不只是「心神不寧」—剖析日本第五代戰鬥機開發中的非技術性困難

2020-12-15 軍機圖

作為一個老牌航空力量強國,日本一直非常注重戰鬥機的裝備更新。但在第五代戰鬥機時代,日本目前的進度卻顯得慢了半拍,不過也並非毫無進展。不久前,日本主要航空工業企業之一的斯巴魯航空航天公司的總裁戶冢正一郎表示,將在宇都宮航空宇宙製造工廠生產日本下一代戰鬥機,並希望能在宇都宮設立研發中心。戶冢正一郎還表示還將在下一代戰鬥機生產中引入數位技術來控制成本,看來這家歷史可以上溯到赫赫有名的中島飛機株式會社的企業對於日本下一代戰鬥機的生產志在必得。然而,戶冢正一郎的願望十有八九會落空,因為目前日本在第五代戰鬥機計劃方面可能遭遇的困難,已經遠遠超出了技術不足這個老問題。

圖註:日本航空愛好者製作的日本下一代戰鬥機CG。無論在官方還是民間,日本對於下一代戰鬥機的關注都非常高,但這並不能加速日本下一代戰鬥機的研發進度

日本的第五代戰鬥機計劃,通常被認為開始於2000年。當時,日本新一代國產戰機F-2開始服役,而F-15J機群無論數量還是質量都在當時東北亞各國家、地區空中力量的第四代戰鬥機中首屈一指,因此當時日本航空自衛隊的作戰飛機總體狀態十分良好。日本希望維持這種對比鄰近國家、地區在空中力量方面具有優勢的局面,同時也關注到蘇-27SK和KF-16這兩種分屬兩個主要競爭對手的新一代機型逐漸成為主力,因此希望能夠通過裝備第五代戰鬥機繼續保持在東北亞的航空作戰力量優勢地位。為研究和積累研發第五代戰鬥機所必須的技術,日本於2000年啟動ATD-X技術驗證機計劃(即後來的X-2「心神」)。但ATD-X項目並不順利,該機早在2005年就公布模型,然而直至2016年才實現首飛。從拖沓的項目進度,不難看出日本在ATD-X項目上出現的技術困難,而考慮到ATD-X的目的是為日本下一代戰鬥機驗證必要技術並積累經驗,不難看出日本的下一代戰鬥機從項目開始之初就出現了嚴重的管理問題,其造成的負面影響甚或比技術開發滯後更加嚴重。

圖註:即便作為一種單純的技術驗證機,ATD-X/X-2的進度也相當拖沓,這體現了日本在第五代戰鬥機項目上的管理混亂和技術上的積累不足

在發展之初,ATD-X被廣泛視為日本對美國方面施壓的一種手段,目的仍然在於迫使美國同意出口F-22。但從二戰後日本的戰鬥機發展路線來看,日本從上世紀70年代起就保持著自行研製與引進成熟機型並舉的方式來確保戰鬥機機隊的更新,因此認為ATD-X項目是針對F-22並沒有什麼根據。而非常具有諷刺意味的是,由於美國直至F-22生產線完全關閉仍未向日本出口F-22戰鬥機,同時卻將主打多用途、在空戰能力與其他任務能力之間產生一定取捨的F-35A推銷給日本,這導致日本寄希望於引進F-22取代F-15J的意願最終落空。雖然F-35A的空戰能力至少不遜色於升級後的F-15J,但相比第五代重型戰鬥機卻也並不佔優勢。因此,日本只能在繼續引進F-35A的同時自行開發類似F-22的新一代戰鬥機,才能滿足其空中力量的需求,這成為了目前日本自行研發第五代戰鬥機的主要動機。從2011年起,日本防衛省先後主導設計了23DMU到26DMU幾個不同的第五代戰鬥機預想方案(DMU即「數字樣機」的縮寫,數字代表方案提出時的平成年份),可見日本的第五代戰鬥機項目一直在持續進行。

