F-3戰(zhàn)斗機(jī)或迎來(lái)日本航空業(yè)“歷史性轉(zhuǎn)折點(diǎn)”

1988年11月，美日決定共同研發(fā)F-2戰(zhàn)機(jī)，雙方研發(fā)分擔(dān)比例為美國(guó)40%、日本60%。雙方?jīng)Q定在復(fù)合碳纖維主機(jī)翼和J/APG-1相控陣?yán)走_(dá)上采用當(dāng)時(shí)的最新技術(shù)。由于在發(fā)動(dòng)機(jī)方面沒(méi)有自主技術(shù)，日本采用了通用公司推力為13.1噸的F110-GE-129發(fā)動(dòng)機(jī)并引進(jìn)了其生產(chǎn)線(xiàn)。也就是說(shuō)當(dāng)時(shí)日本戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)依賴(lài)美國(guó)技術(shù)的問(wèn)題非常突出，所以日本不得已才和美國(guó)共同研發(fā)。而這次F-3戰(zhàn)機(jī)的研發(fā)，日本人吃一塹長(zhǎng)一智，在關(guān)鍵技術(shù)上日本計(jì)劃大多采用美國(guó)沒(méi)有的技術(shù)。日本計(jì)劃在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用沒(méi)有先例的高耐熱陶瓷基復(fù)合材料。相關(guān)新機(jī)軸研發(fā)工作正展開(kāi)。如此一來(lái)，在該項(xiàng)目與美國(guó)F-X項(xiàng)目的合并談判上，日本能夠掌握主動(dòng)權(quán)。另外，由于日本近來(lái)解禁集體自衛(wèi)權(quán)的舉動(dòng)，F(xiàn)-3戰(zhàn)機(jī)的研發(fā)不再像F-2戰(zhàn)機(jī)那樣受制于有限的研發(fā)費(fèi)用。由此看來(lái)，F(xiàn)-3研發(fā)之路可能面臨的阻力很小。

F-3戰(zhàn)斗機(jī)搭載的HSE發(fā)動(dòng)機(jī)將利用ATDX試驗(yàn)機(jī)上搭載的XF5渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，由IHI公司和防衛(wèi)省技術(shù)研究本部聯(lián)合研發(fā)。作為2015財(cái)年預(yù)算的項(xiàng)目，將著手研制核心部分的壓氣機(jī)、燃燒室和高壓渦輪，計(jì)劃在2018年研制出試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)。從世界各國(guó)來(lái)看，具有15噸以上戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的只有美國(guó)普惠公司、通用電氣公司和英國(guó)羅爾斯羅伊斯公司。日本是首次研制戰(zhàn)斗機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。由于可以研制HSE發(fā)動(dòng)機(jī)，首架純國(guó)產(chǎn)噴氣戰(zhàn)斗機(jī)的研制才被納入了視野。另一方面，ATD試驗(yàn)機(jī)將在今年夏天進(jìn)行試飛。今后將利用約一年半時(shí)間，對(duì)F-3戰(zhàn)斗機(jī)上的隱形技術(shù)以及利用計(jì)算機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴射角度和直飛時(shí)自由改變機(jī)身朝向的“高運(yùn)動(dòng)性能”等進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)搜集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在2018年之前制定F-3戰(zhàn)斗機(jī)的具體研制計(jì)劃。如果能按計(jì)劃完成研制工作，那么計(jì)劃在2028年之后逐步進(jìn)行部署。 日本曾經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)F-1和F-2戰(zhàn)斗機(jī)，但兩款機(jī)的主要任務(wù)是攔阻侵入的敵方艦艇。部分F-2還用于攔截外國(guó)飛機(jī)。相比之下，F(xiàn)-3是一種對(duì)空戰(zhàn)斗機(jī)，力爭(zhēng)在性能方面超越其他國(guó)家最新式的戰(zhàn)斗機(jī)。

戰(zhàn)斗機(jī)代表著一國(guó)的航空技術(shù)實(shí)力。二戰(zhàn)結(jié)束70年，日本終于有望開(kāi)發(fā)出世界一流的國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)，這將帶來(lái)日本航空產(chǎn)業(yè)的復(fù)興，很可能迎來(lái)一個(gè)“歷史性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)”。預(yù)計(jì)F-3的研發(fā)將催生相關(guān)行業(yè)的需求，對(duì)經(jīng)濟(jì)作出很大貢獻(xiàn)。F-3的采購(gòu)數(shù)量預(yù)計(jì)在100架左右，與退役的F-2大體相當(dāng)。根據(jù)日本防衛(wèi)省公布的《未來(lái)戰(zhàn)機(jī)研發(fā)計(jì)劃》，視機(jī)身大小情況，F(xiàn)-3的研發(fā)至少要耗費(fèi)292.9億到468.6億元人民幣。另?yè)?jù)防衛(wèi)省測(cè)算，如果國(guó)家能夠拿出4萬(wàn)億日元用于開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)這100架戰(zhàn)斗機(jī)，那么對(duì)飛機(jī)等行業(yè)的需求有望達(dá)到6.9萬(wàn)億日元，加上相關(guān)產(chǎn)業(yè)消費(fèi)擴(kuò)大所產(chǎn)生的1.4萬(wàn)億日元的需求，累計(jì)經(jīng)濟(jì)效果將達(dá)8.3萬(wàn)億日元。此外，還將新增24萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位?？梢?jiàn)，F(xiàn)-3戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)耗資巨大，將對(duì)安全保障、經(jīng)濟(jì)和外交等各領(lǐng)域產(chǎn)生影響。

