日本 FS-X 支援战斗机发展历程

作者：王聪荣纯国产梦幻

统合日本军用机研发和建造的单位是防卫厅（相当于国防部）技术研究总部，它自１９７3 年开始即推动一连串未来飞机主要研究计画，其中包括战斗机外形、复合材料、运动力改善、未来射控、飞机用电脑、惯性导航装备、匿踪外形和整体电子战系统等计画。FS－X 案是在 1984 年 12 月 6 日防卫厅参谋会议检讨 Fl 后继机种技术的可能性时开始浮现的，F－１是日本自第二次世界大战后的第一种纯国产战斗机设计，预计进入 1990 年代后，Fl 也将步入其老年期。因此防卫厅有意藉发展 F－１后继机种的机会，在国内研发生产 FS－X

飞机。翌年 3 月，三菱重工提出独立自主开发、代名为 JF－210 的战斗机案，JF

－210 的外型类似瑞典 JAＳ－39 钩喙兽（Gripen），但是采用双垂直尾翼双发动机，其进气口在座舱下方，两具Ｆ４０４型发动机推动约 11．5 吨的基本起飞重量，最大速度是 1.9 马赫，携带 4 枚反舰飞弹（ASM）的战斗半径约 930 公里。可惜这项战斗机案一直没有实现，纯国产的 FS－X 构想终成幻影。

美国的阴影

1985 年 10 月，鉴于研发期间预估长达 10 年，FS－X 案决定由「国内研发」、

「现有飞机转用」和「导入外国飞机」等三个方向去检讨。但是在美国政府强烈的「关心」下，这三个选择逐渐消失，当年 12 月又多出一种「共同研发」的选择。美国当年反对日本自主研发的理由不外是：日本没有技术与经验进行高性能飞机的研发，自主研制价格过高，风险过大；研发高性能飞机恐会动摇日本禁止武器输出政策，并会影响美、日两国贸易关系。

美国飞机制造公司除了游说国会、政府官员外，也向日本政府企业介绍共同研发理想机种，研发的对象包含改造 F－16、F／A－18 和 F－15，日本企业虽然较赞成自主研发，但是在研发经费不断高涨下，选择现有飞机进行改造工程，可以减轻研发经费的负担，似乎较为有利。美国也不断地藉两国国防部首长级会议，施压于日本。从 1987 年 4 月初起半年余，日本国内三大报系，朝日、每日与读卖新闻等不断地报导 FS－X 支援战斗机相关消息，捕风捉影的对象不是飞机本身，而是美日两国政府对于 FS－X 案的谈判交涉过程。日本一度提及两国合力研发新战斗机，但是仍然无法躲避美国的压力。最后日本屈服于美国的压力，双方的结论是采用 F－15J 或 F-16C 来进行改造工程。

改造 F-16 最初 FS－X 在共同研发案中所讨论的对象是 F－15J、F－16C 和 F/A－18C 等三种机种，经过评估后，性能上最优秀者为 F－15 改，接著是 F/A

－18 改，最后才是 F－16 改。防卫厅对于这三种飞机的意见如下： 1、除了匿踪性无法满足外，F－15 改造案在性能上最佳，但是改造经费过高。

２、F－16 改造案虽然研发经费和量产后的飞机单价较经济，但是离陆性能和匿踪性是最大的问题。

３、F／A－l8 改造案在性能方面没有问题，但是研发经费和量产后的飞机单价都不低。

防卫厅初步较中意 F／A－18 改造案，因为在经费上和拥有两具发动机较符合要求，不过于 1987 年 10 月的会议后，两国决定由 F－15J 和 F－16 等两种飞机中择一共同研发。日本防卫厅最后由建造成本的考量决定了 F－16，FS

－X 的研发于是在翌年（1988 年）开始进行。最初计画试作 1 号机在 1993 年进行首次飞行，四年后首架量产机开始服役。

合作之路

整个 FS－X 研发计画虽然开始了，进展却是牛步化。首先是合作协议书

（MemorandumofUnderstanding，MOU）的内容，美日两国各有不同的主张，主要的徵结在共同研发与量产的分担比率，以及技术移转等两项。日本在国内研发 FS－X 不可能后，不太愿意多让出工作量，美国则希望多争取些，以增加其国内就业机会。技术移转方面，由于美国深恐透过 FS－X 案移转给日本的技术，

