F-2战斗机(日本三菱重工生产的航空支援战斗机)

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三菱F-2(英文:Mitsubishi F-2日文三菱エフツー)战斗机,是日本航空自卫队隶下的主要战斗机种之一,也是接替F-1战斗机任务的后继机种。由三菱重工洛克希德·马丁公司合作,以F-16为基础共同研制,于1995年完成原型机并于2000年开始服役。 在战机世代上属于第四代战斗机改进型,即第四代半战斗机。
三菱F-2是世界上第一种将机载主动相控阵(有源电子扫描阵列)雷达投入服役的机种,搭载J/APG-1相控阵雷达,该型雷达由日本率先世界使用砷化镓半导体打造,由日本国内独立研制生产。但该型雷达在服役初期由于日本在软件整合能力方面的欠缺,导致其性能不稳定,也被经常诟病。这在之后改进的J/APG-2雷达应用之后才有所改观,J/APG-2整体性能与美国雷神公司研制的APG-79相控阵雷达相当,后者主要装备美国海军F/A-18E/F超级大黄蜂。[1] 
三菱F-2初期的主要任务为对地与反舰等航空支援任务,因此航空自卫队将其划为支援战斗机(しえんせんとうき),换装J/APG-2之后F-2凭借先进的电子战系统和雷达,其在空对空作战中也很有不错的表现,日本防卫省在平成17年(2005年)防卫大纲废止支援战斗机和拦截战斗机分类,将F-2划为多用途战斗机(マルチロール机)。[2]  F-2凭借其良好的性能使得日本继F-1战斗机“超音速零战”的绰号之后将F-2冠以“平成零战”之称。
中文名
F-2战斗机
外文名
F-2 航空機
生产公司
三菱 洛克希德·马丁
首次飞行
1995年10月7日
服    役
2000年
单位造价
1亿8百万美元 (2004年)

F-2战斗机发展沿革

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F-2战斗机设计招标

日本防卫省技术研究本部自1973年开始进行了一系列技术
三菱F-2初期设计构想之一 三菱F-2初期设计构想之一
基础研究,其中包括气动外形、复合材料、高机动性、先进火控技术、航空电脑、惯性导航、隐身技术和整体电子战系统等。1984年12月6日防卫厅参谋会议开始探讨F-1后继机,FS-X计划初现原型。1985年3月,三菱重工提出独立自主开发、代名为JF-210的战斗机方案,外型类似瑞典JAS-39“鹰狮”战斗机。不过,其战斗机采用双垂尾双发布局,进气口在座舱下方,两具F404型发动机,起飞重量11.5吨,最大速度1.9马赫,携带4枚反舰导弹(ASM)时作战半径约930公里。
三菱F-2与通用F-16对比 三菱F-2与通用F-16对比
公开招标在审视了所有入选机型后,防卫厅宣
基于F-16C/D的FS-X概念,进气口下有两片鸭翼 基于F-16C/D的FS-X概念,进气口下有两片鸭翼
布没有一种现有机型能够满足要求,只能通过自行研制来解决。三家外国竞争者抱怨说日本政府仅凭一个并不存在的纸上方案就把他们提出门外。由于日本和美欧之间存在着巨大的贸易顺差,所以美国和欧洲各国政府也开始向日本施压,要求重新考虑此事。日本妥协,1986年4月防卫厅修改了性能需求,三家外国公司也重新提交了修改后的方案。[5]  1987年9月11日日本宣布将在F-15或F-16基础上进行改进,但也不排除完全自行研制。

F-2战斗机合作定型

1987年10月21日日本政府宣布以
F-2全部采用深蓝色的“洋上迷彩” F-2全部采用深蓝色的“洋上迷彩”
F-16C/D为基础研制FS-X,1988年11月美日两国政府签订了谅解备忘录,标志着两国间首次展开联合战斗机研制项目。该机只装备JASDF,所以研发费用完全由日本承担。FS-X的主要任务是保护海上运输线、海滩防御和反入侵。由于FS-X需要挂载4枚ASM-1或ASM-2反舰导弹,需要较大的机翼,并由此引发了其他的改动。尽管FS-X和JASDF的其他战斗机一样也需担负截击任务,但其最重要的任务是使用反舰导弹摧毁敌军舰或登陆舰。所以后来F-2全部采用与众不同的深蓝色海洋迷彩。FS-X的主承包商是三菱重工,与GD(后来改成洛马)合作研发。富士重工川崎重工是主分包商。美日双方达成协议,日本承担60%的工作份额,美国承担40%。[6] 