圖註:F-35A的到來讓日本航空自衛隊進入了第五代戰鬥機時代,但從日本的實際需求來看,F-35A並非是最合理的選擇,這迫使日本必須自行研製第五代戰鬥機

從目前來看,日本開發第五代戰鬥機存在很多問題。對於日本的第五代戰鬥機開發計劃,外界普遍表示質疑,認為僅憑日本自身的力量開發第五代戰鬥機絕無成功可能。日本的航空技術偏向於生產型而非研髮型,以目前的技術水準來說,日本有能力自行設計生產大型運輸機和第四代戰鬥機,也能夠組裝生產其他國家的機型,這已經超越了多數具有一定航空工業國家的技術水平(多數號稱具有非及生產能力的國家,其實只能進行來料組裝)。但雖然日本曾完全自行開發過大型運輸機、反潛巡邏機和支線客機等大中型飛機,以及多款教練機,然而卻並沒有完全獨立研製超音速戰鬥機的經驗。儘管從23DMU開始日本提出的幾個第五代戰鬥機設計方案充分考慮了日本自身的實際需求、也對其他國家的第五代戰鬥機進行了充分的研究和模仿,但總體而言仍然很欠打磨,或者說設計上「知其然不知其所以然」的色彩非常濃厚。

圖註:目前除ATD-X/X-2外,日本完全自行設計的機型中最接近戰術作戰飛機的是T-4教練機,從該機與戰鬥機的巨大差異也不難理解日本自行開發新型戰鬥機的技術跨越程度

實際上,從23DMU起每年提出一個新的設計方案、且各個設計方案之間差異都很大這一點來看,日本航空工業在第五代戰鬥機的設計思路上確實比較「沒譜」。23DMU是一個設計相對保守的方案,該方案的氣動設計可以視為X-2的放大,雖然可能因保守導致一些性能上的缺陷,但對於日本來說也是最具有可行性的方案。而到24DMU時,設計風格出現了顯著差異,採用了扁平形升力體機身和全動尾翼,整體設計風格類似YF-23。25DMU的機身和主翼設計則又回歸到23DMU的風格,但採用了較為新銳的X型尾翼、淡化了水平尾翼和垂直尾翼的界限,這種設計雖然能更充分地發揮尾翼作為控制面的作用,但時至今日並沒有成功實踐,能否成功運用於方案設計非常值得懷疑。到26DMU時,雖然繼承了25DMU的基本布局,但對翼型做出了重大調整,其機翼和尾翼的翼型更類似於F-22,同時又調整了尾翼下翼面的角度、使其更接近於傳統的垂直尾翼和水平尾翼布局。即便不考慮這幾個方案的技術路線差異,單從設計風格來看,也是在保守和新銳之間來回跳轉,因此可以認定直到這一時期日本也沒有明確下一代戰鬥機的具體技術要求,項目管理可以說已經趨於混亂了。

圖註:從ATD-X/X-2到26DMU,設計方案的變化也體現了日本對於第五代戰鬥機仍然處在技術摸索階段,但這種設計方案上的「反跳」實則體現了項目目標本身都不明確

對於這些問題,日本官方自然不會視而不見,為此日本再次選擇引進向其他國家尋求合作作為新一代戰鬥機的技術來源,只不過這次日本選擇的合作對方不是美國而是英國。2019年,日本正式確立選擇英國BAE系統公司作為第五代戰鬥機項目的技術諮詢夥伴。應該說,這一選擇也算合理,BAE曾為英國的FOAS(「未來目標空戰系統」)設計隱身戰鬥機,並進行到了全尺寸模型階段。而在戰術作戰飛機的設計經驗上,BAE遠比以三菱重工等日本航空工業企業經驗豐富,因此BAE雖然不如洛克希德·馬丁這種在戰鬥機設計生產方面技術最為領先的企業,但對於日本來說也絕對是非常強有力的「外援」。但目前BAE正在參與英國與義大利聯合研製的「第六代戰鬥機」項目「暴風」,這為BAE參與日本第五代戰鬥機研製的深度增加了不確定性。換句話說,日本能從BAE獲取的技術支持,可能仍然比較有限。

