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防卫省乱象下的日本五代机迷雾

2018-04-16王宏亮

航空知识 2017年11期
关键词:心神战斗机稻田

王宏亮

位于东京新宿区市谷的防卫省大楼最近炸了锅,即便是旁边喧嚣的新宿商圈恐怕都没这里热闹。

从7月28日稻田朋美辞职开始,日本的防卫大臣仅仅一个月内就换了男男女女三副面孔。似乎还嫌不够乱,9月6日,一名41岁的防卫省职员又因曾在办公楼内偷走多达17台电脑而被捕,偷盗物品价值136万日元,其偷盗行为更导致防卫省损失数千万日元,而作案者须田克敬偷盗的理由仅仅是为了“生活和享乐”。

如此狗血的剧情在防卫省内竟然并非个案。早在2012年10月,防卫省一名文职干部就曾潜入岐阜县大佐野町的一户居民家里,预谋大肆盗取女性内衣未遂。

这就是一个所谓“追求正常”的大国的“国防部”,连自己办公室内的小偷都防不住,竟然还要担负保卫日本、保卫大和民族,并应对“周边”事态的重任——防卫省内部管理的混乱可见一斑。

当然,刚辞职的稻田朋美与她的前任和继任大臣们肯定难辞其咎。稻田入主防卫省只有不到一年,却并不算是个“短命”大臣。自从2007年防卫厅升级为“省”后,10年来竟然走马灯似的换了17任防卫大臣,任期最长的也没超过两年,稻田之前的上一位女性防卫大臣小池百合子仅仅上任一个月就因内部权斗下台。而作为外界热炒的所谓“安倍接班人”,暂时失业的稻田朋美恐怕也不会再回到自己很熟悉的家庭主妇岗位上去,她那偏执的极右翼政治幻梦不会允许,而她那参股41家上市公司,掌握巨额财富与政商资源的夫家也不会允许。

值得注意的是,防卫省10年来的乱象似乎只是一场无关痛痒的肥皂剧。除了短命的鸠山内阁外,10年来以安倍晋三为代表的日本右翼政客在防务政策上的“正常化”、“走出去”、“联美制华”三大方针从未停止前进的脚步。在这一过程中,连“脸熟”都很难混到的众防卫大臣们即便不是个橡皮图章,也至多只能算个执行官僚。

因此,像稻田朋美这样因为受《产经新闻》的右翼文章感染而从政,视力良好却喜欢戴黑框眼镜,穿鱼网丝袜,对武器装备还不及网民熟悉,甚至在香格里拉论坛上当众自夸“与法国和澳大利亚防长一样漂亮”的57岁妇女才能成为这个“非正常大国”的防务一把手。

女“防长”力挺国货

曾经的防卫大臣稻田朋美任内一年,除了被“局座”调侃,并由此引发东瀛网民热议的女性身份和外貌外,媒体更多地关注于其缺乏基本理性思维和知识根基的盲目右翼言行——尽管稻田曾就读于以左派氛围浓厚著称的早稻田大学。

而在具体的防卫政策推进和执行方面,稻田朋美建树不多,并一直饱受外界对其“不专业,连自己管辖的飞机军舰都不认识”等类似批评。

也许是为了证明自己还是认识战斗机的,或者是想为自己的专业素养充充电,稻田曾经在去年12月来到日本国产第五代战斗机“心神”的测试地岐阜基地视察,视察期间稻田还坐进了“心神”的座舱,并强调:“心神”对日本未来拥有独立研发战机的能力极为重要。

看来这次“走基层”的效果不错,稻田防相这句话貌似够专业。

在近年来亚太各国对五代机的追逐浪潮中,日本是比较特殊的。它也许不具备像美国、俄罗斯和中国那样的独立研发能力,却也并不甘心扮演印度、韩国或澳大利亚式的“提款机”角色。与第二类“选手”不同,日本航空工业辉煌过,在活塞时代,日本曾经研制出“零战”、“疾风”等世界一流战斗机。当喷气时代初现曙光时,日本也不甘落后的赶制出“橘花”与“火龙”喷气战斗机。

但一切就此打住,作为一个没有战争权的战败国,1945年后的日本被剥夺了独立发展军工的权利。整个冷战时期,原本基础雄厚的日本航空工业只研制出F-1这一款不算先进的战斗轰炸机。近半个世纪的技术断层让日本与美苏差距越来越大,当1984年在经济上重新崛起的日本試图独立研制FS-X下一代战斗机时,其最终结果却只是一个被戏谑为“山寨F-16”,且价高质次的F-2。不过从该机被命名为“平成零战”来看,日本航空工业渴望重现二战辉煌的野心却不曾泯灭。