会塑造出另一强而有力的航太工业对手，影响它在这方面的领先地位。因此美国保留几手，关键科技如线传控制技术的原始程式不肯提供，造成整个 FS－X 计画案延搁了二年之久。MOU 的签约也因双方立场不同而拖延了半年多，最后终在 1988 年底谈妥。FS－X 的研发是以日本的三菱重工公司为主合约商，美国的通用动力公司（现改为洛克希德公司渥斯堡厂）和日本的川崎重工公司、富士重工公司为协力厂共同参与研发。整架飞机由三菱重工组装，并负责机身前段和左翼制造；川崎重工负责机身中段、主起落架舱门和腹鳍；富士重工负责机首、进气口段与水平尾翼和垂直尾翼；洛克希德的渥斯堡厂负责机身后段和右翼。日本三菱电机公司负责射控雷达和整体电子战系统，美国通用电子公司则负责发动机系统。

主要的 MOU 解决后，研发计画于是步上坦途，1991 年 FS－X 案完成细步设计作业，次年 4 月通过审查，同年 5 月完成试作模型（MockupModel）并进行评估，评估完后正式对外公开。1994 年 2 月，参与计画的公司都完成工程图面，准备开始建造一号机。

最初 FS－X 案在 1987 年度的研发经费预计是 1650 亿日圆，到了 1994 年已花掉 3270 亿，几乎是原来的两倍。飞腾的经费大半是 MOU 的延迟以及美国对于关键技术不肯松手，造成计画变更所致，另一半则是研发方式的改变，例如：美国通用动力公司要求分担设计和制造等工作，必须重新设立新的生产线。高涨的经费使得日本民意开始怀疑选择 F－16 是否适当，以及共同研发 FS－X 案的目的究竟是为了什么。

运用的构想

日本的支援战斗机，简单地说就是专司战斗与轰炸任务的飞机，航空自卫队在战时的运用上可以分为：

1、空中阻隔。２、近接空中支援，海上空中支援。３、防空作战；

而平时则是防范侵入领空的任务。战时主要任务是空中阻隔，亦即攻击在海上向日本进袭的登陆船团，或已登陆敌人的人员物资集结点和交通路线，尽可能消灭敌人部队的作战能力。对船舰攻击是首要任务，而身为 F－１的后继机种，自然必需配备下列武器；反舰飞弹 4 枚，227 公斤（500 磅）雷射导引炸弹 6 枚，227 公斤普通炸弹 12 枚。

陆海近接空中支援则挂载 227 公斤雷射导引炸弹、227 公斤或 340 公斤

普通炸弹、CBU－87／B 集束炸弹和 70 公厘与 127 公厘火箭发射器。防空作战则使用 AIM-9L 和 AAMS 短程空对空飞弹与 AlM-7F/M 中程空对空飞弹。

对于 FS－X 的战斗半径要求，以反舰作战为例，比 F-1 的 560 公里要多出 50％，约 830 公里。基本任务执行型态是 H－L－L－H（高高度进入，低空接敌及脱离，爬升返航），必要时能进行短场起降，可以在 1800 公尺长的跑道起降。

改造特点

基于日本的运用构想及特有的国土地理特性，结合美日新技术研发的 FS－X

是以 F－16C40/42 批为改造的母体。此型战机在当年美日决定共同研发时，正是最新的 F 一 16 机型，使用奇异公司制 F110-GE－100 型发动机的为 F－16C 第40 批，而使用普惠公司制 F00－PW－220 发动机的是 F－16C 第 42 批。FS－X 所使用的发动机最初并没立刻作决定，经过一番评估后，才选用性能增强的 F110

－GE－129 发动机，最大推力 131．6 牛顿，较原有发动机增加 2％。

由 F－16C 改造成 FS－X 的主要特色是： 1.增大主翼和尾翼面积。2.主翼使用一体成形复合材料，机身和尾翼也采用复合材料及先进的

结构技术，以减轻重量。

采用 F１１０－GE－129 发动机，以改进起飞时的性能。
为改善匿踪性，主翼前缘及其他部位使用雷达波吸收材料。
使用最先进的航电装备，如主动相位阵列雷达、任务电脑、惯性基准装置和电子战系统。
机身加长 40．6 公分。
为了搭载新近研发成功的射控雷达，机首外形加以变更。
增设降落用阻力伞，减少滑行的距离。
使用强化型座舱罩。

