【葬身海啸的“混血战隼”】 战隼350
今年3月的日本特大灾害造成惨重损失,其中自卫队宫城县松岛航空基地的28架军用飞机不及转移,瞬间被海啸吞没,部分战斗机冲撞到机库墙壁上,携带的导弹也丢落海中。尽管海水逐渐退却,航空基地也开始清理,但这28架军用飞机可能因结构损伤和海水侵蚀,已无法使用,尤其令航空自卫队痛心的就是18架F-2支援战斗机。
曲折的诞生之路
二战战败后,日本原本比较先进的军用航空工业一度被美国完全肢解,基本丧失了研制军机的能力。虽然有美国的军事庇护,但日本国内某些势力却不甘心丧失军用航空工业,利用美苏冷战局势,多方奔走,使美国允许日本引进美国军机制造技术,在日本国内先后组装生产F-86F、F-104J、F-4CJ和F-15J战斗机,并在此基础上自行研制了T-1、T-2、T-4教练机和F-1支援战斗机,日本军用航空工业也逐渐在技术上恢复了元气。
20世纪80年代中期,日本评估周边局势,认为F-4CJ和F-15J战斗机基本能取得对周边国家的空中优势,但对抗海上的进攻并不乐观,特别是当时的苏联远东航空兵和太平洋舰队实力强劲,日本迫切需要一种能够携带先进空对面武器的战机。日本防卫厅(现已升级成防卫省)由此启动FS-X计划,以取代攻击能力有限的F-1。但美国不希望日本能够自行研制先进战斗机,尤其不允许日本在军事技术上脱离美国监管,故向日本推出了三种方案:F-16、F/A-18和F-15E,要求日本只能选择一种加以改进。
F-15E作为美军当时最先进的双重任务战斗机,日本已可制造原型F-15J,因此一度动心,但美国认为“攻击力过强”,当即否决,日本只好妥协,同意在F-16 Block40基础上研发FS-X,但提出硬性指标:反舰导弹的最大携载量必须达到4枚,必须能携带2~4枚中距空空导弹,必须能全天候作战,使用先进电子战系统,执行反舰任务时战斗半径不低于450海里(834千米)。
由于F-16在三种方案中基础最薄弱,为了尽量提高性能并验证本国新技术,日本极力想加进“独到设想”,因而设计方案多次更改,经费预算不断增加,最终估计达计划之初的6倍。1995年10月7日,首批4架原型样机试飞,命名为F-2支援战斗机。1995年12月批准生产130架(83架单座F-2A和47架双座F-2B),但之后不断遇到技术难题和经费削减,最终订单不过98架,目前仅完成70余架。17-2单机造价更超过120亿日元(约1.1亿美元),不逊于战斗力强得多的配备齐全的最新型F-15,故F-2当时被讽刺为“史上最贵的战斗机”。据说日本航空自卫队曾经对F-2全面评估,结论令人沮丧:F-2是所有第三代战斗机中性价比最差的。
美日技术混血儿
性价比差不等于技术落后,由于是在F-16C/D基础上打造,F-2继承了F-16战斗机的翼身融合、放宽静稳定度、电传操纵、大边条翼、前缘襟翼、抗过载座舱等先进技术。同时,日本希望更多采用自行研发的新技术,如整体成型全复合材料机翼、雷达吸波材料等。
F-2的气动布局与F-16战斗机基本相同,但重新设计了机翼,加大了翼展,增大了机翼面积,加长机身及雷达罩,缩短尾喷管。这些改动都有针对性目标:机翼重新设计和机身加长,可增加燃油内载量,从而加大航程;改变机头形状,可以换装日本自行研制的有源相控阵雷达和电子战系统;缩短尾喷管,同时强化动力,还在主翼前缘和其它部位使用了吸波材料,提高了隐身性;增设的减速伞可减小着陆距离;增加腹鳍可提高操纵性能。
第三代先进战斗机已越来越多地采用复合材料,但整体成型的全复合材料机翼却是F-2的首创。这种整体成型技术就是在自动调温炉内将制造机翼的复合材料进行一体化成型加工,使得机翼部件表面光滑无缝,有利于减小气流干扰和阻力,改善气动性能。这项技术的采用表明当时日本的复合材料及加工技术处于世界先进水平,以致后来被美国要求转让,对美国新一代隐形战机贡献不小。
F-2也采取了一些隐身措施,主要是在机翼前缘和发动机进气口等主要反射雷达波的部位使用雷达吸波材料,沿用了F-16C/D的翼身融合布局,增加了复合材料用量,其总重约占飞机结构重量的18%。采取这些措施后,F-2的正面雷达反射截面积(Rcs)从F-16C/D的3~5平方米下降到1-2平方米。