外界通常认为,日本的第五代战斗机计划是受到日益紧张的中日关系,以及中国从俄罗斯引进苏-35并自研歼20的压迫使然。其实,即便中日关系走势良好,即便中国没有自己的五代机计划,日本早已陈旧不堪的F-15J机群也已到了服役生涯末期。在此情况下,航空自卫队考虑下一代战斗机的选型并不值得过度解读。“不差钱儿”并渴望借机“偷师”的日本先是将目标锁定为F-22,被美国拒绝后,最终只得不情愿的决定采购F-35。

而正当日本下一代战斗机选型似乎尘埃落定时,早已被人遗忘的日本国产五代机“心神”却又在2014年突然出现在公众面前,日本方面随后又透漏了一个更加惊人的计划——外形酷似YF-23的F-3战斗机……

三心二意的五代机研发

2014年7月12日,日本电视台突然公开了ATD-X“心神”隐身技术验证机的最新进展。视频画面中,一架编号001的新型战斗机驶出厂房,该机明显采用了隐身设计,并刷涂与日本国旗一样颜色的红白涂装。

ATD-X意为“先进技术验证机项目X”,研发单位是日本防卫省技术研究本部,项目主承包商为三菱重工业公司。该项目始于2000年,此后一直处于秘密研发状态。2005年11月,在东京的一个航空技术研究会上,人们首次看到了1比32的ATD-X模型。第二年春天,一个1比5大小的ATD-X模型进行了首次飞行试验。2006年5月,日本防卫厅公开了ATD-X全尺寸雷达反射截面积(RCS)测试模型照片,随后宣布将于2010年以此为基础研制先进技术验证机“心神”。

2007年8月,日本一家媒体首次公开了拥有机体、发动机、推力矢量装置的ATD-X缩比模型,该模型总共制造了4架,其飞行试验在北海道大树町多目的航空公园进行。从当年9月至11月,ATD-X模型机共进行了40架次飞行试验,以确认高机动性条件下的飞控系统性能。试验结束后,防卫省要求将此前分散进行的各项先进技术研究统一在该验证机名目下。

2007年8月10日,防卫省提出到2013年实现ATD-X首飞的计划书,并向国会要求157亿日元开发预算。同年12月5日开发计划通过,开发时间从2008年开始,包含飞行试验预订6年,此阶段预算总额466亿日元。

然而,随着日本在五代机选型与采购问题上的一再摇摆,ATD-X的后续研发工作明显滞后。直到2012年3月27日,三菱重工才开始在名古屋航空航天系统制造所的爱知县飞岛工厂组装第一架ATD-X全尺寸验证机。整个工程项目由日本最大的三家国防承包商分享,牵头的三菱重工负责机体制造和全机组装,富士重工生产机翼,川崎重工制造驾驶舱。生产和组装工作持续了约一年,在2013年的组装完成仪式上,三菱重工发言人表示,该机将在今后10年逐步取代其生产的F-2和F-15J战斗机,与从美国订购的F-35战斗机搭档使用。

2014年4月15日,既是时任又是现任防卫大臣的小野寺五典表示,计划2014年实现ATD-X首飞。然而,就在7月份的亮相吸引全球目光之后仅一个月,日本方面又决定把试飞推至2015年1月,这个节点同样没保住,直到去年4月“心神”才终于完成首飞。此前日本防卫装备厅还将该战机的项目名称由ATD-X改为X-2。

“拿来主义”设计

从公开的视频画面看,“心神”验证机与歼20、F-22等其他国家的五代机有明显不同,“心神”似乎没有弹舱,机腹空间非常狭小,机头尺寸也不大,看来的确只是一款技术验证机,不具备未来列装服役的可能。

公开亮相的“心神”验证机全长约14米,翼展9米。该机的高机动性研究工作由日本防卫厅技术研究本部第三技术开发室完成,此项研究于2000年启动,2008年末结束;而隐身技术研究则由三菱重工自己承担。按照防卫省技术研究本部的说法,作为一款超声速飞机,“心神”的隐身性能测试结果“非常令人满意”,其雷达信号“与一只中等大小的鸟类相当,比一只飞虫略大而已”。上述说法目前无法证实,不过由于该机进气道外唇口没有前掠,因此至少“心神”的进气道绝无采用DSI隐身结构的可能。

