DOI:10.19486/j.cnki.11-1936/tj.2022.20.008

2019年12月，日本公布的令和二年（2020年）防衛預算書中，首度編制280億日元（約2.6億美元）給“次期戰鬥機”（下一代戰鬥機）開發計劃，其中戰機本體研究工作就獲得1億美元經費。雖然日本仍希望與外國廠商合作開發，但需要把握設計主導權，確保15～30年後仍能滿足日本安全需求，並保障本土廠商的參與度與自行改進的靈活性。防衛省也在防衛裝備廳任命裝備開發官，負責下一代戰鬥機項目管理。要指出的是，日本把開發新戰機與所謂“中國威脅”聯繫起來，聲稱中國人民解放軍業已服役多年的殲-20隱身機讓自己感到恐慌，“決心儘量彌補失衡”。 

未來戰鬥機的研究

二戰期間，日本就曾是航空大國，開發出以航程與機動性見長的零式戰鬥機，但戰敗後只能以美制戰機的授權生產工作來學習噴氣機生產技術，直到20世紀60年代才根據T-2超音速教練機衍生出F-1對地/對艦支援戰鬥機（即攻擊機）。70年代中期，防衛廳（即後來的防衛省）技術研究本部與三菱重工開始研究下一代支援戰鬥機，名為F-1的後繼型號，實際是以高機動性超音速制空戰鬥機為目標。

1985年，防衛廳啟動“實驗支援戰鬥機”項目（FSX），打算在90年代同時取代國產F-1和美制F-4EJ“鬼怪”II式多用途戰鬥機，三菱重工提出當時時髦的“鴨式前翼+三角主翼+雙垂尾”氣動布局。但在美國里根政府壓迫下，日本政府無奈選擇以通用動力公司航空分部（今屬洛·馬公司）的F-16輕型戰鬥機為基礎，修改出F-2支援戰鬥機，並得到“平成零戰”的綽號。這種“借船出海”的模式，沒能讓日本“防衛自主”與“航空振興”，反倒進一步變成美國的附庸，對於這一憾事，日本人一直耿耿於懷。 

在FSX項目確定由美國主導後，日本仍不放棄自行設計戰鬥機的夢想，繼續進行相關技術研究，像三菱重工的“自我修復飛控系統”是設計一種能在飛機部分翼面受損的情況下自動選擇其他翼面補償功能的控制方案，但其研究課題涉及戰機垂直尾翼在高攻角遭機身尾部渦流遮蔽情況下如何控制的問題，因此其想定的機型是在“鴨式前翼+三角翼”布局的雙發飛機加上三維矢量發動機噴嘴，利用推力矢量補償偏航與滾轉控制。

2000～2009年，日本撥款134億日元（1.24億美元，以項目啟動年匯率計算，下同）給三菱重工，從事“高運動（這裡的日式漢語“高運動”直譯是“高機動”，但日本人的研究目標實際是以兩倍於常規戰鬥機攻角的機動，更確切的稱呼應是美歐所說的“超機動”）飛控系統”的研究，不僅包括自我修復飛控系統，還加上隱身技術的研製，主要攻關重點是：

1）光纖飛控系統（FBL）與高壓液壓制動器；

2）模仿20世紀80年代美國X-31試驗機的外接三片式矢量噴嘴，可承受加力燃燒室的2200攝氏度高溫；

3）綜合氣動翼面、發動機數字控制系統與矢量噴嘴的“綜合飛行推力控制”（IFPC）；

4）隱身飛機外型設計與測試；

5）可吸收雷達波的塗料與碳纖複合材料；

6）避免發動機葉片產生回波的阻波器與S形進氣道。

2008～2010年，日本撥款70億日元（約合0.67億美元）給三菱重工，根據“高運動飛控系統”項目研究成果設計一架“高運動隱身機”，並於2009～2015年撥款399億日元（4.62億美元）給三菱重工，根據設計圖紙實際製造“先進技術實驗機”（ATD-X），以驗證隱身與超機動技術的研製成果。ATD-X一度被稱為“心神”，但正式名稱是X-2，形同繼承20世紀50年代的X1G1活塞高升力實驗機的編號傳統。2016年4月，X-2實現首飛，2017年10月完成32次試飛後項目結束。 

2009年，防衛省舉行“戰機生產技術基礎”研討會，召集相關領域評估日本航空工業在F-2停產後的衰退以及“將來戰鬥機”（下一代戰鬥機）的技術儲備。2010年，防衛省提出自行發展未來戰鬥機的願景M3戰鬥機，具有以下特性：