圖註:從為FOAS計劃設計過隱身戰鬥機方案、且進行過全尺寸模型電磁平臺驗證來看,BAE在第五代戰鬥機方面的積累遠比日本航空工業更強,但日本能從BAE取到多少「經」則是另一個問題

另一個問題則常常遭到忽視,而事實上這個問題可能更加致命。日本名義上曾研製過F-1和F-2兩種超音速戰鬥機,但且不論這兩種戰鬥機本質上都是別國作戰飛機(「美洲虎」攻擊機和F-16戰鬥機)的改型,僅僅通過這兩款戰機的研製就認為日本在二戰後曾經研製過「戰鬥機」本身就很有問題。很多媒體和軍事愛好者往往忽視一個問題,日本所研製的這兩種「戰鬥機」事實上並不是「戰鬥機」而是「支援戰鬥機」,這個看似文字遊戲的名稱實則卻定義了兩個完全不同的作戰飛機門類,並決定了日本在戰術作戰飛機研究方面的發展方向。所謂「支援戰鬥機」,指日本航空自衛隊中以對海攻擊為主要任務的戰術作戰飛機。而之所以不按照國際慣例稱其為「攻擊機」,原因在於「攻擊機」屬「攻擊性武器」、即「日本在法律上不允許擁有的武器」,所以才用了「支援戰鬥機」這個掛羊頭賣狗肉的稱呼。

圖註:「支援戰鬥機」是個相當「日本特色」的機種,此類作戰飛機雖然名為「支援戰鬥機」卻完全以攻擊任務為主,而日本目前的戰術作戰飛機設計經驗完全集中於此類作戰飛機

而對於「支援戰鬥機」特別是F-2這個很特殊的機型來說,其自身的問題以及所產生的負面效應或許更加突出。雖然從性能上說F-2支援戰鬥機具有超視距空戰能力、也可作為防空/制空型戰機使用,但該機相比於F-16進行的修改設計幾乎完全針對反艦作戰這一主要任務,這中修改不但對防空、制空任務沒什麼好處,還造成了飛行性能下降這個對制空型戰機相當致命的問題。換句話說,日本戰後從其他國家習得的戰術作戰飛機設計經驗,或者完全基於攻擊機,或者基於在制空任務方面「劣化」的戰鬥機,這很可能導致日本航空工業在下一代戰鬥機研製的問題上走很長的一段彎路。

圖註:F-2雖然看似只是F-16的改型,但該機在設計側重上完全不以防空、制空為主,這與日本對第五代戰鬥機的設計需求背道而馳,也很可能導致一些錯誤經驗的積累

以目前的情況來看,日本在第五代戰鬥機研製問題上問題重重,但通常情況下無論日本國內還是其他國家的分析研究者都只聚焦到日本可能遭遇的具體技術困難,然而設計思想不對路、技術路線不明確、項目管理不合理的問題,卻成為比單純的技術問題更加嚴重的麻煩。平心而論,日本在第五代戰鬥機的相關技術積累上雖然不如目前已經設計生產第五代戰鬥機的三個主流航空技術強國,比起歐洲航空技術發達國家也存在差距,但至少比韓國、印度、土耳其等正在研發第五代戰鬥機的後進航空技術國家更強。然而目前日本在第五代戰鬥機項目上衝擊的目標也比後進航空技術國家更高,這顯然已經從各個方面都超出了日本航空工業的實際水準。或者說得更簡單一點,目前日本第五代戰鬥機開發正面臨「高指標、瞎指揮、浮誇風」的幹擾,更糟糕的是,考慮到日本面臨的「實際威脅」,還存在「高指標下不來、瞎指揮停不了、浮誇風剎不住」的毛病。這些非技術性的問題,將持續對日本第五代戰鬥機開發產生幹擾,甚至有可能導致日本自行研發第五代戰鬥機的企圖最終流產。

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