日本全力打造新型战机F—3

2022-05-04 10:20:02 | 浏览次数:

zoޛ)j馟饨ky计划研制的F-3属于哪一代战斗机,但同时也表示:F-3原型机是全新的设计,而非官方先前公布的“心神”战机,而是比“心神”更为先进的战斗机,其各项性能要求超越中国、俄罗斯、韩国等国的战机。而且该机的设计借鉴了F-22和F-35战斗机的技术,并得到了美国诺斯罗普公司的帮助,日美双方最终确定的F-3设计方案中,基本保持了YF-23的气动外形,如大根梢比梯形主机翼、集平尾和垂尾功能于一身的V型尾翼(分别向左右倾料45°)、S型进气道、槽沟形尾喷管等。

之所以将F-3的设计原型选择为YF-23,主要是看中该机全面的隐身性能。实际上YF-23隐身性能比F-22更好,当初美国选择F-22,并不是F-22比YF-23更好,恰恰是因为在当时的技术条件下,YF-23的一些设计过于超前,为降低研制风险和成本,只能折中选择了各方面更为均衡的F-22。但是随着航空技术的发展,当年超前的设计放到今天已经能够比较容易实现,何况距离F-3的真正研制生产还有一段时间,所以就选择以YF-23为原型,这也说明日本对F-3的要求就是全面隐身特性。相比之下,三菱重工的“心神”技术验证机则是以F-22为蓝本,因而从隐身角度来讲,不如F-3。

由于F-3是YF-23的日本缩小版,所以二者在一些细部上有较大区别,如F-3为单发,槽沟形尾喷管只有一个,而且边条较大、翼身融合程度更好,机身下两侧进气道与机身紧密贴合,V型尾翼形状为梯形等。而且据悉,日本防卫省技术研究和开发所还将为F-3战斗机研制专用雷达吸波涂层,结合有源相控阵天线网栅,既能提高自身隐形能力,又能追踪敌方战机雷达辐射强度,这种天线也将成为电子对抗系统的一个组成部分。为了进行该领域的研究,日本防卫省已向政府申请了2013-2016年间总额16亿日元(大约2000万美元)的研发费用,而且日本在ATD-X技术验证机(“心神”战斗机)上发展的一些先进技术也将应用到F-3战斗机上。总的来说,F-3将比YF-23的结构更紧凑、隐身效果将更好。

雷达系统先进

得益于日本雄厚的电子研发实力,F-3战斗机配备的雷达系统和航空电子设备也非常先进,代表了世界最好,高水平。将装备ANIAPG-81(V)1型机载有源相控阵雷达,该雷达是在F-35战机所用的A N/APG-81有源相控阵雷达基础上升级而来的最新型号,采用新的砷化铟镓激励器和收发模块。性能比AN/APG-81提高了约20%。另外,座舱显示系统、电子战系统,光电瞄准系统(EOTS)等则与F-35上的同类系统完全相同。而且在这些航电系统中,很值得一提的是由英国BAE系统公司研制的光电瞄准系统,该系统的核心是一个第三代凝视型前视红外探测器,可以对远距目标进行精确地探测和识别,具有高分辨率成像、自动跟踪,红外搜索和跟踪、激光指示及测距、激光点跟踪等功能,将是AN/APG-8l(V)1火控雷达的有力补充。

F-3战斗机还将使用光纤多普勒遥控指挥系统,电子对抗系统、统一情报数据交换系统,并将安装全向推力矢量发动机。另外,日本防卫省技术研究和开发所还计划在该战斗机上采用自我修复飞行控制技术,使飞机具备简单的人工智能功能,能辅助飞行员自动检测、自动防御、自动飞航和自动攻击,必要时能使用机载计算机判断气动结构各个部件受损情况,校正、调整其余完好部件的工作状态,完成自我修复,完全恢复飞机的可控性能。