F-2战斗机设计生产

三菱F-2 001号机 三菱F-2 001号机
1991年,FS-X案完成细节设计,1992年4月通过审查,同年5月完成试验模型(MockupModel),评估完成后正式对外公开。1994年2月,各公司都完成了工程设计,开始制造一号原型机。FS-X第一架原型机于1994年初开始组装,1995年1月12日从三菱重工业公司的小牧南工厂出厂,同年10月第一次进行了38分钟的试飞。首飞成功,稳定性、机动性和操纵性均良好。第二架原型机于1995年12月13日试飞,第三和第四架原型机分别于1996年2月和4月试飞,各机首飞均获成功,没有出现大的意外。另外,还有两架原型机用于静态试验,其中结构和疲劳试验达到约6000小时。1996年3月,日本政府决定:FS-X正式投入批量生产,飞机编号正式定为F-2,在1996财政年度首批采购了11架。[5]  [8] 

F-2战斗机设计特点

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F-2战斗机基本设计

F-2的设计是在第40批F-16C单座战斗机的基础上进行的,
三菱F-2与通用F-16轮廓对比 三菱F-2与通用F-16轮廓对比
主要的改动包括:加长了机身,重新设计了雷达罩,集成了先进的电子设备(包括主动相控阵雷达、任务计算机、INS以及集成电子武器系统等),加长了座舱,增加了机翼面积并采用了单块复合材料结构,机翼前缘采用了雷达吸波材料,在机身和尾部应用了先进的复合材料和先进的结构技术,加装了阻力伞。动力装置为通用电气公司的F110-GE-129发动机。F-2的机身截面基本与F-16相同,但为增加内部容量,稍稍增加了机身中段长度。[10] 
F-2的机翼进行了重新设计,机翼面积为34.84平方米,比F-16增加了25%,翼展由F-16的9.45米增加到11.13米。每个机翼下有6个硬挂点,同时在翼尖安装了空空导弹发射架。
三菱F-2机腹 三菱F-2机腹
机翼的前缘后掠角为33°22′,扭转角为2°30′, 无上反。展弦比为3.35,根梢比为0.225,相对厚度为4.3%。为了补偿由于机身加长和机翼面积增大而增加的力矩,水平尾翼面积由F-16的5.92 平方米增加到7.05平方米。水平安定面的展弦比为2.25,前缘后掠为35°,有8°上反,根梢比为0.464。垂尾面积与F-16一致,但在其根部加装了阻力伞,前缘后掠角为47.5°,展弦比为1.29,根梢比为0.437。F-2还在机身后部增加了两个腹鳍,每个展长0.699米,面积0.75平方米,前缘后掠为30°,向外倾斜15°,展弦比0.65,根梢比0.653。[12] 

F-2战斗机座舱设计

主仪表
三菱F-2的座舱 三菱F-2的座舱
板由1个平视显示器(HUD)、3个多功能显示器(MFD)和正前方控制板(UFC)组成。控制杆在右手边,油门杆在左手边,与F-16类似。HUD不仅提供基本的飞行信息,还提供截击信息、目标信息、武器投放信息以及最终攻击阶段所需的其他数据信息。飞行员视场为俯仰20°,水平30°。三个彩色液晶多功能显示器位于主仪表板上,两个尺寸为102毫米×102毫米,另一个为127毫米×127毫米。MFD显示格式包括:武器管理系统(SMS)、火控雷达(FCR)、地图(MAP)、电子战(EW)、指引地平仪(ADI)、水平位置指示器(HSI)、数据传输设备(DTE)、飞行控制系统计算机的维护数据、告警测试、自动检查列表和飞行计划。[14] 
左侧MFD下方
F-2的座舱外观 F-2的座舱外观
有一个60毫米×90毫米的辅助液晶显示器,用于飞行信息显示,包括:空速、马赫数、气压高度、磁航向、俯仰和滚转信息、过载、转弯速率、侧滑、迎角、垂直速度和配平量等。操纵杆和油门杆提供了双杆操作(HOTAS)。目标管理开关、武器投放开关、配平旋钮、显示器管理按钮、导弹分级按钮、扳机安装在操纵杆上。雷达天线控制器、解耦偏航模式选择器开关、空战模式按钮和光标控制按钮安装在油门杆上。座舱采用ACESII型零/零弹射座椅[15] 

