技术派丨日本或将系统性突破先进战斗机关键技术(上)

澎湃防务特约撰稿  黄涛

2016-07-17 11:53 来源:澎湃新闻

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【编者按】
在对欧洲新一代战斗机发展做出解读后,我们将视野从亚欧大陆西端转向东边,对我们的近邻——日本的X-2先进战斗机技术演示验证机及先进战斗机技术研发安排做一审视。解读者为中航工业经济技术研究院青年学者黄涛先生。
2016年4月22日,日本X-2“心神”先进技术演示验证机在位于爱知县名古屋的三菱重工小牧南工厂完成首飞。该机于当地时间8点47分从名古屋机场起飞,飞行25分钟后降落在日本航空自卫队的岐阜基地。三菱重工称首飞“极度稳定,与我们的模拟训练精确吻合”。该验证机项目将对先进战斗机的隐身、飞控和航电关键技术进行演示验证,结合正在实施的其他十余个先进战斗机技术研发项目,日本已形成较为庞大、自成体系的先进战斗机技术发展计划,呈现系统性突破先进战斗机关键技术的发展态势,并已取得一系列进展。
首飞中的日本X-2“心神”先进战斗机技术演示验证机。
X-2项目的基本情况
日本从2000年后开始着手与先进战斗机相关的技术发展与演示验证工作。“先进技术演示验证机”-X(ATD-X)项目由日本防卫省技术研发本部(TRDI)第三研究室领导,迄今已耗资394亿日元。三菱重工作为主承包商负责机体制造和集成,富士重工负责机翼,川崎重工负责座舱,石川岛播磨重工负责发动机。
2005年,日本在法国国防部武器装备总署的实验室,利用全尺寸隐身测试模型对ATD-X的雷达截面积指标、材料吸波性能以及红外隐身性能进行了测试,结果表明其隐身性能达到了预期目标,而且还有进一步改进提升的空间。
此外,日本还实施了“高机动性飞行控制系统研制计划”,在2006年至2007年利用1比5比例的遥控缩比模型(机长约3米,翼展约2米,重约45千克),针对ATD-X的飞行品质特别是大迎角控制稳定性进行了飞行试验,为飞控软件的开发提供基础数据并进行了确认。
2005年,ATD-X模型在法国进行内场雷达截面积测试。
在美国国会立法禁止出口F-22战斗机之后,日本决定独立发展隐身等先进战斗机技术。2007年8月,日本防卫省宣布加速ATD-X的发展,并从2008年开始增加技术和资金投入。2012年3月,ATD-X总装开铆,标志着该项目正式进入制造阶段。2014年5月8日,该机正式出厂。
2016年1月28日,防卫省防卫装备厅首次对外全面展示了ATD-X验证机,并将该机编号为X-2。该机采用双发双垂尾、正常式气动布局,机长14.2米,翼展9.1米,机高4.5米,空重9.7吨。配装两台石川岛播磨重工在上世纪通过TRDI资助的“发动机研究项目”发展的XF5-1涡扇发动机(带有折流板式推力矢量装置)。该发动机单台最大加力推力约5千千克力,推重比约7.7。
X-2项目的主要演示验证内容
从尺寸重量数据来看,X-2大致相当于轻型战斗机,但该机并不会直接发展成为独立的战斗机型号。按照日本防卫省的安排,该机将主要用于对高机动隐身战斗机的隐身、飞控和航电关键技术进行演示验证,确定实际飞行条件下系统的可行性,对系统集成问题进行研究与演示验证,为日本未来战斗机的研制奠定技术基础。
综合来看,在首飞时,X-2要演示验证的隐身技术和飞控技术可能已基本就绪,航电系统尚未就绪,且将无法对武器系统关键技术进行演示。
——隐身方面,该机已采用倾斜的机身侧面和倾斜双垂尾、弯曲进气道、锯齿形口盖边缘等隐身设计,但除座舱盖之外全机尚未采用隐身涂层。另外,该机采用的复合材料结构可能具有吸波功能。
——飞控方面,该机已采用“综合飞行/推进控制”(IFPC)系统,并采用光纤传递飞控指令(光传操纵)和折流板式推力矢量控制装置(每台发动机喷口之外周围安装有3块折流板),这是该机技术特征的一大特点。但折流板式推力矢量装置因效率低、推力损失大,并未被实际服役的战斗机所采用,因此防卫省的目的应仅是演示验证推力矢量的作用和相关控制律。
日本防卫省演示的“心神”利用包含推力矢量技术的IFPC系统在格斗空战中抢先获得有利态势的动画流程。
——航电方面,目前看X-2可能暂未搭载雷达、电子战等设备,但按计划,该机将对包括保形承载天线(智能蒙皮)、综合射频系统在内的先进航电技术进行演示验证。由于X-2没有内埋弹舱,而武器内埋是隐身作战飞机的典型特征,因此可以认为:该机不会对隐身战斗机武器系统的关键技术进行演示验证。
首飞成功后,日本计划在未来一年间进行50次左右的试飞,以获取该机在隐身、推力矢量、数据链及其他方面的数据,并将视技术需要延长试验周期。日本防卫大臣中谷元在该机首飞当天表示,X-2的试飞确保了日本今后研发战斗机所需的技术能力,“具有非常重要的意义”,而他对“(日本)飞机工业的全面技术革新和应用充满期待”。日本防卫省将结合X-2验证机的试飞结果等情况,在2018年决策是否以及如何发展本国的下一代战斗机。

(作者单位为航空工业发展研究中心,稿件由公众号“空天防务观察”-AerospaceWatch-供稿。)
责任编辑:孙梦文澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 先进战斗机,日本,X-2项目

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