具备超音速巡航能力

动力系统方面,由三菱重工,石川岛播磨和川崎重工组成的日本发动机协会近年来通过与通用和罗罗等公司的合作,在航空发动机领域进步神速,所以此次F-3战斗机的动力系统不出意外也将由三家合作完成,将以普惠的F135-1PW-100或通用电气的F136-GE-100小涵道比涡扇发动机为蓝本进行研制,据称新发动机的最大推力将超过F-35战斗机使用的F135发动机的推力,最大推力可达150千牛。而且与F-35相比,F-3更强调隐身和高速性能,体积更小,气动特性也更好,因此强劲的动力将使该机的静推重比达到L13,最大推重比达到1.51,不开加力时就可进行1.5马赫的超音速巡航,开加力时超音速巡航速度可达2.2马赫,但时间较短。同时因发动机性能优越,可使F-3获得较大的的作战半径。在内部满油情况下(载油5500千克),最大作战半径达到1100千米,而在全程超音速巡航(1.5马赫)状态下的作战半径也可达460千米。目前的F-3方案中没提及空中加油能力,但日本多年来一直在酝酿引进空中加油机,F-3很可能加载空中受油管。

武器系统

F-3作为一款先进的隐身战斗机,其武器系统将主要采用内部挂载方式携带,机身弹舱共有2个挂架,每个挂架均可挂2枚AIM-120C/D级别的中距空空导弹,或2枚113千克的GBU-39/B炸弹。AIM-120D是雷神公司在AIM-120C基础上发展的新型空空导弹,采用了新的导引头,加装了双向数据链,扩大了不可逃逸区,射程增加约50%。GBU-39/B则是美军正在研制的最新型精确制导航弹,别看个头小,侵彻能力却与874千克重的BIU-109/B战斗部相当,而且还可采用末制导导引头,除打击固定目标外,还可打击移动目标,命中精度在3米左右,让F-3的对地打击手段更加丰富。

与F-35B一样,F-3也取消了机炮,但可在机身中心线下方左右两侧挂载两个采用保形设计的GAU-12/U机炮吊舱。其中左侧吊舱内装一门5管25毫米GAU-12/U加特林机炮及其气压传动装置、炮口燃气偏转器和后座转拉支架;右侧吊舱内装弹药及供弹系统。GAU-12/U机炮采用闭环无链供弹系统,300发炮弹分层排列,通过输弹道进入左侧吊舱机炮进弹口。机炮射击时抽出的弹壳或哑弹,则进入输弹道,返回右侧吊舱的弹箱内。弹壳留在吊舱内,既可使飞机横向重心位置变化不大、保持飞机射击时的稳定性,又可使弹壳不损伤飞机。传动装置为机炮射击和供弹系统提供动力;燃气偏转器使机炮射击时产生的火药气体向吊舱下方排出,不致损伤机体和影响发动机工作。GAU-12/U机炮既可使用美国M790标准系列弹药,也可使用25毫米口径欧洲标准系列弹药,但一般常用的弹种为PGU-32半穿甲高爆弹。

另外,为了增强F-3的攻击能力,设计人员在其两侧机翼下方各设有一个挂点,承重能力均为1500千克,可挂载副油箱、各种吊舱,以及美国和日本研制的多种精确制导空空、空地武器等。

结语

根据日本防卫省的计划,F-3战斗机将在2016~2017年度启动研发,全尺寸试验机的研制将在2016年或2017年开始,第一架样机将于2025年度上天,批量生产从2027年开始,将取代目前服役的F-2攻击战斗机。日本防卫省准备采购至少200架F-3战斗机,与预计在2030年后才会从美国得到的45架F-35战斗机互相补充,构成日本未来空中力量的基础。

另外,日本在已经决定购买F-35战斗机的情况下,仍坚持研制F-3,其主要目标并不是简单的针对中国的歼20战机,而是进一步提高飞机研发实力,并最终恢复其飞机自主研制能力。因为二战期间,日本是一个先进的航空工业制造国,二战之后,日本失去了这个能力,而这个能力恰恰是一个国家综合实力的体现。现在日本研发这样的先进战机,其目标并不仅仅是针对周边邻国这些国家武器装备技术的发展,而是“成为一个正常的大国”。从这个角度来说,日本的新一代战机F-3不仅要和俄罗斯的T-50、中国的歼-20,也要和F-22,F-35战斗机一较高下。

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