐漸退卻,航空基地也開始清理,但這28架軍用飛機可能因結構損傷和海水侵蝕,已無法使用,尤其令航空自衛隊痛心的就是18架F-2支援戰斗機。
曲折的誕生之路
二戰戰敗后,日本原本比較先進的軍用航空工業一度被美國完全肢解,基本喪失了研制軍機的能力。雖然有美國的軍事庇護,但日本國內某些勢力卻不甘心喪失軍用航空工業,利用美蘇冷戰局勢,多方奔走,使美國允許日本引進美國軍機制造技術,在日本國內先后組裝生產F-86F、F-104J、F-4CJ和F-15J戰斗機,并在此基礎上自行研制了T-1、T-2、T-4教練機和F-1支援戰斗機,日本軍用航空工業也逐漸在技術上恢復了元氣。
20世紀80年代中期,日本評估周邊局勢,認為F-4CJ和F-15J戰斗機基本能取得對周邊國家的空中優勢,但對抗海上的進攻并不樂觀,特別是當時的蘇聯遠東航空兵和太平洋艦隊實力強勁,日本迫切需要一種能夠攜帶先進空對面武器的戰機。日本防衛廳(現已升級成防衛省)由此啟動FS-X計劃,以取代攻擊能力有限的F-1。但美國不希望日本能夠自行研制先進戰斗機,尤其不允許日本在軍事技術上脫離美國監管,故向日本推出了三種方案:F-16、F/A-18和F-15E,要求日本只能選擇一種加以改進。
F-15E作為美軍當時最先進的雙重任務戰斗機,日本已可制造原型F-15J,因此一度動心,但美國認為“攻擊力過強”,當即否決,日本只好妥協,同意在F-16 Block40基礎上研發FS-X,但提出硬性指標:反艦導彈的最大攜載量必須達到4枚,必須能攜帶2~4枚中距空空導彈,必須能全天候作戰,使用先進電子戰系統,執行反艦任務時戰斗半徑不低于450海里(834千米)。
由于F-16在三種方案中基礎最薄弱,為了盡量提高性能并驗證本國新技術,日本極力想加進“獨到設想”,因而設計方案多次更改,經費預算不斷增加,最終估計達計劃之初的6倍。1995年10月7日,首批4架原型樣機試飛,命名為F-2支援戰斗機。1995年12月批準生產130架(83架單座F-2A和47架雙座F-2B),但之后不斷遇到技術難題和經費削減,最終訂單不過98架,目前僅完成70余架。17-2單機造價更超過120億日元(約1.1億美元),不遜于戰斗力強得多的配備齊全的最新型F-15,故F-2當時被諷刺為“史上最貴的戰斗機”。據說日本航空自衛隊曾經對F-2全面評估,結論令人沮喪:F-2是所有第三代戰斗機中性價比最差的。
美日技術混血兒
性價比差不等于技術落后,由于是在F-16C/D基礎上打造,F-2繼承了F-16戰斗機的翼身融合、放寬靜穩定度、電傳操縱、大邊條翼、前緣襟翼、抗過載座艙等先進技術。同時,日本希望更多采用自行研發的新技術,如整體成型全復合材料機翼、雷達吸波材料等。
F-2的氣動布局與F-16戰斗機基本相同,但重新設計了機翼,加大了翼展,增大了機翼面積,加長機身及雷達罩,縮短尾噴管。這些改動都有針對性目標:機翼重新設計和機身加長,可增加燃油內載量,從而加大航程;改變機頭形狀,可以換裝日本自行研制的有源相控陣雷達和電子戰系統;縮短尾噴管,同時強化動力,還在主翼前緣和其它部位使用了吸波材料,提高了隱身性;增設的減速傘可減小著陸距離;增加腹鰭可提高操縱性能。
第三代先進戰斗機已越來越多地采用復合材料,但整體成型的全復合材料機翼卻是F-2的首創。這種整體成型技術就是在自動調溫爐內將制造機翼的復合材料進行一體化成型加工,使得機翼部件表面光滑無縫,有利于減小氣流干擾和阻力,改善氣動性能。這項技術的采用表明當時日本的復合材料及加工技術處于世界先進水平,以致后來被美國要求轉讓,對美國新一代隱形戰機貢獻不小。
F-2也采取了一些隱身措施,主要是在機翼前緣和發動機進氣口等主要反射雷達波的部位使用雷達吸波材料,沿用了F-16C/D的翼身融合布局,增加了復合材料用量,其總重約占飛機結構重量的18%。采取這些措施后,F-2的正面雷達反射截面積(Rcs)從F-16C/D的3~5平方米下降到1-2平方米。