１０、挂载纯日本产 AAM－３、ASM－2 飞弹。

改造系依据 FS－X 的特殊需求进行，一般说来，FS－X 在战斗半径与 F

－16C 几近相同而酬载量较多的情况下，它必须携带更多的燃油，然而 F-16C

精致轻巧的机身却无法容纳，所以只有延长机身尺寸，在前、中、后段机身中，选择了后段机身延伸 40．6 公分（16 寸），延长尺寸的同时必须扩大主翼与尾翼面积，以保有 F－16C 优秀的操纵性，并增进 FS－X 的转弯性能，以适应对舰、对地的支援作战。机身各部尺寸皆加大，于是增加机身的重量，所以使用复合材料和钛合金以减轻重量。复合材料大量使用的结果，使 FS－X 的复合材料使用量约占全机结构材料的 18％，使用的部位包括主翼翼肋、襟副翼外皮、固定后缘外皮、机身中段前部外壳、水平尾翼外皮、垂直尾翼、尾舵和起落架舱门。而钛合金则使用于机翼机身结合螺栓、水平尾翼转动轴、主翼翼肋结构、挂架吊挂螺栓和襟副翼莲结栓等。因应主翼和尾翼面积的扩大，主翼前缘后掠角度由 F－16C 的 40 度改成 33．2 度，而主翼由一体成形的复合材料所构成，令人留下塑胶制飞机模型的印象。主翼下方挂架支点两翼各有 6 点，一共 12 处。翼端的发射架是标准配备，专用于挂载空对空飞弹。内舷含有燃油管线，专用于吊挂副油箱，中间的三个吊挂点则是用于携带飞弹与炸弹。

主翼面积较 F－16C 扩大 25％，水平尾翼面积则多出 19％。尾翼除了

面积增加外，为能满足起飞性能，其下反角也比 F－16C 多出 0．7 度。尾翼后缘外侧也和 F－16C 类似切掉一角，究其原因乃是为防止机尾在著陆时与地面擦撞。

在改善匿踪性方面，雷达波吸收材料应用于主翼前缘、进气口前缘和机鼻等部位。为避免飞机在陆地和海上低空飞行时与鸟冲撞的危险，依据 F-1 战斗机的服役经验，FS-X 改采强化型座舱罩，分为前方风挡和可动式座舱罩两部分，而非 F-16C 原有的一体成型座舱罩。

射控雷达

FS-X 最令人瞩目之处是位于机首内部的主动相位阵列式射控雷达，此种雷

达相当先进，美国海军的勃克级神盾驱逐舰即配备此种雷达。航空用雷达最初实用化首见于俄制 MiG-31 战斗机，而美国的 F-22 先进战术战斗机也配置此种雷达。

主动相位阵列式雷达的原理可以简单说明如下：此种雷达是由多个雷达天线单位排列而成，如同蜻蜓或苍蝇的复眼，每个雷达天线皆可发射与接收电磁波，而由电脑适时地整合控制每个雷达天线的发射讯号，合成扫瞄电波，这与传统雷达所使用的方式不相同，此种电子式控制不仅可以拥有多样化搜索模式，而且处理速度也较快。

每个雷达天线单位都是由镓化砷晶体所构成，美国 F-22 所使用的相位阵列雷达约需要 2000 个单位，其单位制造成本是约 8000 美元，全部约需 1600 万美元。制造成本高的原因是镓化砷晶体加工技术比矽晶体更难，而日本在这方面比美国强，日本的制造单位成本只有 1000 美元，因此 FS－X 的相位阵列雷达相当受到美国的重视。

FS-X 的相位阵列式射控雷达之有关资料并未公开，其概略性能大约可从 F－16 推算而得。使用模式可能有空对空、空对地（舰）和导航等，此外另有特别设定的空战模式。空对空模式可以在俯视下进行侦测、尾追以及提供中程空对空飞弹所需的导引电波。空对地（舰）模式可以量测对地距离、地上目标的尾追、海上目标的侦测及尾追，并可同时进行对空搜索和尾追，导引模式可提供地形地貌绘图和对地形回避的功能。

