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9张图零距离告诉你:日本心神战机已经让J20黯然失色!

日本首架国产载人隐形战机“X-2”2016年4月22日实现首次试飞。这是用于开发新一代战斗机的验证机,其特点是具有很难被雷达探测到的隐身性和较高的机动性能。隐形战斗机的载人试飞在日本尚属首次,日本将成为既美国、俄罗斯和中国之后第4个开发出国产隐形战斗机的国家。

根据三菱公司透露的ATD-X侧视图,X-2的翼展约为9米,全长为13.4米,是一种轻型的双发隐身战斗机。

对于第五代战斗机来说,研究结果显示,在工程技术上已经无法做到“轻型五代”,10吨空重已经是五代机的下限。过小的尺寸吨位会对飞机的作战性能带来很大的负面影响,飞机没有足够的机身内部空间装载燃油和电子设备,挂载的武器重量和数量也有严格限制。不过,根据外界分析,X-2通过技术可能打破这个数字。在机动性方面,X-2起飞重量约为8吨,所装备的两台日本国产XFS-1涡轮风扇发动机总推力能够达到98千牛(10吨)。在采用了新型智能蒙皮之后,X-2还将进一步降低重量。

二战以后,日本航空迅速复苏并自行研制了多款军用飞机。在重型三代机的生产能力突破上,日本引进生产线组装的F-15就早于俄罗斯“侧卫”系列。在这个过程中,日本掌握了非常强的钛合金加工能力。日本拥有世界上最顶级的高性能纤维和基体材料提供商,他们在与各大航空企业合作的过程中既是原料提供者,又是复合材料结构的代工制造者。这些对于X-2的设计制造都作出了重要贡献。

日本评论界称,“心神”将能够实现一般战斗机不可能的飞行动作,飞行员即使在失速条件下也能够对飞机进行有效控制。

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作为一款超音速飞机,X-2除了具备“首先发现、首先攻击和首先摧毁”外,将同时具备隐形和高机动性。通常情况下,战机的隐形性和机动性对战机外形的设计要求是截然相反的。X-2的研发正是为了解决这一矛盾:能够既像苏-35等战机那样进行高机动性飞行,又具备F-22战机的隐身性。为此,日本技术研究本部第三室从2000年开始,历时8年对战机的高机动性以及隐身性进行整合研究,开发出低可探测性机身和综合飞行/推进控制技术,并先后多次将其送往法国武器装备总局的雷达反射截面积实验室进行专门的雷达反射特性实验。

这样的目标,也使得X-2在气动布局的总体设计上接近F-22,一度被外界称为“小F-22”。从日本公布的采访资料来看,X-2始终将超机动能力放在一个很重要的位置。飞机的大部分活动部件,比如水平尾翼、方向舵等都需要液压系统来进行驱动。液压系统的技术性能越高,舵面偏转的速度就越快,反应便越快捷,超机动飞行性能越强。日本作为传统的液压技术强国,要在X-2上做到这点是有可能的。

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美国F-35,中国歼-20,日本“心神”大小对比

和现代主流的隐形战斗机相比,心神显得体型比较娇小,机长14.2米,翼展9.1米,而美国F-35的机长和翼展是15.7米和10.7米,中国J-20的机长和翼展则为21.3米和12.9米。不过由于心神体型较小,并且日本拥有较高的隐形材料技术,因此其雷达反射面积可以下降,隐身能力会相应提高。心神搭载2台XF5-1涡扇发动机,XF5-1是日本先进技术验证机搭载的验证发动机。有分析称心神一旦完成样机试验,投入生产、装备,有可能被称作F-3,以替代日本航空自卫队目前大量装备的F-2。