该机的设计以隐身为主要原则,采用正常布局,单座、双发。梯形机翼、外倾的双垂尾、机身两侧斜切的菱形进气道均与F-22类似。阶梯式升起的座舱似乎借鉴了苏-27,相对靠前的双垂尾和机翼与F-35“雷同”,后机身两侧的边条和平尾安装方式则继承自F-2。和近30年前的FS-X一样,由于缺乏独立的技术积累,日本战斗机设计依然处在“综合借鉴”阶段。这一方面体现出日本航空工业兼收并蓄的“优点”,另一方面也证明其在战斗机设计上的确缺乏独创精神和技术基础。

“心神”气动外形与F-22的最大区别是类似F-16的气动侧板,这一将主翼和平尾有机结合成一体的装置有效提高了飞机控制效率,同时后端与平尾相接,使得控制效率进一步提高。该气动侧板与进气口外侧伸展出的边条相连接,保证了飞机机身对面积律的要求,结合其进气口设计,说明“心神”非常强调跨声速及超声速性能。

“心神”设计上的另外一个特点是在主翼前缘襟翼内侧有一个闭合锯齿,肉眼平视一般很难注意到这个结构。该设计类似于米格-23主翼前缘的锯齿,可起到类似翼刀的作用,用于控制失速气流的扩展,提高飞机的可控迎角范围。此设计的最大缺点就是凹口会大幅增加飞机迎风面的雷达反射。为此,“心神”的锯齿前端向内收拢与机身相接,形成了一个闭合锯齿结构,挡住了前向雷達波直接进入锯齿内,这也算得上是“心神”为数不多的创新之一。

由于还只是一款技术验证机,因此“心神”的雷达等机载设备选择目前还不清楚。在日方的宣传中,该机使用的光纤飞控系统与智能蒙皮被一再强调。与一般的电传飞控系统相比,光纤飞控的数据传输速度更快,之前在川崎重工的P-1固定翼反潜机上已经有所运用。三菱重工于2011年研制成功的“智能蒙皮”则是由一种新型复合材料制造,可以直接覆盖瓦片式相控阵雷达天线,从而大幅扩展雷达的探测视场。

“心神”缺颗大心脏

一款五代机是否能够达标,发动机至关重要,这在F-22、F-35、T-50和歼20身上已经体现的非常明显。日本的民用汽车发动机研制能力很强,但在航空发动机领域却缺乏技术积累。“心神”技术验证机装备的两台日本国产XF5-1涡扇发动机单台推力49千牛,还不到F-119的156千牛的零头。当然,“心神”还只是一款技术验证机,起飞重量约为8吨,XF5-1发动机的净重也只有644公斤,这么轻的机体并不需要大推力发动机,实际上该机的起飞推重比高达1.25,算是相当不错了。

在XF5-1的技术基础上,日本已研制出其第一款国产高涵道比涡扇发动机F-7-10。后者于2000年开始研制,共花费了200亿日元研制经费,目前在P-1反潜机上服役。其单台推力约59千牛,涵道比为8,具有油耗低、噪声小的特点。不过以F-7-10的推力,装备一款战斗机显然还是远远不够的。石川岛播磨重工业公司正在开发具有150千牛推力的第五代发动机,其原型机将于2020年制造完成,共需花费约400亿日元研制费用。该发动机的压气机和燃烧室很小,其在高压涡轮的静子叶片上将采用碳纤维增强的陶瓷基复合材料,并在转子叶片上采用单晶合金。

本来日本如果要从美国或者欧洲购买成熟的大推力涡扇发动机应该不难,但为了能够在航空动力系统这一国家级战略项目上实现自主,日本不惜投入巨资,并且从开始就定下了很高的技术标准,这必然也面临极大的研制风险,P-1反潜机服役后不断出现的动力系统故障已经证明了这一点。

“心神”的发动机推力矢量技术也极具“验证”色彩。三菱重工的综合飞行/推进控制技术简称为IFPC,其推力矢量喷管区别于俄式的圆截面全向矢量喷管和F-22的矩形二维矢量喷管,而是类似于美德合作的X-31验证机上的三片折流板推力矢量装置,比较特别的是“心神”的矢量折流板带有锯齿,应该是专为隐身性能设计的。“心神”发动机的尾喷管被3块导流叶片在对称位置包围,每块导流叶片的受高温区都包敷着碳化硅面层,且均由单独的作动装置驱动。通过偏转导流叶片来提供俯仰和偏航所需的控制力。其最大偏转角为35度,折流板矢量喷管不能包覆住整个喷流,因而一般情况下只能将气流方向改变15度。