日本从20世纪70年代末开始研究随控布局技术,成果应用到了F-2上。随控布局技术是指利用各种飞行状态传感器发出的指令信号,操纵设备控制面偏转,使飞机总体气动重新分布的技术,目的是充分发挥控制系统的潜能,提高可操纵性和机动性。据称,F-2采用控制增益、放宽静稳定度、机动载荷控超、偏航消除和机动增强等随控布局技术,能在不剧烈改变飞行方向的前提下瞬时改变机头指向,高速最小回旋半径1600米(F-16C/DBlock40要4000米以上)。
F-2最大的看点是先进的航空电子设备,装备了日本自研的J/APG-1有源相控阵雷达,是世界上最早装备此类雷达的战斗机。J/APG-1火控雷达天线由800多个高功率发射/接收模块(T/R)组成,通过计算机对电磁波的相位控制,可快速运转和变换波束探测方向,取消了天线机械转动扫描,因而探测精度更高。该机的主仪表板由1个液晶平视显示器、3个多功能彩色液晶显示器(还有1个小型辅助彩色液晶显示器)和正前方控制板组成,方便飞行员获取综合信息。
总之,经过一番美日先进技术综合,F-2成为兼顾超视距空战和对面火力支援的多用途战斗机,空重12000千克,最大起飞重量22100千克,最大机内载油量(单座F-2A)3602千克。最大平飞速度约2.0马赫,巡航速度960千米/时,最大爬升率125米/秒,实用升限17500米,转场航程约4000千米,作战半径大于800千米。机载主动相控阵雷达对海上驱逐舰目标的探测距离为148~185千米,对典型空中目标(Rcs为3平方米)的探测距离约65千米。可同时跟踪10个以上目标。
尖牙俐齿
根据日本最初设计要求,F-2携带4枚反舰导弹、2枚空空导弹和2个副油箱的状态下,在17-15DJ掩护下执行对海攻击任务,因此其虽然能依靠1门6管20毫米航炮和若干火箭弹、227/340千克红外/电视制导炸弹,执行对地近距支援任务,但其主力武器还是日本自制的反舰导弹和空空导弹。
AAM-3近距空空导弹也称90式,气动布局与美国AIM-9L“响尾蛇”相似,但其前翼的根部前缘有尖锐的“狗牙”边条,作用主要是为了 减小激波对导弹前翼的影响,改善操纵效率和机动过载性能。该弹最大射程8千米,配备双波段红外导引头和激光近炸引信,高爆破片战斗部重15千克,具有全轴向攻击能力,性能比美国AIM-9L有了较大辐度的提高。
AAM-4中距空空导弹也称93式,气动布局类似美国AIM-7F“麻雀”,最大射程100千米(但普遍认为其有效射程很难超过50千米),最大速度4马赫,采用红外/主动雷达双模制导方式和近炸/触发引信,具备较强的抗干扰能力,高爆战斗部重达40千克,足以摧毁任何飞行器。该导弹在总体性能上属于国际第四代中距空空导弹,但由于造价和系统整合问题,服役前景不容乐观,故17-2经常挂载已过时的第三代中距空空导弹AIM-7F。
AAM-5近距空空导弹也是近年披露的先进型号,其布局类似德国IRIS-T,但弹体更细长,能在保持近界性能的同时尽量增加射程(约20公里)。该导弹装备环形激光陀螺和红外成像导引头,具备发射前和发射后自由选择锁定时机的功能,可以对目标全轴向攻击。但同样出于经济和技术原因。AAM-5迟迟无法服役。
日本空射反舰导弹的发展由来已久,自70年代末先后研制成功ASM-I和ASM-1C空舰导弹,巡航速度0.9马赫,最大射程50~65千米。而随着F-2服役,配套ASM-2空舰导弹(也称93式)在1995年装备自卫队。ASM-2可以说是美国“鱼叉”反舰导弹的增强型号,巡航速度为0.9马赫,小型涡喷发动机使其射程达150千米,采用同类装备少见的“惯导+红外成像末制导”,具备极高的攻击精度和抗干扰性能,据称还衍生了反辐射导弹(强调“对海支援防卫”的17-2却企图装备对陆纵深压制的反辐射导弹,实在耐人寻味)。
此外,披露照片显示F-2曾携带ASM-3空射反舰导弹试验。ASM-3反舰导弹是日本第一种超音速反舰导弹,很可能采用“高空突防+末端大角度俯冲”的攻击弹道,因而最大速度可能达到5马赫,恰好针对一般舰载近防武器系统盲区。而英国《简氏导弹与火箭》宣称ASM-3使用双冲压发动机,计划在2010~2015年间投入使用。虽然这种新型导弹对于舰载防空系统日趋完备的中国海军来讲,并不难防备,但这无疑令海战场环境更加复杂,也可体现日本军事力量逐渐增强的进攻性特征。