射控雷达在对目标的搜索上，对海面舰艇约有 148 至 185 公里左右的

能力，而在空对空模式下则有 74 公里左右。

FS－X 采用 HOTAS（HandsOnThrottleAndStick）的设计概念，使飞行员在双手操控操纵杆与油门推柄的状况下，仍能操作雷达。座舱内的仪表板使用正前方控制方式，雷达模式的选择、通讯与导航仪器的操作等皆整合执行。仪表板上的多功能萤幕数目也比 F－16 多一倍，使用 3 具液晶式彩色萤幕，另有一具辅助显示萤幕。

整体电子战系统

由三菱电机公司专为 FS－X 研发的整合电子战系统

（IntegratedElectronicWarfareSystemIEWS），是为了能在电子战环境下增强生存性的装备，将对各种威胁电波和来袭飞弹的警戒和干扰功能加以一元化，从而迅速、有效地反制。

IEWS 是由雷达警戒及电子测定装置（ElectronicSupportMeasures，ESM）、电波干扰装置（ElectronicConnterMeasures，ECM）、干扰丝－火焰弹抛射器

（CounterMeasuresDispenser，CMD）所组成，由这些装置自动对于威胁电波加以识别，评估其威胁程度再实施反制。

ESM 可以对威胁电波的相关资讯加以收集，除携回参考外，并可立即加以分析、警戒与识别、评估与反制等，这些措施皆可由机上的电子战电脑负责。一旦判别威胁电波种类，立即评估其威胁度，对于危机度高者，除了在萤幕上显示外，并以声音通知飞行员促其采取躲避动作。此外，也对此威胁判断干扰的优先次序，提供反制方法的选择。对抗威胁的方法包括电子式干扰（ECM）和机械式干扰（CMD），由于 ECM 需要空间，因此双座式 FS-X 机上不搭载，将藉吊舱式 ECM 来弥补此项缺失，而单座机种则采内部搭载方式；CMD 由原来 F 一 16

的两个部位，再于背鳍右侧追加两组。

通讯、幻航与敌我识别系统

FS-X 机上搭载的通讯、导航与敌我识别系统基于成本理由，大致上 F－16 的装备相同，所增加的是资料链设备和改用高性能敌我识别装备（AIFF）。资料链设备接收由自动警戒管制组织（BADGE）地面站传来的拦截资料，经由任务电脑处理后，再向飞行员显示目标物的资讯，在此种情况下，FS－X 不使用机上雷达也可以拦截目标。为能发挥中程空对空飞弹的能力，机上也搭载 AIFF，AIFF 是具有询问与回答两种功能的敌我识别器，询问天线是装在座舱档风之前，并列形成一个大 V 字形。预计 F－16 的改良型也将装设与 FS－X 相同的 AlFF。

FS-X 的通讯系统使用 UHF、VHF－UHF、HF 等无线电系统，这些都是 F

－16 上的原有装备。HF 是航空自卫队战斗机首次搭载的无线电装备，在低空飞行时，可以确保视线外通讯的畅通。

导航系统中 TACAN（太康）、VOR/ILS 等是与 F－16 相同的装备，而惯性基准装置（InertialReferenceSystem，IRS）和地图导航装置是日本研发的产品，其中 IRS 是以机上雷射螺陀仪得到的机体三轴方向的加速度及俯仰、滚转和横摇率加以计算，得到导航资料中应有的真方位、磁方位与位置的资讯。地图导航装置是使飞机在飞行中能与地图相对照，地图采用日本国土地理院以日本领土和周围海域所做的地势图为资料库，提供日本地图的资讯，使飞行员能找到预定的飞行路径。

外挂武器配备

支援战斗机的必要条件是本身必须为优秀的武器载具，可以弹性地携带各式各样的武器。FS－X 是以执行空中阻隔作战和陆海近接空中支援作战为主，而应状况需求兼以执行防空作战，其外挂武器也依上述之用途而可分为：

