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日本揭秘F3隐形战机开发计划 性能超“猛禽”(2)

2014-09-04 15:45:11 作者: 王欢 评论: 字体大小 T T T 扫描到手持设备
日本防卫省计划于2014年9月首次试飞正处于研发阶段中的ATD-X“心神”隐形战斗机试验机型,并计划在这款试验机的成果之上启动F-3战机的研发。F-3战机计划于2025年左右实现首飞。日本计划在发动机上使用没有先例的高耐热陶瓷基复合材料。相关新机轴研发工作正热火朝天地展开。如此一来,在该项目与美国F-X项目的合并谈判上,日本能够掌握主动权。

3.第六代战机F-3的研发方案

“心神”战机获得相应验证成果后,F-3将进入实质研发阶段。而成果得以反映的时间则在2017年左右。F-3的原型机则计划在2025年左右首飞,在2027年实现真正意义上的批量生产,在21世纪30年代中叶之前替代现役机型F-2。此外,在21世纪30年代后期F-3还将替代届时退役的F-15J战斗机。在老旧的F-15J退役之前,日本政府为避免其继续老化在对其进行现代化升级同时,继续让其担任日本防空任务。

虽然没有具体的换装方案,但是大体可以肯定,届时42架从美国进口F-35战机和约200架新生产的F-3将陆续替代日本航空自卫队现役战机F-2、F-15J以及改进版F-4EJ。与此同时,美国海军和空军则欲在2030年到2035年装备新型F-X战机。

4.3i战斗机研发的构想

日本政府为抗衡中俄正在开发的第六代战机,欲在F-3战机上应用多种新技术,在性能方面打造绝对优势。也就是说,日本想和实战中的劣势以及隐形带来的威胁进行抗衡。日本将集聚着新技术3个关键的战机称为“3i”,而“3i”则分别指这三个关键所对应的英文单词的首字母。它们分别指“信息化(informed)”、“智能化(intelligent)”和“快速反应能力(instantaneous)”。日本防卫省将从这三个方面加快对相关关键技术的具体研究。如下便是其具体研究的关键技术。

3i战机将装备“新数据链路”综合火控系统,该系统将帮助战机在有人机和无人机群中识别敌我,实现对敌机的有效打击。

另外,3i战机还将装备采用光纤的光传操纵系统。和导线相比,光纤在抗强电子干扰上更胜一筹。日本海上自卫队此前在川崎P-1海上巡逻机上装备了光传系统,在世界上首次成功实现了该系统的实用化。

在机身构造上,3i将使用能够吸收大量电磁波的碳化硅纤维材料。而在座舱盖上,3i还将使用具备高电磁隐蔽性能的磁屏蔽材料,同一磁屏蔽材料还应用于等离子电视机。另外,在机头雷达空余位置,3i还将使用能够弯曲反射电磁波方向的超材料(指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料 )。这些基本材料,日本或在3i研发的最终阶段完成开发。

现在世界各国使用的主流雷达均为采用砷化镓半导体材料的有源相控阵雷达。而F-3装备的雷达才将采用输出功率提高3倍、能够大力延伸探测半径的第三代半导体材料氮化镓来代替砷化镓。

2012年下水的“秋月级”导弹驱逐舰上装备的FCS-3A射击管制雷达上使用了氮化镓半导体材料,为世界最早。另外,F-2战机上已经开始装备用于翻新的F/APG-2雷达,该雷达采用的也是氮化镓材料。此外,老式99式空空导弹AAM-4的改良版AAM-4B空空导弹上也装备了使用氮化镓材料的有源相控阵雷达。日本在世界上率先实现氮化镓雷达的应用,而包括美国在内的其他国家在相关领域仍处于研发阶段。

日本防卫省计划综合从高输出功率氮化镓雷达、红外线传感器以及电子支援系统上可得到的数据,开发出能够探测和应对隐形战机的机用智能RF传感器,并将其作为综合火控系统的主装备搭载于F-3战机。

另外,关于按照飞机外形排列雷达收发信号元件的下一代传感器系统,智能机皮构造研究已经完成。如果智能机皮能被成功开发出来的话,战机把握本机周围的全况将变得更加容易,其应对威胁的能力也将大步提高。

一部分观察家认为,美国未来可能也将提出“3i”技术,而这些技术将为美军F-X的研发做出贡献。

5.全新发动机

按计划,由石川岛播磨重工研制的F-3发动机将比美国F/A-18E/F超级大黄蜂装备的2台GE F414发动机的推力大50%。F/A-18E/F空重14吨,最大起飞重量为30吨,F414发动机在开加力的时候推力可达10吨。据此可以判断F-3采用的发动机在推力上具有更大的富余。

图:日本防卫省提供的F-3发动机的概念图。作为下一代发动机,F-3发动机从2010年起开始研发,2015年将完成核心部位的研发,而试验发动机则预计在2017年之前会有后续试用计划。

上图黄色部分表示的高压区所在的6段压缩机、1段涡轮机和白色部分表示的低压区所在的3段风扇、1段涡轮机构成了该发动机的2轴。高压区和低压区旋转方向相逆,于是就省去了低压涡轮机的叶轮。为了提高涡轮机入口的温度,涡轮机和旋翼遮板上将使用耐热性极高的陶瓷基复合材料。

根据日本防卫省此前公布的新发动机概要,F-3战机发动机整个构造同F-22“猛禽”战机装备的发动机类似,F-22发动机F119-PW-100 在不开加力时的推力可达15.8吨。F-3发动机风扇的进气口部位将安装具备减少电磁波反射功能的叶轮。

图:日本防卫省公布的图片显示,新发动机左边有3段风扇,右边有6段高压压缩机。风扇以及高压压缩机的一部分是把叶片和圆盘加工为一体的简洁构造。因此,发动机各段可避免漏气从而获得高效率,而且也能避免使用过多的零件。

责任编辑:齐鲁青
来源: 环球网
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时间:
2014年12月28日 ~2014年12月28日
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