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日本ATD-X“心神”高机动隐身战斗机试验模型

  美国《航空周刊》在2015年新年特刊中宣布,日本将在2015年正式加入隐形战斗机俱乐部。2014年夏季,日本首次在电视台正式公开隐形战斗机的验证机型ATD-X“心神”。

研制历程

如果美国空军的规划获得通过,那么一种继F-22和F-35之后的跨代战斗机将在2030年左右的某个时候开始服役。如果日本的类似计划获得通过,日本的六代机也将大致在同一时间服役。这两种飞机有可能会是同一种型号,因为把日本对2030年战斗机的要求合并到不断演进的美国六代机规划中,对工业界而言似乎有重大的意义。

  日本防卫省的预算报告对ATD-X的定位是用来“测试高机动雷达隐形飞机相关技术”。在隐形性能方面,ATD-X涂有雷达吸波材料,主翼前缘向机头部位有一定的延伸,两侧进气道半埋于机体舱壁,都能提高飞机正面隐形效果。加拿大《汉和防务评论》认为,日本在使用复合材料方面的丰富经验,也能提升飞机的隐形性能。但《航空周刊》认为,日本设计师似乎不重视控制飞机后半球雷达反射面,可能是因为该机要发展推力矢量喷嘴。不过在高机动性方面,该机选择的XF5-1发动机单台最大推力仅有5000公斤,推力不足让“高机动性”成为镜花水月。

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  与此同时,据俄军工综合体网站猜测,配装俄制发动机的量产型歼-20最早可能会在2015年开始训练飞行试验,2017年加入解放军服役,2019年前形成初始战斗力。在珠海航展上,中国也展示了歼-31隐形战斗机,并且向国际推销。分析家指出,在隐形战斗机研发方面,中国将日本远远抛在身后。

2013年,三菱开始组装心神一号原型机,由其中段机体横隔板判断,它的内部空间比F-CK-1大很多,内部弹舱应可挂载1-2枚ASM-3超音速反舰导弹,或3-4枚中程AAM。

防卫省在其预算要求中表示,希望在上述发动机项目上实现可能是最高的涡轮进口温度。目前日本发动机技术能够达到1600摄氏度的涡轮前温度,但防卫省表示希望通过这个项目使之进一步提高,同时减轻发动机的重量。三菱重工是在去年宣布它实现了1600摄氏度的涡轮前温度,创下了发电站中发电用发动机的最高涡轮前温度纪录。另外,日本以前披露过的发动机研究成果包括单晶转子叶片、采用陶瓷基复合材料的静子叶片和一种先进的燃烧室。防卫省在预算要求中提出的该战斗机发动机研制经费是172亿日元,其中2013财年需要45亿日元。该项目将持续到2017财年,其中测试工作——这可能意味着验证机运转试验——将从2015财年开始。一些工业界管理人员认为,如果日本对六代机的要求被合并到美国六代机项目之中,日本将不再需要上述它自己的战斗机发动机。但是,通过研制这样一种发动机,在美日双方不能达成协议的情况下,日本将拥有用自己的发动机配装自己的F-3战斗机的自由;即使达成了协议,日本该发动机验证机的技术可能也对美国有用。由于日本已经放宽了其武器出口限制,因此日本参加美国六代机项目是可能的。

  按照日本航空自卫队的要求,未来战斗机需要具备首先发现、首先攻击、首先摧毁的能力。因此ATD-X项目论证过程中非常重视超机动能力,对其飞行控制系统提出很高的要求。但作为一款技术验证型号,ATD-X距离真正的战斗机仍有相当大的差距。它的尺寸仅相当于轻型战斗机,还采取双座布局,机体内部没有内置弹仓的空间,而外挂武器又会严重影响隐形效果。同时该机机头空间过于狭小,也无法安装大功率雷达,因此ATD-X基本不具备实战能力。

结构特点研制历程结构特点

[据美国《航空周刊与空间技术》网站2012年10月22日报道]

  《航空周刊》称,日本防卫省直属的技术研究本部将在2015年试飞由三菱公司制造的ATD-X隐形战斗机验证机。ATD-X大小同瑞典“鹰狮”战斗机相近,采用电传飞控系统和新的由石川岛播磨公司制造的XF5-1发动机。它将用以测试一系列的先进技术,为日本于2030左右服役的F-3战机铺路。

ATD-X的架构大体上为双发动机、向量喷嘴、双垂直尾翼的机体。为了降低雷达反射截面积,机体形状使用了不平整的表面以及带有圆角的设计。至于匿踪性方面,测试结果为在雷达画面上约在中型鸟类以下,飞虫以上。