·高度信息化（Informed）：利用先進感測與通信技術取得“先視先射”的優勢，並以隱身技術阻止對手探測； 

·高度智能化（Intelligent）：發展具有人工智能的無人戰鬥機，使戰機飛行員能指揮多架戰術無人機協同攻防，扭轉對手的數量優勢；

·瞬間擊殺（Instantaneous）：利用電戰技術“軟殺傷”敵機的感測系統，未來進化為直接能量武器。 

2011年開始，日本進行未來戰鬥機的數字仿真設計，並在2014年制訂的“中期防衛整備計劃”（計劃跨越的時間為平成二十六年至三十年，簡稱為“二六中期防”）正式提出發展未來戰鬥機以接替F-2的構想，同時受2011年中國首飛殲-20成功刺激，日本為了彌補“戰鬥機空缺”，確定航空自衛隊從美國引進F-35A聯合打擊戰鬥機，並通過特許生產方式鍛煉國內航空企業。鑑於國產新戰機技術風險很大，日本不敢誇口自己包辦，便在動員國內科研力量的同時也尋求國際合作。而為了避免執行多年的“武器出口三原則”影響外國廠商興趣，日本安倍晉三政府特意在2014年取消禁令，使合作開發的裝備可以出口第三國，為合作夥伴共同創造外匯。

2016年6月，防衛裝備廳向國內外廠商發出信息需求書，詢問他們能在日本發展新戰機時提出什麼樣的方案，美國波音、洛·馬、諾·格、瑞典薩伯、英國BAE系統、意大利萊奧納多、歐洲空客防務航天分部等飛機製造商及美國普·惠、英國羅·羅等發動機製造商都作出回復。因為各家廠商各有強項，日本會選擇最能補充日本弱勢的廠商做為共同研發夥伴。

英國首先接觸日本，在2017年達成下一代空空導彈的合作協定，將以英國BAE系統公司“流星”衝壓導彈彈體集成日本AAM-4B空空導彈上的主動數字雷達導引頭，同時探討合作發展下一代戰機的可能。美國公司也不甘示弱，2018年，洛·馬公司開始炒作重啟F-22戰鬥機生產線的話題，希望用引入更先進的F-35戰鬥機航電系統來實現“雙劍合璧”，滿足日本航空自衛隊對制空戰鬥機的“執念”，但最後還是闖不過美國國會禁售F-22這一關。

日本《軍事研究》主筆竹內修（Takeuchi Osamu）認為，無論合作夥伴是誰，日本主導下一代戰鬥機開發的決心已無可動搖，耐人尋味的是，日本表露這一決心的時候，恰恰是美國沒有合適產品對日推銷的當口，正好成為日本政府對美國“幫助”敬謝不敏的理由。要知道，日本從中國獨立自主發展達到第五代水平的殲-20殲擊機中受到刺激，也強調只在部分子系統上選擇國際合作，並讓美國和歐洲廠商都能參與，以平衡盟國之間的政治經濟壓力。

戰機布局變化

三菱重工在設計“高運動隱身機”和X-2先進技術實驗機時，拋棄了早前的“前翼+三角翼”路線，轉而選擇類似F-22的“鑽石翼+水平尾翼+V形尾翼”的布局，這是因為突出隱身要求後，水平尾翼與主翼在同一平面時，前方雷達波會被主翼遮蔽，而且水平尾翼可補償前翼渦流在大攻角時增強進而產生機體橫向不穩定的缺點，至於外傾的V形尾翼可避開機身尾渦，在大攻角提供橫向穩定性。

防衛裝備廳在2011年開始以高運動隱身機為基礎，衍生出未來戰鬥機的設計，由於當年為平成二十三年，第一版數字電腦模型稱為23DMU（Digital Mockup，數字電腦模型之意）。基本上，23DMU就是X-2的放大版，加入實驗機沒有的機腹彈艙，使前段機身拉長，主翼後緣改為平直，使其由後緣前掠的鑽石翼變成較常見的梯形翼。理論上，主翼後緣前掠，可增加後緣繞射波的偏轉角度，降低飛機前半球的雷達回波。23DMU的主翼後緣平直化，增長翼展，明顯增大主翼的展弦比，可增大亞音速升阻比與機翼油箱空間，提高其續航力。 這反映了23DMU以犧牲部分隱身性為代價，換取更大的航程與滯空時間。

