福布斯12/15刊發撰稿人Sebastien Roblin的文章,介紹日本三菱重工公司作為日本防衛省開發計劃的承包商,在洛克希德公司的支援下,將要著手的開發價值480億美元的F-X隱身戰機,並分析這一計劃的一些技術追求和開發途徑。
上週,《日本經濟新聞》披露了東京雄心勃勃的第六代F-X隱形戰鬥機國產化計劃的新細節,該計劃旨在能夠阻擋中國日益強大的空軍,估計計劃成本超過5萬億日元(480億美元)。
開發時間表預計在2024年建造原型機,2028年進行首飛。F-X(有時也被稱為F-3)的批次生產,將於2031年開始,2035年開始服役。日本航空自衛隊將採購約90架這款先進的隱形戰鬥機。
雙發F-X將整合先進技術,包括遠端無人機控制能力、VR風格的頭盔式顯示器,以及可作為微波武器炸燬敵方導彈的雷達。它將被設計成能與日本和美軍交換感測器資料,並至少能容納6枚內藏武器,包括空對地和反艦導彈,當然,空對空依然會是其主要任務。
不過,日本在國產隱形戰機上並不是完全單打獨鬥。東京在12月確認,美國隱形噴氣機制造商洛克希德-馬丁公司,將成為其主要的國際合作夥伴。而日本工程師還希望諾斯羅普-格魯曼公司和英國國防巨頭BAE公司的投入,如果他們願意的話。
洛克希德、BAE或諾斯羅普-格魯曼公司的技術轉讓,能有助於縮短F-X的研製週期,利用計算機模擬能力的敏捷研製方法也可能縮短週期。
背景:日本對中國空軍感到擔憂
在過去的十年裡,隨著中國的軍事航空力量不僅在數量上超過日本,目前中日作戰飛機的比例約為6:1,而且在一些質量指標上也超過了日本航空自衛隊,因為北京部署了隱身飛機,並將越來越多的冷戰時期的噴氣式飛機替換為像殲-10和殲-11B這樣能力強大的4.5代多用途戰鬥機,這一情況讓東京的不安情緒日益增強。
此外,中國和俄羅斯的戰鬥機和轟炸機在日本領空周圍持續進行了極為頻繁的探測,有可能超過日本航空自衛隊應對每次侵犯的能力。這些都導致了太平洋上空的緊張交鋒,包括2019年因爭議島嶼發生的四方空中對峙,而且,韓國軍方也參與進來,需要日本額外的應對。
這些情況使東京渴望獲得下一代空中優勢戰鬥機,以在2030年代取代其97架F-16衍生的F-2戰鬥機,以及目前正在退役的大約200架F-15J中的老舊機體。
日本正在採購大約142架洛克希德公司的F-35A和F-35B"閃電"隱形戰鬥機(主要在日本組裝),但它們並不是完美的替代品,因為它們更多的是針對打擊作用而不是空中優勢進行最佳化。而且,東京從上世紀90年代開始想要的空對空隱身戰機F-22,現在已經不再生產。2018年,東京曾考慮向洛克希德公司訂購F-22/F-35混合型噴氣式飛機,結果卻發現成本過高。
這意味著F-X將是日本繼1975年首飛的三菱F-1戰鬥機之後,近半個世紀以來第一款真正意義上的國產噴氣式飛機設計。
鑑於專案總成本估計為480億美元,東京願意為每架90架F-X噴氣機支付相當於5億多美元的費用,而不是購買兩三倍的F-35或名義上的F-22/-35混合型飛機。但日本的自衛隊受制於人員而非資金,F-X可能比F-35和競爭對手中國和俄羅斯的隱身戰機領先一代。
也許更重要的是,花在F-X上的錢不僅大部分能迴圈到日本企業,而且可以使日本變成一個一流的軍事航天大國,不再那麼依賴美國企業和出口政策。
由於日本在2014年放寬了對武器出口的限制,東京可能會尋求出口F-X,以賺回部分成本。當然,如果它能找到一個被認為足夠值得信賴的志同道合的夥伴國家,比如說澳大利亞,並且能夠承受日本國防產品的溢價。
F-X技術和公司
雖然日本首屈一指的防務製造商三菱重工不出所料地成為該計劃的主導者,但這筆鉅額支出將廣泛分佈在一千多家日本公司。
據悉,F-X的設計概念採用電驅動控制面(液壓系統太過笨重,維護成本高)、光纖飛行控制系統(或稱"光飛")、蛇形進氣道以減少雷達截面和熱訊號。其他旨在使F-X更隱身的措施,包括電磁波吸收器、超材料應用和使用電離氣體(等離子體隱身)來減少雷達截面。
