老话说,心神不定,输得干净。对于日本来说,心神指三菱重工的ATD-X技术验证机,新近正式命名为X-2,也就是说,从公司项目转为防卫省技术研究本部(现防卫装备厅,简称TRDI)的正式研发飞机。近代日本画坛巨匠横山大观把富士山叫做日本的“心神”,据说将“心神”用于战斗机名字包含了“日本之魂”的意思。1月28日,“心神”在位于名古屋的三菱重工小牧南工厂首次正式向公众公开,预计在2月首飞,但一直推迟到4月22日上午才首飞 ,接下来该机将开始进行包括实机雷达反射面积(简称RCS)测试在内的试验。重要的是,“心神”可能不止是技术验证机,如果一切顺利,最快可在2018年投产,作为三菱重工F-2战斗机的下一代。



经历了N多磨难之后,“心神”终于首飞了



如果“心神”代表日本战斗机设计的最高水平,那只能说日本根本就没有打算认真设计战斗机
在二战时代,日本曾经有过颇有规模的航空工业,“零”式战斗机的速度、机动性和航程曾经在战争初期使得太平洋美军一筹莫展。1942年6月3日,作为中途岛之战的一部分,日本舰队袭击阿留申群岛南端的荷兰港,一架“零”式被击中,在阿库坦岛迫降过程中飞行员丧生,但飞机受到的损坏不严重。美国海军用“卡塔琳娜”水上飞机作为海上巡逻,经常巡视荷兰港周边,但由于阿库坦岛太偏僻,处在通常航线之外,直到一个月后有一架“卡塔琳娜”迷航,碰巧经过这里,才发现这架“零”式的残骸。美国海军很快组织力量把残骸运回美国本土。在差不多的时候,在中国南方,也有一架“零”式在海滩上迫降,被中国老百姓拖回来交给国军方面,在飞虎队机械师修复后,飞回大后方,最后借道印度运回美国。通过深入分析和对比飞行,美军发现,“零”式的飞行性能非常出色,但也有一些突出的缺点:结构强度不足,大过载机动可能自己就散架了,因此飞控在220英里/小时以上速度会非常沉重,避免过度操纵;高速俯冲时发动机汽化器会被燃油淹没,造成发动机停车;螺旋桨的反扭力强劲,造成向左横滚容易,向右横滚艰难;缺乏自封油箱和装甲,被击中后生存力很差。在后来的战斗中,美国飞行员已经熟谙“零”式的缺点,采用针对性战术,取得很大的战果。在战争后期,美国航空技术的进步加上日本飞行员的素质下降使得“马里亚纳猎火鸡”成为千古奇谈。
二战前的日本是新兴工业国家,一方面技术发展很快,另一方面受工业基础和资源的限制,在追求最大飞行性能时采用了一些极端技术,但这是从实战要求和尽早投产形成战斗力出发的有意取舍。“心神”正好相反,似乎是有意不以投产为目的的纯预研项目,种种X-2将投产作为F-2的替代的说法也不能改变这一事实。
说起来,F-2是战后日本唯一的自主研制战斗机的企图。F-2的研制是在80年代展开的,这正是“日本神话”的时代,日本信心满满,自以为掌握了复材机翼整体成型和主动电扫雷达神技,要用雄厚的技术基础和财力堆出一架先进战斗机来。但理想很美满,现实很骨感,日本一上手,才发现不仅有美国的政治压力因素,还有具体的技术上的拦路虎,只好改弦易张,改从通用动力F-16大幅度改进,成为现代航空历史上少见的全新设计的现有产品。但在F-2时代,至少日本是认真试图自主研制战斗机的,由于内因外因迫不得已而最后做成这锅夹生饭。X-2时代则完全不同。
在日本空自开始装备F-15J的1981年,中国空军尚未完成歼-6向歼-7的换装,多难的歼-8还没有脱离襁褓,歼-10、歼-11更是连怀胎都谈不上。30年后,F-15J依然是空自主力,但中国空军歼-10、歼-11已经形成战斗力,极大地侵蚀了空自习以为常的技术优势。但日本向美国求购F-22的请求被一再打回,直到F-22停产都没有松口。日本开始ATD-X研制的确切时间不清楚,但在2005年将全尺寸RCS模型送往法国测试,检验隐身性能。2006-2007年间,日本制造了4架1/5遥控自由飞模型,并进行了多次试飞,验证气动设计和飞控系统。原型机制造从2010年开始,首批制造两架,一架用于试飞,另一架用于静力试验。试飞用的原型机在2014年7月出现在日本TBS电视台的报导中,但很多画面用马赛克遮挡。ATD-X原计划在2014年就要首飞,但整个2015年都没有首飞的踪影,只进行了一些地面试验。
ATD-X为单座、双发、双垂尾、中单翼设计,采用两侧进气口,在外观上像缩小的F-22,但只是“像”而已,而恶魔总是藏在细节之中。F-22的基本设计理念在于隐身、超巡、超机动和网络中心战。网络中心战是内秀,外观上是看不出来的。但隐身、超巡和超机动在外观上可以看出一点端倪。

X-2和F-2的大小直观对比

“心神”的“豁嘴”喷口

F-22的矩形喷口

苏-35的轴对称喷口
ATD-X采用外倾双垂尾,这可能更多的是出于隐身的考虑,避免侧向的垂直面,而不是出于机动性的考虑。但ATD-X的两台发动机喷口采用三片式推力转向,这应该是出于机动性的考虑。超机动和高机动没有明确的界限,一般认为超机动更加强调过失速和超音速机动性,传统的气动控制在这两个情况下都力有不逮,推力转向更加有效。推力转向有多种基本设计,F-22的矩形二维喷口和苏-30MKI的轴对称三维喷口是两种典型的推力转向设计,F-35B的三段式推力转向喷口更加适合于垂直起落,用于气动控制的话在重量和反应速度上都不理想。还有一种就是ATD-X采用的多片式了。这在美国的洛克韦尔X-31上首先使用过,重量轻,但效果有限。三片式喷流转向是不可能密封的,在导流片大幅度偏转迫使喷气流转向时,导流片之间“漏气”显著,部分喷流的能量从巨大的缝隙流散,而不是形成偏转的推力,推力损失小不了。但换一个角度考虑,三片对喷口形成一定的遮挡,缝隙正好引入环境的冷气流,有一定的红外隐身作用,倒也不是一无是处。有说法生产型将使用轴对称推力转向,但看来那不属于技术验证的一部分,要不就是技术已经成熟了,不需要验证;要不就是技术离实用还相差很远,连验证都没有资格。