F-3戰(zhàn)斗機(jī)或成為下一代真正的日產(chǎn)型戰(zhàn)斗機(jī)

按計(jì)劃，由石川島播磨重工研制的F-3發(fā)動(dòng)機(jī)將比美國(guó)F/A-18E/F“超級(jí)大黃蜂”裝備的2臺(tái)GE F414發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大50%。F/A-18E/F空重14噸，最大起飛重量為30噸，F(xiàn)414發(fā)動(dòng)機(jī)在開(kāi)加力的時(shí)候推力可達(dá)10噸。據(jù)此可以判斷F-3采用的發(fā)動(dòng)機(jī)在推力上具有更大的富余。作為下一代發(fā)動(dòng)機(jī)，F(xiàn)-3發(fā)動(dòng)機(jī)從2010年起開(kāi)始研發(fā)，2015年將完成核心部位的研發(fā)，而試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)則預(yù)計(jì)在2017年之前會(huì)有后續(xù)試用計(jì)劃。

從外表看，不難發(fā)現(xiàn)該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體十分光滑。在同級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中，F(xiàn)/A-18E/F超級(jí)大黃蜂戰(zhàn)機(jī)使用的2臺(tái)F414發(fā)動(dòng)機(jī)其前部直徑為0.89米，“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)機(jī)使用的2臺(tái)EJ200發(fā)動(dòng)機(jī)其前部半徑則為0.74米。估計(jì)F-3發(fā)動(dòng)機(jī)的前部直徑與這些發(fā)動(dòng)機(jī)大致相等或比這些小。在不使用加力的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)前部面積小和旁通比低等優(yōu)點(diǎn)可讓?xiě)?zhàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)超音速巡航。為提高性能，日本防衛(wèi)省正在持續(xù)研究耐熱溫度在1600℃以上的高壓渦輪機(jī)。三菱重工此前在其地面上設(shè)置的燃?xì)廨啓C(jī)上已經(jīng)到達(dá)這一工作溫度標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)日本防衛(wèi)省此前公布的新發(fā)動(dòng)機(jī)概要，F(xiàn)-3戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)構(gòu)造同F(xiàn)-22“猛禽”戰(zhàn)機(jī)裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似，F(xiàn)-22發(fā)動(dòng)機(jī)F119-PW-100 在不開(kāi)加力時(shí)的推力可達(dá)15.8噸。F-3發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的進(jìn)氣口部位將安裝具備減少電磁波反射功能的葉輪。日本防衛(wèi)省公布的圖片顯示，新發(fā)動(dòng)機(jī)左邊有3段風(fēng)扇，右邊有6段高壓壓縮機(jī)。風(fēng)扇以及高壓壓縮機(jī)的一部分是把葉片和圓盤(pán)加工為一體的簡(jiǎn)潔構(gòu)造。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)各段可避免漏氣從而獲得高效率，而且也能避免使用過(guò)多的零件。

在高性能渦輪機(jī)的研究中，單晶體渦輪機(jī)葉片、陶瓷基渦輪噴嘴、先進(jìn)燃缸等關(guān)鍵部分的試制工作正在推進(jìn)。陶瓷基的原料為碳化硅，而日本制造商則在碳化硅領(lǐng)域獨(dú)執(zhí)牛耳。日本可對(duì)美國(guó)的“ADVENT新發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)劃”以及AETD渦輪機(jī)耐熱材料進(jìn)行碳化硅的壟斷性供給。關(guān)于F-3發(fā)動(dòng)機(jī)，有美國(guó)專(zhuān)家表示，“如果未來(lái)日本F-3開(kāi)發(fā)計(jì)劃和美國(guó)新戰(zhàn)機(jī)研發(fā)計(jì)劃合流的話(huà)，由于美國(guó)已經(jīng)在致力于研發(fā)AETD發(fā)動(dòng)機(jī)，屆時(shí)石川島播磨重工可能沒(méi)必要再開(kāi)發(fā)F-3的發(fā)動(dòng)機(jī)。但是也不能排除日本拒絕簽訂合流協(xié)議、為保護(hù)自主創(chuàng)新能力繼續(xù)研發(fā)相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的可能。日本能否在該項(xiàng)技術(shù)上幫助美國(guó)將視情況而定?！?/p>

F-3的原型機(jī)則計(jì)劃在2025年左右首飛，在2027年實(shí)現(xiàn)真正意義上的批量生產(chǎn)，在21世紀(jì)30年代中葉之前替代現(xiàn)役機(jī)型F-2。此外，在21世紀(jì)30年代后期F-3還將替代屆時(shí)退役的F-15J戰(zhàn)斗機(jī)。在老舊的F-15J退役之前，日本政府為避免其繼續(xù)老化在對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)代化升級(jí)同時(shí)，繼續(xù)讓其擔(dān)任日本防空任務(wù)。雖然沒(méi)有具體的換裝方案，但是大體可以肯定，屆時(shí)42架從美國(guó)進(jìn)口F-35戰(zhàn)機(jī)和約200架新生產(chǎn)的F-3將陸續(xù)替代日本航空自衛(wèi)隊(duì)現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)F-2、F-15J以及改進(jìn)版F-4EJ。與此同時(shí)，美國(guó)海軍和空軍則欲在2030年到2035年裝備新型F-X戰(zhàn)機(jī)。