光环下的啊影
F-2集成了如此之多的先进技术,却长期不被人看好,主要是日本某些航空基础技术不过关和过度追求新技术的恶果,也直接导致了装备价格高不可攀。
复合材料机翼可以通过运用气动弹性剪裁设计(如用一层层纤维的不同走向),优化机翼力学性能,提高机翼气动效果和飞机操纵效率。但日本贸然在F-2上使用共型固化整体复合材料机翼,由于是新技术初期应用,当时不但没能完美地收获最佳效果,反而飞行时还不如普通机翼稳定,尤其在挂空舰导弹时为防止颤振,最大飞行速度和飞行包线都要受到严格限制。在原型机试飞过程中,一架F-2出现机翼断裂事故,导致服役时间推迟了至少一年。
F-2的J/APG-1有源相控阵雷达理论上具备探测距离远、精度高、反应灵敏、空空,空面综合功能强、体积/重量压力较小等优点。但由于新技术可靠性不佳,以致F-2服役之初雷达探测距离很不稳定,甚至出现“突然失明”,令日本航空自卫队苦恼不堪,雷达直到2005年左右才基本可靠,但此时对比换装相控阵雷达的美国F-16E/F已毫无优势,被日本视为假想敌的中俄等国的机载相控阵雷达技术也已经踏踏实实地获得突破。
2007~2009年,F-2至少发生三次起飞,着陆过程中突然偏离跑道,甚至操纵杆折断、飞机坠毁的事故。主要原因有:其一,受限于日本国土狭小、人口密集,日本境内难以设置靶场为F-2提供实弹训练,只能每年有限次数转场到美国关岛空军基地,在太平洋海域进行演练(据说ASM-3空舰导弹研制过程中曾到澳大利亚荒漠试验),其余时间一直是使用训练弹或通过计算机模拟演练,加上日本财政压力影响,飞行员训练水平提高不易;其二,日本二战后从来没有能完全自主地制造战斗机,往往要采用美国核心部件或在美国指导下组装生产(F-2包括发动机在内的相当部分零件由美国厂家制造),日本没能建立起完善的科研体系(包括各种基础试验设施和零件配套厂),对于很多“不起眼”的航空技术细节缺乏直观认识,导致研制出来的先进武器成了可靠性不佳的“高科技组装”。
据日本媒体报道,今年3月11日的9级强震引发海啸后,日本东北部宫城县松岛航空自卫队基地受到可怕海啸侵袭,建筑物2楼以下都浸泡在海水中,有18架F-2、6架T-4练习机、4架UH-60直升机被淹没。由于腐蚀性海水浸泡,导致其核心机载设备受到致命侵蚀,机体结构损害,部分甚至全部战机都有可能直接报废,由此导致的不仅仅是经济损失。
这批F-2支援战斗机担负着日本北部空域和航线的安全保障任务,因此此次损失无疑会使装备更新不力、训练情况不佳的日本航空自卫队再度遭受重挫,甚至导致日本北方防空体系“暂时失能”,严重威胁国家安全。另一方面,这次损失的全部属于双座型F-2B,截止2008年F-2B总共只装备了33架,承担着F-2机队的高级战术训练任务,此次海啸使F-2机队损失大半训练平台,必然将严重影响F-2乃至日本航空自卫队整体的训练计划,甚至一定程度上会动摇F-2在日本防空体系内的地位。
何时梦酲
日本航空自卫队在东亚地区最先装备第三代战斗机和预警机,一度在东亚天空不可一世,但随着周边国家装备技术提升,日本却受限于美国政治技术控制、自身财政压力和军工科研体系不完善,只能坐视曾经先进的F-15J老化过时。在引进第四代隐身战机F-22的希望破灭,短期内又无法接收F-35的现状下,日本被迫在2007年和2010年反复鼓噪“重启F-2生产线”,但即使如此,航空自卫队战斗力也未必能大幅提升。
遗憾的是,日本过于膨胀的抱负和“危机感”使其没能认清现实,近年又“强行上马”本国第四代隐形战斗机“心神”项目,号称具备所谓F3,即“首先发现(FirstLook)”、“首先攻击(FirstShoot)”和“首先摧毁(FirstKill)”能力。但无论从披露的技术指标(起飞重量不过8吨),还是外界对日本航空基础技术的观察来看,“心神”的前途实在堪忧,或者只是“力争进口F_22”“提振国民士气”的噱头而已。总之,但愿日本早日梦醒,成为真正捍卫和平的力量。