根据《航空周刊》看到的官方文件,日本石川岛播磨重工业公司将开发一种推力达到15吨力的发动机技术验证机。这样如果F-3采用双发布局,它将是一种比美国F/A-18E/F更大的、昂贵的战斗机。F-3似乎应当是双发的,因为只配装一台推力为15吨力发动机的战斗机尺寸有限,基本不适合用来取代F-15J。日本已经讨论了研制这样一种发动机的规划,但没有披露该发动机推力具体多大以及制造全尺寸验证机的目的。《航空周刊》在去年2月14日曾报道日本工业界披露了一种发动机示意图,其总体结构类似于F-22战斗机使用的F119,采用了一套复杂精密的进口导向叶片来破坏雷达波反射。在2013财年的预算要求中,防卫省已提供了该发动机的3个模块——风扇、高压段和低压涡轮的示意图。该发动机项目的目的是制造出一台迎风面积很小的涡扇发动机。日本公布的图片中显示了小的迎风面积和适当的涵道比,这种设计有助于实现不开加力的超声速飞行。因此,高达15吨级的推力必定是指最大推力,不过日本没有公布最大不加力推力。

  有分析认为,就算ATD-X能在2015年首飞,何时能研制出真正的隐形战机仍是未知数。ATD-X项目早在2006年就推出全尺寸模型,日本原计划于2008年末结束该项目,但整个工程进度一拖再拖,直到2012年3月,三菱重工才开工组装首架原型机。《航空周刊》认为,日本可能对ATD-X的研制花费过于乐观。通常验证机的开销要占整个项目成本的10%。ATD-X的成本预计为771亿日元,发动机开发成本为147亿日元,隐形设计和系统集成各占70亿和134亿日元。▲(魏云峰)

原型机的制造预订在2010年开始,并预订2014年首飞。因此防卫省在2007年8月10日提出从2008年开始后5年左右达到首飞的计划书,并向国会要求157亿日圆的开发预算。同年12月5日开发计划通过,开发时间从平成20年开始,包含飞行试验预订6年,6年预算总额466亿日圆,并预计在2011年首次飞行。08年1月进行预算审核时仅通过70亿400万日圆,只有开发预算的一半以下,但在2010年递交了232亿的预算申请书。

不过,隐身技术可能成为美日合作的障碍,而美国在发展六代机时,在隐身技术方面不太可能需要日本的多少帮助。不过,日本正在寻求发展“反射压制”,该技术明显与隐身外形和材料不同,但日本没有披露细节,只表示这项与电磁学有关的工作将在2019年进行评估。防卫省技术研究本部还从2010财年开始实施总预算25亿日元的“内埋武器空气动力学”研究项目,很明显是对从内埋弹舱投放炸弹和导弹进行研究。现在它为进一步的研究工作申请了38亿日元,其工作内容包括制造一套工程试验台。除此之外,技术研究本部和日本工业界正在发展采用保形承载天线的传感器,以及机载定向能武器和先进航电设备。防卫省在其2013财年预算要求中提出了将天线集成到飞机蒙皮的研究项目,计划在2013-2016财年实施,预计共需16亿日元。这些天线可能是电子支援设备天线。防卫省打算继续发展日本的电子战技术,并保护日本在这一领域的独立自主能力。日本正在为其F-15J战斗机制造新的电子战系统,而电子战系统开发活动也必将是防卫省所说的“全向监视和干扰系统”开发工作的一部分。

日本防卫省技术研究本部称之为“先进技术验证机”,专用于日本新一代战斗机先进技术的实际飞行、技术验证的机体。

日本六代机将编号为F-3。目前,日本防卫省计划在2016-2017年启动F-3项目,首架原型机将在2024-2025年首飞,2027年左右投入批生产,2030-2035年开始取代F-2战斗机,2035-2040年还可能开始取代F-15J战斗机。美国海军和空军的六代机也将在2030-2035年服役。日本的官员们希望F-3是一种单座型机。日本三菱重工业公司正在制造一种机体较小的技术验证机,即ATD-X“心神”。按照防卫省的计划,首架“心神”将在日本的2014财年首飞。F-3战斗机很可能也由三菱重工制造,目前防卫省计划生产大约200架。两年之前,防卫省曾经披露了名为i3的未来战斗机计划,并打算为该机采用一系列的先进技术。不过有些人认为,日本只是想把这些先进技术用于美国六代机,以便在美国六代机项目中占有份额。另外,防卫省的F-3计划显然与日本工业界在2010年宣布的战斗机发展路线图吻合,根据该路线图,日本应生产进口战斗机直至2028年。现在日本已选择F-35作为F-4EJ改的替换机,并决定采购42架,但日本参与该机的生产工作并不能持续到2028年。不过日本有可能采购更多的F-35,以便在使用F-3来取代F-15J之前先取代部分F-15J。

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