本文原载于《兵器》杂志2008年01月刊,本次转载时经重新二次内容完善及编辑、补充整理部分插图,以与同好共同分享。个人认为《兵器》杂志是一本专业、客观的军事杂志,推荐持续订阅,丰富自身的军事及政治知识。将家中《兵器》数字化保存过程中,转载其上的一些年代比较久远的文章,主要是想让读者以另一种比较独特的视角审视曾经的事物和观点。
日本航空自卫队的双座型F-2战斗机
日本航空自卫队的双座型F-2战斗机
2007年10月31日上午,日本航空自卫队的一架F-2战斗机在名古屋机场起飞过程中坠毁。当时F-2已滑跑至接近起飞跑道尾端。就在飞机即将离地时,似乎是舵面失控,飞机开始擦地并起火燃烧。F-2精心设计的弹射座椅工作正常。在飞机爆燃起火的瞬间两名飞行员启动弹射装置成功逃生。
瘫在白色消防泡沫中的F-2战斗机残骸,机头已经破裂,尾部摆放着座舱盖。
F-2是日本20世纪90年代研制的先进多用途战斗/轰炸机,被誉为日本航空工业的骄傲。这次坠毁事件从表面看只是一起普通的飞行事故,然而对于精密复杂的现代作战飞机来说,即使是一起偶然的事故也意味着这一型飞机的安全性出现了相当大的问题。
不久前一架F-15战斗机坠毁就使得美国空军现役的所有F-15战斗机停飞。回顾F-2的研制历史,就可以发现这款“日本航空工业的骄傲”并不像表面那样威风八面。
研制过程的反思
日本战斗机有着颇为辉煌的过去。零式曾横行亚太天空。战后空中自卫队受和平宪法限制,无法自行研制先进战斗机,因此先后购入了美国的F-86F、F-104J、F-4CJ和F-15D/DJ“三代四型”的生产线。
F-104J是日本第一种能够2倍马赫飞行的战斗机
日本航空自卫队的F-4J战斗机
1984年12月6日日本首次提出发展F-1后继机的FS-X战斗机(即现在的F-2)计划。在新型战斗机立项之初,日本坚持要自力更生,研制全新的机型,以尽快提高自己的技术水平,摆脱对美国的依赖,使得国家政治军事实力上一个台阶。然而最终结果却与当初的期望大相径庭。F-2并没从根本上提高日本战斗机的独立研制水平。回顾F-2在研制期间发生的几个事件,就可以看出当时日本航空界的短视与无奈。
◎遇难低头,自研变引进
1985年三菱公司提出了一个雄心勃勃的研制计划,准备独立开发一种新型战斗机。该机外形类似于双垂尾版的“台风”战斗机,安装两台F-404发动机,空重11.5吨,拥有极佳的机动性和大航程,携带4枚反舰导弹时作战半径930千米。
三菱公司最初提出FS-X战斗机设想。其外形类似于双垂尾版的“台风”战斗机。
但计划提出后很快遇到了若干难题。首先是经费大大超标,其次是在技术上存在很大的风险。空自高层最终作出决定,改“自主研发战机”为“导入国外战机”,并决定从美制F-15、F-16、F/A-18、欧洲“旋风”战斗机当中挑选一个型号进行模仿改进,制造自己的新型战斗机。
对于从未研制过超音速喷气式战斗机的日本而言,从零开始研制必然会遇到诸多困难。世界大部分国家的航空工业都曾经历过这样的艰难时期。即便是美国和苏联,在活塞螺旋桨战斗机到喷气式战斗机的换代时期,新机型的研制同样经历了多次失败,最后才走上正轨。防卫厅出于种种顾虑,未下决心放胆让航空工业经历这样的冒险,当然也就不会使日本获得完整的设计高性能战斗机的第一手经验。
◎迫于美方压力,选择F-16C
在决定引进国外现成战斗机技术之后,日本仔细考察了备选的数种国外战斗机方案。通过考察,防卫厅得出了以下结论:在F-15基础上仿制的方案性能最好;F-16方案航程和空战性能不能令人满意,但费用最为低廉;F/A-18的费用和性能均介于以上两种机型之间。在美国的压力下,日本被迫选择F-16作为参考型号,并选用F-16系列中改造潜力最差的F-16 block40/42型作为FS-X的母本。
正在进行试飞的XF-2A单座战手机。F-2分为A、B两型,A型为单座战斗机,B型为双座教练/战斗机。
日本在最初曾倾向于选择F-15或F/A-18作为母本,因为毕竟空自此时已开始装备F-15J并在国内建立了F-15J的组装生产线,仿制改进F-15在技术上有着一定的延续性。此外F-15是第3代战斗机中性能数一数二的型号,且拥有巨大的升级改进潜力。美国在20世纪80年代后期推出了F-15E“攻击鹰”战斗轰炸机。它拥有强大的空对地打击能力。日本FS-X的主要设计目标就是研制一种“双重任务”战斗机,与专用于制空作战的F-15J配合作战,而美国出于技术和政治上的考虑,不允许日本过多地参与高性能战斗机的研制项目,因此在20世纪80年代中期拒绝了日本仿制F-15的要求,使日本版的F-15E就此流产。