防衛裝備廳在2014年發表《未來戰鬥機機體構想研究報告》，也說明增加續航力的重要性：由於未來假想敵很可能擁有戰機數量優勢，日機會陷入“以寡擊眾”的窘境，而戰機在戰區上空停留越久，就等於有更多戰機並肩作戰，可抵銷對手數量優勢。

而在2012年設計的24DMU卻恢復對隱身性能的重視，主翼恢復成後緣略微前掠的鑽石翼，23DMU的四片尾翼只剩下兩片大面積V形全動尾翼，而且傾斜角度更大，類似YF-23的“寬V尾”（Wide V Tail），可同時產生俯仰、滾轉與偏航的控制效果。寬V尾的缺點是翼面偏低，在大攻角飛行時易被則機身渦流干擾，進而破壞橫向不穩定性。因此，洛·馬在設計F-22時就放棄寬V尾，以維持大攻角的穩定性與超機動性。

然而，寬V尾相對於四尾翼，對前方同樣是完整露出兩片的翼面（四尾翼的水平尾翼被主翼遮蔽），對前半球隱身差異不大，但寬V尾對任一側就只暴露一片尾翼且有較大的偏轉角，相比四尾翼的垂直與水平尾翼各一對，使得寬V尾有較大的側面隱身優勢。

2013年設計的25DMU則選擇“折衷主義”，主翼後緣改成後掠並加大翼展，使展弦比再增大（增加續航力）；尾部恢復為四尾翼，目的是保證超機動性。比較特別的是，水平尾翼增加了下反角，令尾翼脫離主翼的遮蔽而暴露迎面而來的雷達波中，勢必增加前半球的雷達回波，但優點是尾翼也脫離主翼尾渦的影響，在氣動布局上可提高俯仰與滾轉控制力，很顯然，25DMU為了續航力與超機動性而犧牲隱身性。

2014年設計的26DMU則將主翼又改回24DMU的鑽石翼，除了提高前向隱身性，搭配翼展略微縮減，可縮小主翼展弦比，提高結構強度與降低超音速阻力。從此以後，日本就沒有公布DMU的修改情形，直到2020年預算書才公布最新的版本：

·主翼改成倒V形後緣的拉姆達翼（LambdaWing），可同時增大後緣角度（有助於前向隱身性）與展弦比（有助於續航力）。

·尾翼改成24DMU的寬V尾（有助於側面隱身性）。

·發動機噴嘴改成類似F-22的二維矢量模式。

一些人推測新造型類似英國第六代“暴風”（Tempest）戰鬥機，可能是英日技術合作的成果，但實際上，“暴風”的V尾只負責偏航控制，外傾角較小，氣動風險也較小，真正與日本方案接近的英國設計是20世紀90年代提出的“復製品”（Replica）隱身攻擊機，而這齣自美國麥·道公司競標美國海軍“聯合先進打擊技術項目”（JAST）的設計。這種造型也被法德六代機研製工程所吸收。因此，“拉姆達翼+寬V尾”是日本希望在“戰機隱身時代”進行彎道超車的“賭注”。

XF9-1小直徑高推力發動機

日本為未來戰鬥機進行的技術儲備中，最令人意外的是涵蓋了發動機研製。其實，研製新發動機是新戰機開發的“應有之義”，但由於難度太高，迄今僅有美俄中英法五大國能自行開發，別國開發戰機只能從這些國家獲得“動力支持”。

然而，日本在戰後利用授權生產的機會連帶取得美國發動機的生產授權，對現代噴氣發動機的製造過程並不陌生。另外。日本在高溫材料與精密機械加工方面都處於領先地位，因此他們認為發展戰機發動機的障礙只差資金與項目牽引的機會。

2010～2015年，日本以50億日元（0.57億美元）進行“下一代發動機關鍵零件項目”，以研究第五代發動機所需技術；2013～2017年以172億日元（1.76億美元）進行“戰機用發動機零件項目”，研製出耐熱1800攝氏度的核心機，最後在2015～2018年執行的“戰機用發動機系統項目”中花費142億日元（1.17億美元）試製出XF9-1發動機，並在2018年達到15噸最大推力。