日本從20世紀70年代末開始研究隨控布局技術,成果應用到了F-2上。隨控布局技術是指利用各種飛行狀態傳感器發出的指令信號,操縱設備控制面偏轉,使飛機總體氣動重新分布的技術,目的是充分發揮控制系統的潛能,提高可操縱性和機動性。據稱,F-2采用控制增益、放寬靜穩定度、機動載荷控超、偏航消除和機動增強等隨控布局技術,能在不劇烈改變飛行方向的前提下瞬時改變機頭指向,高速最小回旋半徑1600米(F-16C/DBlock40要4000米以上)。
F-2最大的看點是先進的航空電子設備,裝備了日本自研的J/APG-1有源相控陣雷達,是世界上最早裝備此類雷達的戰斗機。J/APG-1火控雷達天線由800多個高功率發射/接收模塊(T/R)組成,通過計算機對電磁波的相位控制,可快速運轉和變換波束探測方向,取消了天線機械轉動掃描,因而探測精度更高。該機的主儀表板由1個液晶平視顯示器、3個多功能彩色液晶顯示器(還有1個小型輔助彩色液晶顯示器)和正前方控制板組成,方便飛行員獲取綜合信息。
總之,經過一番美日先進技術綜合,F-2成為兼顧超視距空戰和對面火力支援的多用途戰斗機,空重12000千克,最大起飛重量22100千克,最大機內載油量(單座F-2A)3602千克。最大平飛速度約2.0馬赫,巡航速度960千米/時,最大爬升率125米/秒,實用升限17500米,轉場航程約4000千米,作戰半徑大于800千米。機載主動相控陣雷達對海上驅逐艦目標的探測距離為148~185千米,對典型空中目標(Rcs為3平方米)的探測距離約65千米。可同時跟蹤10個以上目標。
尖牙俐齒
根據日本最初設計要求,F-2攜帶4枚反艦導彈、2枚空空導彈和2個副油箱的狀態下,在17-15DJ掩護下執行對海攻擊任務,因此其雖然能依靠1門6管20毫米航炮和若干火箭彈、227/340千克紅外/電視制導炸彈,執行對地近距支援任務,但其主力武器還是日本自制的反艦導彈和空空導彈。
AAM-3近距空空導彈也稱90式,氣動布局與美國AIM-9L“響尾蛇”相似,但其前翼的根部前緣有尖銳的“狗牙”邊條,作用主要是為了減小激波對導彈前翼的影響,改善操縱效率和機動過載性能。該彈最大射程8千米,配備雙波段紅外導引頭和激光近炸引信,高爆破片戰斗部重15千克,具有全軸向攻擊能力,性能比美國AIM-9L有了較大輻度的提高。
AAM-4中距空空導彈也稱93式,氣動布局類似美國AIM-7F“麻雀”,最大射程100千米(但普遍認為其有效射程很難超過50千米),最大速度4馬赫,采用紅外/主動雷達雙模制導方式和近炸/觸發引信,具備較強的抗干擾能力,高爆戰斗部重達40千克,足以摧毀任何飛行器。該導彈在總體性能上屬于國際第四代中距空空導彈,但由于造價和系統整合問題,服役前景不容樂觀,故17-2經常掛載已過時的第三代中距空空導彈AIM-7F。
AAM-5近距空空導彈也是近年披露的先進型號,其布局類似德國IRIS-T,但彈體更細長,能在保持近界性能的同時盡量增加射程(約20公里)。該導彈裝備環形激光陀螺和紅外成像導引頭,具備發射前和發射后自由選擇鎖定時機的功能,可以對目標全軸向攻擊。但同樣出于經濟和技術原因。AAM-5遲遲無法服役。
日本空射反艦導彈的發展由來已久,自70年代末先后研制成功ASM-I和ASM-1C空艦導彈,巡航速度0.9馬赫,最大射程50~65千米。而隨著F-2服役,配套ASM-2空艦導彈(也稱93式)在1995年裝備自衛隊。ASM-2可以說是美國“魚叉”反艦導彈的增強型號,巡航速度為0.9馬赫,小型渦噴發動機使其射程達150千米,采用同類裝備少見的“慣導+紅外成像末制導”,具備極高的攻擊精度和抗干擾性能,據稱還衍生了反輻射導彈(強調“對海支援防衛”的17-2卻企圖裝備對陸縱深壓制的反輻射導彈,實在耐人尋味)。
此外,披露照片顯示F-2曾攜帶ASM-3空射反艦導彈試驗。ASM-3反艦導彈是日本第一種超音速反艦導彈,很可能采用“高空突防+末端大角度俯沖”的攻擊彈道,因而最大速度可能達到5馬赫,恰好針對一般艦載近防武器系統盲區。而英國《簡氏導彈與火箭》宣稱ASM-3使用雙沖壓發動機,計劃在2010~2015年間投入使用。雖然這種新型導彈對于艦載防空系統日趨完備的中國海軍來講,并不難防備,但這無疑令海戰場環境更加復雜,也可體現日本軍事力量逐漸增強的進攻性特征。
