宏亮瞻局|挣扎的野心:日本军用航空工业透视(下)

澎湃新闻特约撰稿 王宏亮
2019-07-13 15:08
来源:澎湃新闻

发动机与推力矢量

石川岛播磨重工之前为“心神”配备的动力系统是两台XF5-1涡扇发动机,这款发动机仅用于技术验证,单台推力49千牛,还不到“猛禽”上F-119的156千牛的零头。

在XF5-1的技术基础上,日本为P-1反潜机研制出高涵道比涡扇发动机F7-10。其单台推力约59千牛,涵道比为8。通过上述两款发动机的技术积累,石川岛播磨的下一个产品雄心勃勃——可与F-119相媲美的低涵道比战斗机用涡扇发动机XF9-1,其原型机计划于2020年制造完成,共需花费约400亿日元研制费用。

测试中的XF9-1发动机。

XF9-1拥有11至12吨的军用推力, 15至16.5吨加力推力。这一数据比F-22上的的F-119略差,后者拥有13吨的军用推力及17.5吨加力推力。但XF9-1要比F119短一半米,高度也比F-119矮30厘米,这为内置弹舱留出了更多空间。另外,每台XF9-1发动机还可以产生180千瓦的额外电力,这可能会被用来为激光武器提供能量。F-3上搭载的激光武器将用于烧毁弹道导弹的内置电路板。这意味着该型机不仅是一款制空战斗机,还将具备一定的反导能力,这也算是F-3与其他国家五代机相比少有的创新。

作为新一代战斗机的“标配”之一,日本也一直在研究推力矢量尾喷管技术。防卫省提出的要求是希望F-3能够实现尾喷管任意方向的20度偏转,而非类似F-22式的纵向二元偏转。这表明航空自卫队没打算将未来的空权争夺全押宝于超视距空战,其仍然对下一代战斗机的机动性能和视距内格斗能力寄予厚望。

此外,F-3的全向推力矢量方案也等于彻底抛弃了在“心神”上已经验证过的三片折流板方案。后者是一种非常原始且固有缺陷众多的推力矢量技术,最后被F-3放弃实属必然。

F-3战斗机非常重视空战能力。

或被“低调地抛弃”

总的来说,F-3项目的未来前景尚存在严重不确定性。其目前的设计水平仍未超出30年前YF-23的水准,而后者的设计本身就有重大局限(如果不能算缺陷的话),YF-23的外形设计明显更侧重于隐身和超声速巡航,其输给YF-22的最主要原因就在于机动性不足。至于日本人所大力宣传的所谓“领先一代”的3I理念也不过是五代机网络中心战能力的日式表述罢了。

F-3战斗机项目仍存在很多不确定性。

事实上,在东京宣布有意续购105架F-35A和F-35B后,许多防务专家即判断F-3计划其实已经被“低调地抛弃”了,尽管新版防务评估里说的是另外一套。

当然,航空自卫队对F-35的水分心知肚明,该型机只是一款战斗轰炸机而非F-22那样的空优战机。而航空自卫队的主要任务却与美军不同,美国空军是一支典型的进攻型空中力量,他们需要大量的F-35来执行这样的任务,制空权则由F-22负责。而日本人则必须更重视防空巡逻与截击。据防卫省公开的数据,2018年,航空自卫队平均每天需要拦截3架次的俄罗斯等国军用飞机,这个强度是相当大的。《简氏》即指出,在执行该类任务时甚至老旧的F-15J都要比F-35效率更高。所以当《简氏》的记者向日本官员询问F-3的五大优先能力时,对方给出的答案首先就是“未来空中优势能力”。

然而,独立研制空优战机对现在的日本航空工业来说却是一项巨大的挑战。我们注意到东京尽管一再高调的要推进本国新型战斗机研制,但令人不解的是,不差钱的日本却既没有建立本国的风动群体系,也没有自己的电磁波测试室等用于现代军机开发的基础设施。例如“心神”的风洞测试和RCS(雷达反射截面积)测试就分别是在美国和法国完成的。这一点与总被外界嘲讽的印度航空工业倒颇为相似。

而此前号称自主研制,实际却被戏谑为“山寨F-16”的F-2战斗机最终落得个价高质次的结果,其实已经证明了战后日本航空工业的孱弱。如今日本又想仅仅通过一款五代机项目来达到“重建世界一流水平的战术飞机研发能力,并带动整个航空工业产业链升级”,却仍然忽视航空工业基础的夯实,那么这一目标大概率是要落空的。

P-1反潜机编队飞行。

冒进的军用大飞机

战斗机如此,“大飞机”又如何?我们再来看看日本的另一大目标,其航空工业是否能支撑起自卫队打造“战略空军“的雄心壮志?