XF9-1發動機雖未進行空中試車，但在地面試車展示的成果已有部分超越第五代發動機的水平，渦輪在日本先進材料與冷卻技術支撐下可承受1800攝氏度高溫，已超越F119/F135，迄今僅有俄羅斯試驗中的“30產品”發動機能達到。這使得發動機在進氣溫度大幅提高的超音速環境，能維持推力而無需加力燃燒室協助。據日方數據，無加力燃燒室的XF9-1發動機推力達11噸，與美國F119發動機與俄羅斯“30產品”發動機相近，勝過AL41F1S、F100等四代機發動機。啟動加力後的推力達15噸，低於其他五代發動機，但考慮到XF9-1的正常推力占最大推力的73%，僅略低於F119，意味着它與F119都有低涵道比的特色，低涵道比與高渦輪溫度可使正常推力在超音速持續上升，抵抗超音速阻力，提供良好的超音速巡航性能。 

XF9-1的高壓、低壓壓氣機共有9級，與F119/F135相同，僅比“30產品”多1級。壓氣機級數少，代表金屬零件的總重量小，最大推重比應與F119（8：1）接近。

日本宣稱，XF9-1發動機具有直徑小的特點，能縮小後機身阻力，但其風扇直徑約1米，與F119相當（美國沒有公布過F119發動機的風扇直徑，但根據公開圖片估算應接近1米），卻比AL41F1S大。這是因為F119為了提高超音速軍用推力，總壓縮比限制為26，需靠增大風扇直徑來增加進氣量與推力。

由此可見，XF9-1希望達到類似F119的超音速巡航發動機，代表日本新戰機追隨F-22設計的決心。在XF9-1完成最大推力測試後，開發商IHI將借鑑歐美六代機的研製思路，研究可變涵道比與集成發電機技術，以降低亞音速耗油率，提高戰機可用電力。

綜合式航電系統

日本曾為F-2發展出世界首套機載主動數字相控陣雷達，令外軍為之矚目，而從2001年的“將來航電系統項目”開始，日本就啟動多項未來戰鬥機相關的航電研究計劃，主要包括：

·模塊化航電：以高速計算機群進行信息統一運算，以節省空間、電力、冷卻與維修需求，並做到多傳感器信息融合。

·共享孔徑天線：利用寬帶主動數字相控陣天線同時提供雷達、電子戰、通信等功能。

·氮化鎵（GaN）數字相控陣天線：利用氮化鎵半導體的帶寬與功率優勢，提高雷達、電子戰、導彈導引頭等射頻裝置效能，尤其對壓制隱身目標幫助很大。

·保形天線：將射頻融入蒙皮中，除了降低阻力與雷達反射截面積，也能利用彎曲表面增大數字相控陣天線的掃描角度。

·雙波段與高分辨率紅外探測器：利用熱成像傳感器提供夜間導航與目標識別功能，並可協助探測隱身目標。

無奈的荷包

日本在2019年制訂的“（2019～2024年）中期防衛整備計劃”提到，面對周邊鄰國空軍力量發展，自衛隊需要下一代戰機來維持常規的海空優勢；加上要強化國內技術基礎，就形成“國產為主，合作為輔”的下一代戰鬥機政策，按照規劃，2021～2022年進行新戰機構想審核，2021～2035年與國際夥伴簽訂技術協議並完成開發計劃細節。由於日本政府肯為該計劃投入數萬億日元（約合100億美元以上），美歐軍火商無不虎視耽耽。要強調的是，儘管日本政府定下自主開發的“華山一條路”，但日本的經濟盤子着實不大，尤其過去7年間突破“武器出口三原則”換來的日本軍品外銷幾乎“零業績”的狀況，使得已然被“美國舶來品”沖得稀里嘩啦的日本航空自衛隊能否有足夠財力苦等國產新戰機，留下大大的懸念。

竹內修指出，2011年，日本確定航空自衛隊未來主力是F-35A，首批裝備42架，除最初幾架進口整機外，其餘都由日本公司引進技術，從組裝部件開始，過渡到授權生產。為此，2013～2015年，防衛省向負責F-35A項目的三菱重工、IHI、三菱電機公司撥款1716億日元，為生產作好準備。然而，2018年12月的日本安保會議做出“增購F-35”的決定，將採購數從42架增至147架，而且增購的105架中，63架還是常規起降的F-35A型，另42架是垂直短矩起飛的F-35B型。

因嫉妒鄰國國產隱身機紛紛服役，為儘快讓F-35系列形成戰鬥力，自2019年開始，東京改變初衷，直接從美國購入整機，放棄國內生產。要知道，當初F-35首次進口時，執政的日本自民黨曾向國民保證，“少量採購，大量自產”，扶植本土航空工業，2018年增購F-35時，自民黨也向執政同盟公明黨有過承諾，追求最大限度的美國技術轉讓。可不到十年，日本對F-35的採購為何有如此大的變化呢？

