提防小心眼:不能輕視日本「心神」隱身飛機

2021-02-28 講武堂

2016年4月22日,日本防衛省試飛了第五代先進戰機的技術驗證機,「心神」隱身技術驗證機,許多朋友瞧不起它。的確,這種機體壽命不過數百小時的驗證機,從體量上看,還達不到作戰使用的要求,發動機的推力也不足以滿足高機動性的要求,但管中窺豹,這種飛機展示出來的對未來戰機的一些理解,還是相當有深度的。

日本民族是個不事張揚,用死心眼默默熬心靈雞湯的國家。對未來先進戰機要求並不低,日本防衛省的:「未來的戰鬥機的研究開發展望」中,就已經提出了第五代噴氣戰鬥機的要求,他們大體上要求先敵發現、先敵攻擊、先敵摧毀,也通過一些先進技術驗證,一步步實現他們的夢想,以便於國產戰機退役後的換代。「現役戰機退役後,這種戰機作為一個可以考慮的選項,驗證相關技術。」

2006年,日本就已經開始未來下一代戰機的研製,日本機器人技相當發達,他們首先製造一架只有五分之一尺寸的模型飛機,驗證必要的飛行性能、隱身技術和控制技術,2009年,模型飛機試驗完成,這種用大型模型飛機驗證未來戰機的作法不得不說相當的精明,是獨闢奚徑的創新。

2012年(平成24年)3月28日,在模型飛機試驗的基礎上,愛知縣飛島熊村三菱重工業工廠,開始心神驗證機的製作,2016年(平成28年)1月28日,驗證機首次公開,2月11日首次進行地面滑行試驗。4月22日8時47分,在名古屋機場首次進行了飛行,9時13分降落於日本航空自衛隊岐阜基地。試驗中驗證了上升和下降、盤旋等的基本特性、操縱性等試驗,證明良好。今年,日本防衛裝備廳,還將進一行一系列的試驗,驗證該機的隱身性和靈活性。本機將進行2年多的驗證試驗,2018年(平成30年)最終決定未來戰機的發展,按計劃2030年左右日本國產戰機將服役。

研發過程

先進戰機的隱身性能和機動性,其實是個很難解決的矛盾,是同一架飛機實現,技術上一定要做取捨,除了這兩項外,戰機除了飛來飛去,最重要是打擊能力,沒有先進的雷達和飛彈,都是瞎扯,日本第五代戰機提高了雷達性能和紅外線傳感器等電子設備的裝載,對裝載電子設備大小、耗電量、冷卻能力都需要大量的驗證研究才能實現。日本電子技術發達,也進行了大量早期研究。

外形特徵

圖為2012年,日本航空自衛隊岐阜基地展示的未來戰機,十分之一模型

該機曾用五分之一大尺寸模型,在北海道進行了40架次以上驗證試飛

該機採用了雙發方案,隱身外形設計,為了降低雷達反射截面積,雙垂尾大角度外傾,機體外表面也外傾或內傾,按他們的說明,機體將塗吸收電磁波的陶瓷和矽化合物複合材料,除上表面外,機體下表面儘可能光滑平整。雷達波隱身塗料分為吸收型和幹涉型兩大類,但最好塗料,也空中飛機時,受空氣中水分子等的影響,也不可能完全吸收電磁波,所以隱身外形設計才是隱身飛機的根本,如果不能象B-2那樣全向隱身,機體的外形邊緣和下表面的艙口開縫線必須做到平行,這樣把電磁波的反射控制在有限幾個方向,這是第一代隱身戰機設計的訣竅。

隱身塗料是由是日本宇部興産公司生產的,發動機的進行道採用了複雜的S型,這樣能把RCS大大降低。

目前,實機的尺寸中有14米,相當不大,起飛重量約8噸,發動機勉強夠用,為了降低成本,採用T-4飛機的彈射座椅和控制面板,起落架採用了T-2教練機上現成的東西。

早在2005年(平成17年)三菱公司曾借用法國的電磁試驗室,進行了隱身外型的驗證試驗。最初他們試圖借用美國空軍的試驗設備,但被拒絕了。

2006年春天,製做五分之一尺寸的碳纖維複合上飛機,長3米、寬2米、重45公斤,共製造了4架,在日本北海道枝條町的試驗場,至2007年11月,至少進行了40次飛行試驗,為未來的實機製做驗證相關參數。目前,該系列研究,已花費了至少394億日元(約合7000萬美元)。2013年9月11日,花費1億1368萬1520日元與美國空軍籤訂了技術支援合同。

該機的駕駛室大體挪用了川崎重工的T-4飛機的上半部,這樣節省研發成本,座艙玻璃採用了ITO金屬鍍膜,以避免空腔效應,隱身戰機的座艙如果不鍍膜的話,雷達眼中,包括飛行員的頭盔都會成本很大的目標。

動力和推力矢量

目前的航空發動機是XF5-1

推重比約8左右,兩臺推力合計約10噸,算不得先進,但如果未來能引進F-35的話,隨機而來的F-135發動機可就不是一般般的水平啦。

第四代的戰機要求高機動性能,這樣首先可以更快的改變飛機的姿態,佔領較好的攻機位置,其次,通過快速改變飛機的姿態,相當於快速轉身,對方的雷達和飛彈難以跟蹤,心神採用了尾噴管外,三個鐵鍬一樣的矢量控制板,這是美國和德國聯合研製的X-31戰機曾經驗證過的技術,不採用四塊是為了減少角反射體效應,不過這三塊鐵鍬,目前看來麻煩不小,據報導,曾導致該機首飛的推遲。

機體

該機的進氣道目前還是附面層隔板,未來肯定不會這樣,只是權宜之計,但已經採用了大S型進氣道,內塗吸波材料,電磁波衝進繞不出來。

雷達和新型傳感器

曾用其它多種飛機驗證機體傳感器技術

隱身戰機是要打仗的,沒有先進的傳感器都是白搭,日本電子工業發達,該機的雷達是有源相控陣雷達,而且考慮到了偵察、通信等多種需要,理念上相當前衛。機體上安裝多種傳感器,如果未來能有F-35做樣板,會進一步提高水平。2012年(平成24年)開始時行「戰機火力管制技術研究」,未來如果採用F-35戰機那樣的高速數據鏈,就能實現協同攻機,一架飛機隱蔽,其它平臺發起攻擊。

武器投放試驗的研製進度

主要性能指標

全長:14 . 174米

寬:9.099米

高:4 . 514米

空機重量:約9.7噸

發動機:IHI XF5-1(加力推力約5噸),2臺

公道的講,心神肯定不是其它國家新型戰機的對手,但從中看出對未來戰機的思考和技術路線研判,值得正視。

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