F-2战斗机航电设计

J/APG-1主动相控阵雷达 J/APG-1主动相控阵雷达
三菱F-2的J/APG-1火控雷达(FCR)是日本制造的第一种主动相控阵雷达,它的天线由800多个高功率发射/接收模块组成,可以在很短的时间间隔快速运转和变换,避免了天线的机械扫描。每个模块的发射方向由计算机进行控制,增加了其扫描速度和范围,改善了对快速移动目标的探测能力。该雷达具有边扫描边跟踪(TWS)、多目标制导和攻击、下视/下射功能,其探测能力视目标的情况而定,大目标如舰艇,可以达到185千米,小的空中目标,比如非隐身飞机,约65千米。[17] 
在2011年开始启动F2升级计划,首批升级规模为36架,预计全计划至少升级60架,计划将J/APG-1升级为J/APG-2型雷达,增大了发射功率,换装了
F-2机尾 F-2机尾
速度更快的新型信号处理机,还采用了新的处理算法。升级后的T/R模组采用了GaN技术,可在同样的面积下取得2-3倍的波束功率,是非常优异改进的结果,此外,J/APG-2型也具有电战功能以及对导弹追踪和上链功能,外媒推测其性能可能与美国第2批次F/A-18E/F战斗机所配装的AN/APG-79雷达相当。[18] 
三菱F-2的导航系统由惯性参照系统(IRS)、地图生成器、大气数据传感器系统(ADSS)、塔康、VOR/ILS和雷达高度表组成。IRS根据飞机运动测量加速度和角速度,使用环形激光陀螺和捷联式惯导系统进行精确定位和快速时间校准。地图发生器在座舱的MFD上显示一个三维地图,其上还同时显示告警高度、转弯点、计划航线、用户自定义符号、地形等高线,以及飞机当前位置。
电子战系统由一套集成电子战系统(IE
三菱F-2的有框式座舱 三菱F-2的有框式座舱
WS)和一个先进的干扰屏蔽单元(AIBU)组成。IEWS由三菱电子公司研制,包括电子战控制器(EWC)、电子支援(ESM)、电子对抗(ECM)、反探测投放器(CMD)等子系统。IEWS能够进行威胁告警/识别、威胁评估、实施对抗以及其他一些功能。如果系统发现了一个威胁目标,系统将在合适的MFD上显示威胁目标,并用语音向飞行员告警。AIBU可以控制FCR、IEWS、塔康以及敌我识别器间的信号屏蔽,确保避免所有机载系统的电磁干扰问题。[14] 
三菱F-2拥有一套3余度数字式线传
三菱F-2的AAQ-2前视红外观瞄装置 三菱F-2的AAQ-2前视红外观瞄装置
飞行控制系统(FCS)以及一套模拟式备份系统。该飞行控制系统按高机动性进行设计,结合了由随控布局飞机(CCV)派生出的大迎角和低空/高速条件下的控制功能,具有纵向CCV控制率、纵/航向CCV控制率,并具有降级模式和备份模式。CCV控制率可以在没有鸭翼的情况下为飞机提供高敏捷性。纵向CCV控制率包括4种模式。控制增益(CA)模式可以使飞机在任何飞行高度和速度下都能产生最优的控制响应;放宽静稳定度(RSS)模式可利用机翼和水平安定面产生的升力自动补偿飞机的稳定度,增加飞机的机动性。[20] 

F-2战斗机机载武装

F-2飞机的主要武器包括AIM-7F/M“麻雀”中程AAM空空导弹
三菱F-2挂载的Mk.82实验炸弹 三菱F-2挂载的Mk.82实验炸弹
,AIM-9L和AAM-3近程空空导弹, GCS-1制导炸弹,自由落体通用炸弹,JLAU-3 和RL-4多管火箭弹,ASM-1 和ASM-2反舰导弹。典型的武器配备为:作战支援任务,包括4枚反舰导弹,6枚225千克精确制导武器,或12枚225千克炸弹以及两枚用于自身防御的近程空空导弹;空战任务,包括4枚中程空空导弹和2~4近中程空空导弹。此外,F-2内置一门20毫米JM61A1机炮,安放位置与F-16相同,位于左侧翼根,可携弹512发。[22] 
外挂武器配置:
对空导弹
  AIM-9L
三菱F-2挂载的93式空舰导弹试験弾 三菱F-2挂载的93式空舰导弹试験弾
AIM-7F/M
  AAM-3 90式空对空红外制导导弹
  AAM-5 04式空对空红外制导导弹
  AAM-4 99式空对空中程主动制导导弹
  AAM-4B 99B式空对空中程主动制导导弹
反舰导弹
ASM-1 80式空对舰导弹
  ASM-2 93式空对舰导弹
空对地武器
  CBU-87
三菱F-2挂载的AAM-4空対空导弾 三菱F-2挂载的AAM-4空対空导弾
集束炸弹RL-4 火箭
  J/LAU-3 火箭
  RL-7 火箭
  联合直接攻击弹药
  Mk82 普通炸弹[24] 