这种推力矢量控制方式的缺点相当明显:首先,导流叶片在同时偏转一定角度时可能发生碰撞,必须在控制软件中做适当优化;其次,折流板内偏5度仅仅10秒后就必须外转10度冷却15秒才能再次使用;最后,导流叶片的偏转角度超过10度时推力将有明显损失。因此,很难相信日本会在未来的国产五代机上真的采用这种推力矢量技术。但如果不用该技术,日本又能用什么?其在推力矢量领域就只有不到10年的技术积累,目前所能达到的最高水平则是美国早在近30年前就验证过的。

山寨YF-23

显然,日本的周边国家对于“心神”的担心有些过度了。防卫省并没有谦虚,“心神”的确只是一款彻头彻尾的技术验证机,且与YF-22或者米格1.42这样划时代的验证机不同,“心神”目前所验证的技术还完全够不上五代标准。无论是气动设计、隐身设计,还是发动机、雷达,“心神”几乎没有一项技术能够达到五代标准,如果在这样的技术验证机基础上研发可装备机型,其最终成果恐怕连四代半都够不上,更遑论与歼20或者T-50这样的重型空优五代机相抗衡。

可就是在这种情况下,日本却已经公开了未来F-3战斗机的设计草图,并将其自欺欺人的定义为所谓“第六代战斗机”。日本为“六代机”定下的性能标准为3I,即“信息化、智能化、快速反应”。小野寺五典表示,防卫省将在2018财年决定F-3战斗机的命运,预计研制费用需要5000至8000亿日元。如果最终确定研发,日本计划在2027年前后开始批量生产“全球第一款六代机”。这不禁让人想起了日本军工另外一项“超越全球一代”的奇葩——10式轻型坦克。

从已公开的设计草图和风洞模型看,F-3几乎与“心神”没有任何关联,该型机的设计明显参考了诺斯罗普YF-23,如集平尾和垂尾功能于一身的V型尾翼、S型进气道、槽沟形尾喷管等,不过F-3的尺寸稍小一些。

钓鱼工程

战后70年来,日本航空自卫队没有任何实战经验,日本航空工业也没有日积月累的独立设计和制造经验,即便有再先进的设计理念也只是无本之木、无源之水。隐身、超声速巡航和超机动是第五代战斗机的特征,但落实到具体技术要求,却绝非拍拍脑袋或者对着公开资料照猫画虎就可以实现的。

就拿“心神”来说,其设计不可避免地需要大量风洞数据,但日本却没有系统的风洞群,只能到别的国家去吹风——如美国和法国。日美和日法关系的确不错,如“心神”全尺寸模型的RCS测试就是在法国完成的,日本去做一般的研究性吹风没有问题,但涉及国家机密的具体设计也依靠外国的风洞就成问题了。首先,日本不会希望外国太清楚日本最新战斗机的能力和关键设计技术;其次,外国也不希望共用风洞导致本国机密技术外泄,所以使用外國风洞必定对双方有很多限制,更何况外国自己也有自己的研究项目需要吹风,到时候谁等谁就再清楚不过了。

从这一点来看,稻田朋美的豪言壮语恐怕也只是貌似专业而已。日本三心二意的的五代机雄心很可能是一种策略。如果日本真想通过“心神”带动本国航空工业的技术升级,应该大力兴建航空基础研究设施,建立风洞群、高空试验台、电磁波测试室等,就像中国在过去几十年里做的那样。但日本却什么也没做,只是组装出一架空有隐身外形的验证机,并对全世界高调宣传,这就不得不让人怀疑其动机。

在五代机问题上,日本最优先的目标肯定是F-22,F-35的水分日本很清楚,且F-35可以在美国与F-22形成高低搭配,日本却不具备如此条件,F-35J必须直面周边邻国的重型空优五代机。然而,美国却因技术保密原因禁售F-22,并全力向日本兜售已经陷入预算黑洞的 F-35。在美国压力下,日本不得不退而求其次。

不甘心的日本此时再提“心神”和F-3计划,其真实目的恐怕也并非要独立研制一款五代机,如果美国出于维持日本军火市场和日美关系的考虑愿意解禁F-22最好,即便不愿意,也可以为波音、洛马或者诺格这些航空巨头开绿灯,以协助设计和技术转让的形式帮日本研制出可与歼20和T-50抗衡的重型五代机——比如日本版的YF-23。而9月5日特朗普在推特上也的确表示美国以后愿意给日本和韩国出售更尖端的武器。

这其实就是当年F-2曾经走过的路,只不过FS-X最初的确想独立研发,而F-3很可能从一开始就是个“钓鱼工程”,如此恐怕也反映出近30年来日本从巅峰滑落的尴尬心态。

责任编辑:武瑾媛

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