1、空中阻隔作战：ASM-1 和 ASM-2 空射反舰飞弹、227 公斤雷射导引炸弹。

2、挂陆海近接空中支援作战：227 公斤雷射导引炸弹、227 公斤或 34 公斤炸弹、CBU－87/B 集束炸弹、JLAU3－A（70 公厘）和 RL-4（127 公厘）火箭发射器。

3、防空作战：AIM-9L、AAM-3 短程空对空飞弹和 AlM－7F/M 中程空对空飞弹。

为能携带上述的武器，FS－X 的两翼及机身中线下，一共有 13 点可挂载武器。其中 STA4－8 和 STA4L/8R 等四点是不能同时挂载的，因此实际可用的只有 11 点。加挂的副油箱有 1136 公升（300 加仑）和 2271 公升（600 加仑）两种，1136 公升副油箱是挂在机身中线下，而 2271 公升的副油箱是挂于主翼下方，这是美国为 FS－X 所研发的新式大型副油箱。

主翼下方的挂架每一点均可以一次挂载 3 枚 227 公斤炸弹，大幅增加炸弹携带量。武器中较令人注意的是新式的 ASM-2 反舰飞弹，其制式名称是 93 式空对舰导引飞弹（注）。ASM-2 的前身是被称为80 式空对舰导引飞弹的ASM－1，ASM-2的推进系统改采单段离心式喷射发动机，终端导引改采红外线画面导引系统。ASM-2 射程估计超过 100 公里，而对抗干扰的能力也增强甚多。（注：于 1993

年制式量产的武器即编为 93 式，余类推）

另一种值得注意的武器是被称为 90 式空对空导引飞弹的 AAM-3 飞弹，自卫队预计以此种纯日本制的飞弹取代获授权生产的 AIM－9L 飞弹。它具有瞄准心外命中（Off-Bullsight）和高速运动的能力，弹体前方四片翼鳍根部较细长，很像四支有把柄的鳍，使飞弹在高速运动时仍不失其灵活性。中程导引飞弹除了技术生产的 AIM-7F/M 外，自卫队仍在研发类似美国先进中程空对空飞弹的XAAM-4 型飞弹，使 FS－X 能在复杂的电子战环境下，对抗迎面而来的飞机和飞弹。

FS－X 的近距离武器仍沿用 F-16C 的六管 20 公厘 JM61 机炮，发射速度

是每分钟 6000 发，最大携弹量 511 发。

量产计画最初在 1987 年 10 月决定由 F-16 改造研发而成 FS－X 时，预计总共量产 130 架。不过由于国际情势丕变，东西方结束对立，俄国已不是日本的头号敌人，再加上研发经费大幅超出，一时之间量产计画中止的呼声响彻云霄。但是冷静地思考后，日本在 F－104 已退休而支援战斗机 F-1 也面临老化淘汰危机时，放弃 FS－X 已是不可能的事。

放弃已投入的三千多亿日圆研发经费，改选其他机种取代 F5－X，似乎不是一件高明的事；而且从政策面去考量航太工业，生产 FS-X 不仅可替目前日本低迷的相关工业带来工作机会，也可以在 F－15 战斗机和 P3C 反潜飞机结束生产后接续下去，维持必要的生产线。

FS－X 的量产工作虽然势在必行，但每架飞机的单价却十分惊人，最初在 1985 年所估计的单价为五十几亿日圆，如今加上约 10 年的币值变化幅度，

一架飞机的价格已接近 70 亿日圆，若将研发经费计算在内，则单价已达到 100 亿日圆，而过高的单价将会限制生产架数。

以 FS－X 为 F-1 的后继机种来考虑的话，最低限度以 1 对 1 替换，则 FS

－X 需要 75 架左右。另一方面，由于 F-1 飞行员可直接由 T-2 转换训练而来， FS－X 也需要其他的教练机种来达到此目的，因此适当地增加双座型是有其必要的，所以 FS－X 的数量可能会增加至 80 架左右。FS－X 的量产计画除了数目增减外，也必须考虑到美国强烈希望加入量产的主张，这对于日本而言，FS－X 的工作量比例也变得相当复杂而且头疼。

总而言之，FS－X 的量产计画必须在 1 号机完成首次飞行时下决定。首批量产的数量有可能是 12 架，而量产计画完成后，单座型与双座型的比率大约

是 4 比 1 左右。