光環下的啊影
F-2集成了如此之多的先進技術,卻長期不被人看好,主要是日本某些航空基礎技術不過關和過度追求新技術的惡果,也直接導致了裝備價格高不可攀。
復合材料機翼可以通過運用氣動彈性剪裁設計(如用一層層纖維的不同走向),優化機翼力學性能,提高機翼氣動效果和飛機操縱效率。但日本貿然在F-2上使用共型固化整體復合材料機翼,由于是新技術初期應用,當時不但沒能完美地收獲最佳效果,反而飛行時還不如普通機翼穩定,尤其在掛空艦導彈時為防止顫振,最大飛行速度和飛行包線都要受到嚴格限制。在原型機試飛過程中,一架F-2出現機翼斷裂事故,導致服役時間推遲了至少一年。
F-2的J/APG-1有源相控陣雷達理論上具備探測距離遠、精度高、反應靈敏、空空,空面綜合功能強、體積/重量壓力較小等優點。但由于新技術可靠性不佳,以致F-2服役之初雷達探測距離很不穩定,甚至出現“突然失明”,令日本航空自衛隊苦惱不堪,雷達直到2005年左右才基本可靠,但此時對比換裝相控陣雷達的美國F-16E/F已毫無優勢,被日本視為假想敵的中俄等國的機載相控陣雷達技術也已經踏踏實實地獲得突破。
2007~2009年,F-2至少發生三次起飛,著陸過程中突然偏離跑道,甚至操縱桿折斷、飛機墜毀的事故。主要原因有:其一,受限于日本國土狹小、人口密集,日本境內難以設置靶場為F-2提供實彈訓練,只能每年有限次數轉場到美國關島空軍基地,在太平洋海域進行演練(據說ASM-3空艦導彈研制過程中曾到澳大利亞荒漠試驗),其余時間一直是使用訓練彈或通過計算機模擬演練,加上日本財政壓力影響,飛行員訓練水平提高不易;其二,日本二戰后從來沒有能完全自主地制造戰斗機,往往要采用美國核心部件或在美國指導下組裝生產(F-2包括發動機在內的相當部分零件由美國廠家制造),日本沒能建立起完善的科研體系(包括各種基礎試驗設施和零件配套廠),對于很多“不起眼”的航空技術細節缺乏直觀認識,導致研制出來的先進武器成了可靠性不佳的“高科技組裝”。
據日本媒體報道,今年3月11日的9級強震引發海嘯后,日本東北部宮城縣松島航空自衛隊基地受到可怕海嘯侵襲,建筑物2樓以下都浸泡在海水中,有18架F-2、6架T-4練習機、4架UH-60直升機被淹沒。由于腐蝕性海水浸泡,導致其核心機載設備受到致命侵蝕,機體結構損害,部分甚至全部戰機都有可能直接報廢,由此導致的不僅僅是經濟損失。
這批F-2支援戰斗機擔負著日本北部空域和航線的安全保障任務,因此此次損失無疑會使裝備更新不力、訓練情況不佳的日本航空自衛隊再度遭受重挫,甚至導致日本北方防空體系“暫時失能”,嚴重威脅國家安全。另一方面,這次損失的全部屬于雙座型F-2B,截止2008年F-2B總共只裝備了33架,承擔著F-2機隊的高級戰術訓練任務,此次海嘯使F-2機隊損失大半訓練平臺,必然將嚴重影響F-2乃至日本航空自衛隊整體的訓練計劃,甚至一定程度上會動搖F-2在日本防空體系內的地位。
何時夢酲
日本航空自衛隊在東亞地區最先裝備第三代戰斗機和預警機,一度在東亞天空不可一世,但隨著周邊國家裝備技術提升,日本卻受限于美國政治技術控制、自身財政壓力和軍工科研體系不完善,只能坐視曾經先進的F-15J老化過時。在引進第四代隱身戰機F-22的希望破滅,短期內又無法接收F-35的現狀下,日本被迫在2007年和2010年反復鼓噪“重啟F-2生產線”,但即使如此,航空自衛隊戰斗力也未必能大幅提升。
遺憾的是,日本過于膨脹的抱負和“危機感”使其沒能認清現實,近年又“強行上馬”本國第四代隱形戰斗機“心神”項目,號稱具備所謂F3,即“首先發現(FirstLook)”、“首先攻擊(FirstShoot)”和“首先摧毀(FirstKill)”能力。但無論從披露的技術指標(起飛重量不過8噸),還是外界對日本航空基礎技術的觀察來看,“心神”的前途實在堪憂,或者只是“力爭進口F_22”“提振國民士氣”的噱頭而已。總之,但愿日本早日夢醒,成為真正捍衛和平的力量。