F-2战斗机基本数据

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参考数据
长度
15.52m
翼展
11.13m
高度
4.96m
空重
9,527kg
最大起飞重量
22,100 kg
发动机
IHI/GE的F110-IHI-129涡扇发动机
1×131.23kN
燃油量
4,750L
参考性能
最大速度2.0马赫(高空),1.2马赫(低空)
爬升率300 m/s
实用升限18000米
最大航程
3,900公里(带三个外挂副油箱,无武装)
作战半径834公里(反舰作战)
翼负荷430公斤/平方米
推重比0.89(正常起飞重量)
最大过载+9/-3g(当起飞重量为12000公斤),+4.4/-1.6g(最大起飞重量)
滑跑距离
最小起飞滑跑距离: 450米
最小着陆滑跑距离: 400-650米
  
机载武装
机炮
1×JM61A1火神式机炮(备弹512发)
其他
8,085公斤弹药外挂载荷,11个外挂点[25] 

F-2战斗机服役事故

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2007年10月31日,
坠毁的F-2 坠毁的F-2
一架编号43-8126的F-2B(2004年服役)在爱知县名古屋机场进行飞行试验时起飞失败,飞机随后着火焚毁,两位飞行员成功跳伞仅受轻伤。[27] 
2011年3月11日,18架隶属于松岛基地的F-2因东日本大地震造成的海啸淹至机场遭到水害[28]  ,由于松岛基地除了一般业务外还担负F-2战机的转换教育作业,因此损失的机种以F-2B为主;防卫省而后认为这批战机仍在可修复的范围,因此将培训人员转移至三泽基地继续课程,
撞上房屋的自卫队F-2战斗机 撞上房屋的自卫队F-2战斗机
基地人员则在4月17日开始对这些战机进行维修,先期维修的经费在2011年第一次预算修正案提出,分解检查这些战机的经费预计为150亿日元。5月18日防卫省公布的检查结果表示可修复机体只有6架,将会用5年的时间将这6架飞机修复,每架的修复经费约为50-60亿日币,维修经费将在在2011年第二次预算修正案提出,修复后的F-2B将继续担负训练任务。[30] 

F-2战斗机生产型号

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XF-2A:单座原型机,生产两架,作为飞行实验用;
  • 编号63-8501/502(旧编号63-0001/003)。
XF-2B:双座原型机,生产两架,作为飞行实验用;
  • 编号63-8101/102(旧编号63-0002/004)
F-2A:单座战机版,预定生产62架;
  • 编号03-8503~507/509、13-8508/510~521、33-8522/523、43-8524~530、53-8531~533/535、63-8534/536/541、73-8542/543
F-2B:双座战机版,预定生产32架;
  • 编号63-8103~106、23-8107~115、33-8116~124、43-8125~129、53-8130/131、73-8132/133
日本防卫省三菱重工等内部有“F-2C/D/E/F”等编号使用,但只是内部实验的F-2性能提升计划相关代号,均不属于正式型号,2004年的国际航空宇宙展上有公布一台“F-2超级改”构型的资料和缩小模型机,该型机概念来自以色列的F-16I,外挂了适形油箱在机背和强化若干航电,但没有具体实现的消息只停留在设计阶段。[31] 

F-2战斗机总体评价

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虽然三菱F-2战斗机一直被认为是F-16的改进型。但该机的机体设计已经和F-16有了较大差别,而且机载设备、武器系统乃至电传操控系统的软件,都是完全不同的,
航空自卫队三菱F-2航空支援战斗机
航空自卫队三菱F-2航空支援战斗机 (15张)
因此完全可以认为是一种全新的战斗机。但总体来说,日本认为F-2缺少进一步发展的潜力,主要原因在于机体较小,不如F-15F-22,这也是F-16系列的固有问题。[32] 
从市场角度看,F-2战斗机的出口可能性基本为零,而且在本国的装备前景也有些不乐观。由于该机造价高昂,已接近最新型的改进型F-15,订购数量仍为最初的130架(A型83架、B型47架),继续订购的可能性很小,日本国内军工企业对参与该型战机生产的积极性不高。[32] 
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参考资料
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军事人物