C-2运输机项目发展也是坎坷多舛。

目前世界各国使用的固定翼反潜巡逻机大都是由运输机或客机改进而来。日本则不然,P-1反潜机与C-2运输机计划并行发展,机体平台由川崎重工专门研制,可以说是世界上第一款真正的“专业反潜机”。为了节省成本,P-1与C-2在机体结构与平台技术上有一定通用性,即便如此,P-1反潜机的单机造价仍然超过2亿美元,绝对是世界上最昂贵的反潜机。

P-1反潜机的研制自2001年开始,2007年完成首架原型机制造。从2007年至2013年初,川崎重工对P-1进行了长达6年的地面与空中测试。直到2013年3月26日,第一架生产型P-1才交付给海上自卫队。

按照最初计划,自卫队对P-1的总采购数量将超过70架。海自希望该机能够完全替代P-3C,不但要遏制俄罗斯等国海军潜艇部队的自由行动,还要对独岛(日称竹岛)、南千岛群岛(日称北方四岛)等海域形成24小时不间断监视。然而,就是这样一款被寄予厚望的准战略机型,却从研制到服役至今一直是个“问题飞机”。

2013年5月13日,P-1甫一服役就在爱知县近海上空遭遇惊魂一刻,其4台发动机居然罕见地全部停车,飞机从10000米高空直坠到8000米。多亏飞行员紧急手动重启发动机,才避免机毁人亡惨剧。该事故导致所有P-1停飞,并让该型机的装备、部署及海上巡逻计划全部推迟。而这已不是P-1第一次发生类似事故,2012年10月,该机也曾出现过试飞过程中1台发动机停车的故障。

P-1反潜机是作为日本独立大飞机工业的一部分立项的,由于之前没有任何研制经验,同时却又要求具备世界领先的技术性能。因此该项目从诞生伊始就伴随着一定的冒进成分。该型机的机体与发动机均为全新研制,并且完全由日本独立开发。与P-3C使用涡桨发动机不同,P-1装备4台低噪声的F7-10涡扇发动机,巡航速度、续航能力和飞行高度均远超P-3C,能够在短时间内赶赴水下威胁海域。

日本正在C-2基础上研制电子侦察机。

不过,大飞机和现代航空发动机毕竟属高投入、高风险产业。日本人在野心膨胀的同时,各种麻烦也接踵而至。在P-1的研发试飞过程中曾出现过3次较大技术故障,第一次是在地面对机体进行压力测试时,其主翼翼根、燃料箱附近及尾翼处出现了15至20厘米长的裂纹。第二次和第三次则都是发动机空中停车。

如果说2013年及之前的一系列事故还能用新机服役、有待暴露问题解决问题的理由去解释,那么P-1在服役数年后仍然麻烦不断就的确让自卫队很窝火了。2017年6月,为了参加巴黎航展,2架P-1从本土出发奔赴欧洲,该行程本来是准备在全世界的聚光灯下给日本航空工业做广告的,然而其中一架P-1刚飞到非洲吉布提就突遇故障,因来不及从日本国内运来零备件,该机只能放弃了法兰西之旅。

就在最近的2019年2月,日本媒体又爆出消息,称海上自卫队反潜机部队一名退役军官私下向媒体表示,目前在役的20架P-1在整个2018年的妥善率仅为10%,随时可供调遣的该型机仅2架。日媒据此又吐槽称该机是“浪费税金的缺陷机”。

面对这样一款“缺陷机”,日本海自在最初的33架订单后就一直没有再续订,反而向防卫省提出为其54架美制P-3C延寿的事宜。由此我们完全有理由推测,日本海自对于这样一款号称比美国P-8“海神”还要先进强大的国产反潜机并不满意。

至于与P-1并行发展的C-2运输机,其命运甚至比P-1更加多舛。该型机同样于2001年立项研制,同样单价超过2亿美元,却在研制过程中一再经历比P-1反潜机更加严重的事故,这导致该机直到2017年才服役,比结构更复杂,国产化率更高,本应研制难度更大的P-1还晚了4年。值得注意的是,C-2没有采用国产发动机,而是使用两台美国的通用CF6-80C2L1F涡扇发动机。该型机实际上只是一款中型运输机,最大起飞重量只有140吨,最大载重30吨,这与中国运20的220吨最大起飞重量,以及超过60吨的载重完全不是一个量级。

可即便就是这样一款根本够不着“战略”级别,且核心部件亦非国产的所谓“大飞机”,其研制过程仍然步履维艰。日本军用航空工业的实际水平与能力可见一斑。

    责任编辑:谢瑞强