據日本《丸》雜誌披露，日本政府的變臉，一大肇因是本國公司實力不足。按照2011年的引進計劃，三菱重工負責生產主要部件，IHI進行飛機總裝和檢測，三菱電機負責雷達、紅外探測系統等航電設備。2013年起，3家公司開始組裝首批兩架F-35A，並逐步擴大生產規模，完善廠房建設，設備調試和人員培訓。2015年，要達到年產6架的規模，2020年完成全部42架飛機的生產後，3家公司應具備生產F-35A的能力。沒想到幾年間，三菱重工被查出產品不合格，IHI搞不定美國供貨商，三菱電機和防衛省的合同談不攏，日產F-35的項目陷入停擺。 

作為一家世界級企業，更是日本老牌軍火生產商，三菱重工有很豐富的軍工生產經驗，因此防衛省才把最重要的F-35部件工作交給它。然而三菱重工卻在最基礎的產品質量問題上翻了車。2013年，三菱重工的小牧南工廠生產出兩架F-35部件，送往IHI進行組裝，這些部件全都因為質量原因而被退回。“難兄”身邊還有一個“難弟”，三菱電機把“效率低下”的老毛病發揮到極致，它原本應在2013年就與NCG公司簽訂電子原件生產合同，由NCG供貨，2013年完成7部機載雷達，2014～2015年完成3套和被動紅外探測系統。可直到2016年底，兩家公司還在扯皮，合同還沒簽好，2014年就該交付的電子元件，至少要到2019年才會到貨，生產計劃完全作廢。與這兩家“問題公司”相比，IHI完全是“躺槍”。由於美國不肯提供航空發動機技術，日本必須從美國進口F-35A所需的發動機成品，可本應2013年運抵日本的兩台發動機，美方卻以優先保證本國軍方需要為由，直到2015年也沒到貨。首批訂單就如此拖沓，未來日本想足額準時獲得發動機就是空想。

之所以出現這些問題，是由於多年的經濟低迷，加之產品缺乏國際競爭力，日本軍工業規模縮水，工廠裁員，產業工人基本盤小得可憐。日本《軍事研究》承認，本國新一代青年人越來越不願進兵工廠，不願學技術，致使日本軍工企業缺少技工，品質水平下滑，除了半導體等少數行業，製造業水平遠不如昔日引進生產美國F-15戰鬥機時那般高超。可日本政府仍按當年的技術標準來制訂F-35的引進生產計劃，結果到了2016年，組裝F-35才剛剛開始，想大規模授權生產那是遙遙無期。

據悉，日本新一輪採購的F-35的單價是147億日元，比2017年2月美國國防部提出的107億日元報價高出近40%。日本原想2020年舉辦奧運會，會有大量運動員、官員、遊客抵日，帶來大筆收入，進而沖抵部分資金缺口，可由於疫情，“奧運紅利”破滅，日本政府要維持F-35的購機款，就得從別處想辦法。鑑於日本三大自衛隊矛盾巨大，光在防衛費裡面“拆東牆補西牆”，無濟於事，據日本《航空情報》披露，防衛省已決定“特定時段”挪用國產新戰機研發的費用。這還不算，由於防衛省確認F-35改為從美國整機採購，自產計劃已無必要，日本3家承包商當初為組裝生產F-35而準備的廠房、機器設備乃至招募培訓的員工全成了無用之物，成為3家企業甩不掉的包袱。 

相對這些實際損失，日本政府與國內企業之間互信的喪失才是最致命的。竹內修批評，由於日本航空產業本是短板，要想補齊，需要政府和企業一同發力。 政府必須出台扶持政策，給企業試錯改正的時間和機會。企業在接受任務後要全情投入，不能只顧自身得失。這些都在40多年前日本引進美國F-15戰鬥機時做到了，但此次引進F-35，政企雙方卻“始亂終棄”——日本企業為了獲得訂單，競標時空喊口號，得到訂單後工作拖沓，不思進取；而日本政府不深入調研，只憑經驗和想象制訂不切實際的計劃，當企業出了問題，政府不但不扶持，反而“甩鍋”，推翻原有計劃，讓企業遭受巨大損失，造成“雙輸”的局面。竹內修認為，今後日本企業對飛機研發這類需要多廠家、多部門合作，需要政府長期政策支持的大項目會顧忌頗多，不願參與。更有甚者，為了防止被政府指派，一些公司會直接裁掉有關航空業的部門，這將從根本上動搖日本航空產業的根基。