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高度隐身的机身设计。据称“心神”采用了在世界范围内也处于最高水平的日本国产技术,主要是指从雷达上“消失的机身”。采用这种技术设计的机身采用了能吸收电波的陶瓷和碳化硅系复合材料,而这种材料在世界范围内只有日本能够开发,因而很难被敌方探测到。此外,为有效探测敌方隐身战机,日本研发了“灵巧蒙皮”技术,并将雷达天线和飞机蒙皮有机结合起来并实现了几乎是可以称为无缝隙的对接,可使传统蒙皮具有传感、致动和控制等功能,实现飞行器对外部环境的实时感知和控制,改善和提高飞行器气动性能和机动性能,从而实现在增强自身隐身性能的同时,提高对敌探测能力。

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S形进气道设计。在“心神”初露面时,其在进气口位置特意打了马赛克,目的就是不让外界获知其采用的进气口形式,可现在的报道提到采用的是“复杂弯曲结构”,其实这只是日本的称呼,实际上也是一种DSI结构。日本对这种技术很自豪,认为“反射面积之小或许已经超过美国的隐形飞机”,并特别指出是F-35,因此也就大大超过了F-22。

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涂覆特殊锡合金层的机舱盖。虽然“心神”的座舱盖看起来平淡无奇,但是日本声称采用了挡风玻璃涂上特殊的锡合金的办法,让其实现了隐身。在第四代战机的座舱镀膜上美国采用的是铟锡系材料,中国可能采用的是金系材料,而日本采用的是锡系合金材料,看来是有别于中美的技术。也就是说,日本通过对座舱盖金属镀膜,显著降低了座舱的雷达反射截面积,实现了整体的隐身效果。

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先进的感知系统。“心神”使用了综合射频管理系统,除了机载相控阵雷达外,还有先进、完善的大屏幕机载液晶信息显示系统,可以向飞行员提供近实时的战场态势感知,并提供空战战术的辅助决策。再配合头盔上的显示系统,智能化操作程度更高,极大地提高了飞机的近距格斗能力。最主要的是,“心神”除了具备所谓的“F3”能力,即“首先发现、首先攻击和首先摧毁”外,将同时具备隐形和高机动性。这是日本独立于美军体系之外,自行创立的新的四代机新标准,让分布于机身各个关键位置的传感器能够及时准确发现目标,并在第一时间内发起攻击。“心神”力争通过这种能力的打造,可以看得远、反应快、打得远,从而占得进攻先机。

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日本心神轻量化大功率发动机XF5-1涡扇发动机。

先进的光传操纵技术。“心神”采用更先进的光传操纵系统,由日本率先开发成功并运用到P-1反潜机上的这一技术,将取代目前国际通用的电传操纵系统,这将使其机动性能更加优秀,且在光传操纵下又具备矢量推力的“心神”无论是急速上升还是下降的过程中都能紧紧咬住敌机。在反应速度上,光传操纵系统比电传操纵系统要快得多,而且准确率更胜一筹。

采用国际先进的相控阵雷达技术。毫无疑问,“心神”将采用日本擅长的相控阵雷达技术,因为日本是最早在战机上应用这一技术的国家,还是将这一技术应用于最小飞行器上的国家。该机所使用的相控阵雷达,除了看得远认得清之外,还具有电子对抗、数据链等多种用途。有F-2的成功应用经验,有AAM-4的再次辉煌,可以相信尽管“心神”的机鼻锥相比其他机型要小,但是所应用的相控阵雷达功能并不低,再加上分布式感知系统的助阵,这将让其“首先发现”能力更加突出。

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通过对“心神”所采用的先进技术的分析,可以得出结论,尽管美国对日本采取了几乎是封锁的四代机技术禁令,但是,由于在航空技术上的数十年秘密探索,如今的日本除了在少数如发动机领域较为困难之外,实际上其综合航空能力已超越很多国家,基本已走入世界第二集团领头羊的位置。通过研发“心神”,日本将达到多重目的,再加上如今对和平宪法的突破,完全可以相信日本在军事开发和应用领域将走得更远。

2017-2-10 09:48家园》专栏》

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