日本航空自卫队的F-15J战斗机
仿制F-16的唯一好处是研制和生产费用比较低,但作为世界第二经济大国的日本并不缺钱。实际上F-2最后的采购单价已近1亿美元,空自还是订购了近百架。没有外交和政治上的完全独立,日本的战斗机研制计划也就不能完全按自己的想法走下去,被美国强行“掉头”也是意料之中的事情。
◎技术文档不全,留下隐患
由于有F-16作为母本,F-2的研制进度很快。1988年研制计划正式启动,1991年便完成了所有系统的细节设计,FS-X第一架原型机于1994年年初开始组装,1995年1月12日从三菱重工的小牧南工厂出厂,同年10月就进行了首飞。1996年防卫厅便宣布FS-X投入批量生产,飞机编号正式定为F-2,1996财年首批采购11架。从此F-2开始了边量产、边试飞的研制阶段。在经过3年的试飞之后,防卫厅宣布F-2的研制顺利完成,正式服役。
大多数读者都能发现F-2的研制实在是太快了。对于一款第3代战斗机来说,这么快的研制进程似乎是不正常的。纵观F-2的研制和试飞过程,可以发现其中缺失了几个必要的研制环节:首先,样机制造出来之后没有进行完整的静力试验。新型战斗机必须对机体结构进行破坏性静力试验,即将负载加到样机结构上,使其发生根本性损坏为止,以测试飞机的强度极限。其次,F-2在试飞过程中气动上几乎没有发现缺陷和问题,也没有根据试飞结果对飞机的气动进行过修改。
造成F-2研制种种怪现象的根源,是美方不仅向日本提供了完整的F-16C细节图纸,还大量参与了F-2的设计和制造工作。由于担心日本通过F-2的研制过程学到美国的航空技术和研发经验,美方在研制过程中软硬兼施,要求日本不对F-16的设计作太大的改动,除了加长机身、加大机翼面积之外,其他的技术资料均须从F-16身上直接套用。
驻日美空军岩国基地停放的F-16C 战斗机
工程事理学的观点认为,科技产品的发明有3个阶段——基础科学阶段、技术科学阶段和工程技术阶段。只有从基础阶段到应用阶段全面地掌握了核心技术,才意味着行业水平真正上了一个台阶。而F-2的研制是在美国人掌握的基础技术上只进行应用层次的一些修补工作,即使是在应用层次,日本也没有全面负责F-2的研制。表面上看这可以多快好省地完成研制和试飞,但从长远来看这种知其然而不知其所以然的仿制对技术发展有害无益。
美国提供了完整的F-16技术图纸,但这是美国经过试验找到的成功道路。为什么这样的设计是成功的?在F-16的研制过程中尝试过什么失败的设计?这些设计为什么失败了?这些航空基础科学方面的经验在美国的F-16图纸中是不会涉及的。而正是这些深锁在洛-马公司资料库中的研制档案和纪录文档才是整个F-16工程的精华所在。
美军F-16CJ"野鼬鼠"战斗机
依靠引进和仿制建立自己航空工业的国家往往是在此时遇到了瓶颈。如我国20世纪五六十年代引进歼-6和歼-7时,在苏联图纸和零件的帮助下,原型机的试飞和定型很快,但对这些机型进行修改和改进时就遇到了困难,随后花了数十年的时间才迈过这个槛。日本“自行”研制F-2也陷入了这样的困难,因此到目前为止日本航空工业仍不能独立设计全新高性能战斗机,如果没有美国方面的协助,甚至对F-2进行改进也是困难重重。
隶属于日本技术研究和发展研究所的XF-2B原型机。编号分别为63-0003、63-0004
“日本造”战斗机前途何在?
不管怎么说,F-2的技术水平和综合战斗能力还是得到了防卫厅的肯定。F-2是亚太地区最先进的战斗机之一,其对海攻击性能在同类战斗机中居于前列。F-2的单价已经从原计划的80亿日元上升至120亿日元,相当于比它更大、性能更好的F-15战斗机价格。现在空自正在给F-15升级,但F-2战斗机由于机身小,只有很小的设备升级空间,而且只能携带有限数量的武器。
F-2战斗机的座舱。作为电子产业强国,实现座舱的“玻璃化”对日本而言几乎不算什么问题。
由于F-2存在着种种缺陷,且这些缺陷难以通过改进彻底解决,因此F-2之后日本的下一代战斗机也就提上了日程。与F-2一样,下一代战斗机计划刚刚推出就受到了美国的阻挠。在21世纪初美国就极力鼓动日本加入F-35计划,当然F-35的研制仍然由美国“主打”,日本只负责出钱并进行一些边缘部件的制造。在日本决定自研新型重型战斗机时,美国又宣称在合适的时机可以向日本出售F-22。可以预料,F-22的出售同样会沉重打击日本自行研制重型战斗机的计划。
编者注:2015年6月28日,日本第一架F-35开始生产。
牛牛牛
日本,亚州之光,护照杠杠的
支卜织布知
到底也没说为什么坠毁[横脸笑]且……错误挺多
hshhjx
日军飞行员训练有素,弹射座椅性能可靠先进