為了減輕重量,將採用熱防護罩和複合材料製成的一體化粘結結構,使F-X能夠飛出相當遠的距離,以便從日本中部島嶼靈活地駐紮。
同時,石川島播磨重工業公司自2018年以來一直在測試噴氣式飛機的XF9-1低旁通渦輪風扇發動機。這些發動機採用了奇異的材料,以縮小尺寸,並將耐熱性提高到1800℃。XF-9-1的推力可達12美噸,或帶後燃器的推力可達16.5噸,略低於F-22猛禽上的F119發動機。然而,XF9-1更纖細,每臺發動機產生的能量為180千瓦,累計能量能超過任何美國戰鬥機。
日本還一直在測試XF9-1的推力向量噴管,這可以使其進行極其緊湊的機動。美國的F-22和俄羅斯的蘇-30和蘇-35噴氣機,都採用了推力向量技術,中國也一直在測試其殲-10和殲-20戰鬥機的推力向量發動機。
電子製造商東芝和富士通集團,將率先開發F-X的鎵氮AESA雷達,該雷達也可作為微波武器對來襲導彈進行供電。這款雷達將輔以紅外感測器和電磁感測器(ESM)。
三菱電機將專注於任務系統和電子戰能力,特別是自衛干擾。日本還研究了名為"戰鬥機綜合火控"(Integrated Fire Control for Fighters,IFCF)的高速資料鏈路技術,這一技術能讓日本(也可能是美國)戰鬥機將感測器和導彈瞄準能力集中在一起,提高可視範圍以外導彈的精度。
斯巴魯將開發F-X著陸系統。儘管斯巴魯作為一家汽車製造商更為人所知,不過它的航空航天部門為波音777客機制造機翼和起落架部件。每架F-X噴氣機將能夠控制多達3架"忠誠的僚機"式無人機,使用一種名為"戰鬥支援無人機"的共享基本設計:它既可以裝備成感測器/偵察平臺,也可以裝備成攜帶武器的導彈騾子。這兩種無人機都可以提高F-X的進攻能力,同時大大減少有人機受到敵人攻擊的機會。
日本-防衛-回顧
洛克希德-馬丁公司將向三菱公司提供機體設計和系統整合方面的技術支援。前者幾乎毫無疑問將涉及洛克希德-馬丁公司開發的雷達吸收材料的諮詢,以及該公司為減少F-22和F-35戰鬥機的雷達截面而採用的其他技術。但是,系統整合也是一個大問題,因為由於F-35同時開發的子系統的不斷髮展,這被證明是F-35開發過程中的一個令人煩惱的挑戰。
日本還希望在諾斯羅普-格魯曼公司NOC-0.9%的公司裡採風,特別是在感測器和網路化戰爭技術方面,這些技術在格魯曼公司的"超級大黃蜂"噴氣式飛機、E-2D"先進鷹眼"空中預警和控制飛機以及F-35的分散式孔徑系統多感測器中都很突出。
東京還表示希望從BAE公司獲得設計方面的意見,特別是著眼於電子戰/自衛干擾。BAE是F-35"閃電"的AN/ASQ-239電子戰套件的製造者。
中等大國領跑第六代隱身噴氣式飛機市場
在短短几年內,柏林/巴黎、倫敦和東京都切實地致力於發展國產隱形噴氣機,儘管有人預測巨大的價格(400多億美元)會使他們望而卻步。可以說,這些國家的動機與軍事考慮一樣,都是出於經濟和政治的考慮。
東京最初在2018年對國產隱形噴氣機的價格表示懷疑,然後在替代方案的缺點越來越明顯時決定致力於這條道路。在英國,英國國防預算根本缺乏與官方對"暴風雪"隱形噴氣機專案熱情相匹配的資金--只是今年11月的國防支出法案為其送來了更多資金。而柏林、巴黎和馬德里對其未來作戰航空系統(結合無人機和下一代戰鬥機)的投入早已顯而易見。
這些方案揭示了美國許多盟國的國防部已經得出了兩點結論:第一,由於中國和俄羅斯的地對空導彈和作戰飛機的能力不斷增強,至少在21世紀中葉之前,有人駕駛的隱形戰鬥機(有忠誠的僚機支援)仍將是決定性和必要的武器系統。
而其次,為了保留獨立的軍事航空工業基地,需要在國內發展昂貴的這種戰鬥機,以免這些國家對美國公司產生依賴,聽從華盛頓的擺佈。