康琳

不想“在一棵树上吊死”

“心神”能否按预期首飞尚不得而知，但它显然并非日本下一代国产隐身飞机的原型机，而只是一个简化版本的小型验证机。何为验证机？简单讲，就是为了验证一些先进技术，在设计上尽量简化的飞行器。飞机设计是一项高度复杂的工程，如果采用新技术太多，就很难确保研制能顺利完成。即便是技术实力雄厚的美国，也会大量研制验证机，例如其×系列验证机。“心神”战斗机被称为“先进技术验证机”项目，也就是说，它的存在就在于验证四代机所需要的关键技术，例如隐身外形、涂层、气动布局等等。如果这些技术被验证成功，那么日本会研制一个更大的型号以装备部队，而不是把它作为战斗机直接装备部队。日本已经公开了更为先进的F-3战机设计草图，其在隐身及机动性能方面可能大幅超过现在的“心神”。“心神”不能和F-3画等号，但它所验证的技术或许将来会广泛用于F-3战斗机上。

2005年，比例为1：1的“心神”雷达反射截面积测试模型，就被送往法国进行雷达反射特性的重要实验。同年，东京年度研究会首次对外展示了1：32的“心神”模型。2006年，该项目还开展了“智能蒙皮机体构造的研制”，所研制的应用于机体上的是更为轻量、高强度的新复合材料，于2011年完成验证。“心神”总共制造4架机体，从2007年9月开始到2015年11月，共进行了40次实验。实验显示，在两侧襟翼完全相反的情况下，操作员仍能操控飞机的水平。截至2015年，防卫省在该项目投入的资金为394亿日元，并称这一项目是“一项长期计划”。特别值得注意的是，尽管立项“心神”是日本谋求在装备性能上压倒周边，但无疑也是在“防着”美国。按照传统，日本原本可以向美国求购类似性能的战斗机。从F-14到F-15，日本主力制空战机均为美制，目前日本也确认要采购F-35联合战斗机，但日本显然并不想“在一棵树上吊死”。一旦美国试图拿F-35“要挟”日本，日本也不至于没有预案，这与当年研制F-2战机颇为相似。

听起来很给力的3F

尽管欧美对第五代战机的标准已经进行了定义，即所谓的4s性能（超声速巡航、超机动、隐身和综合化航电系统），但日本人还是为“心神”别出心裁地提出了一个3F功能，即首先发现、首先攻击和首先摧毁。3F听起来很给力，其实也是换汤不换药，而且没有4S具体。

首先发现无疑要由两个因素来决定，一是自身的雷达探测距离；二是隐身能力。日本是最早在战斗机上使用有源相控阵雷达的国家。其为“心神”研制一款有源相控阵雷达并无大的困难，但为这样一款验证机研制雷达意义不大。特别是“心神”的机头直径较小，即便安装雷达，尺寸也非常有限。不过，日本有为未来的F-3研制新型航电系统的计划。最大亮点是采用了整合高性能主动相控阵雷达、电子战系统以及高流量通信能力的多功能射频传感器，且利用了智能蒙皮技术，在机身上附着了“瓦片式相控阵雷达天线”，极大提高了雷达的探测范围和探测距离。“心神”的航电系统并未公开，据称正在研制类似于一体化、大尺寸多功能的航电系统。值得关注的是，俄罗斯出口中国的苏-30MKK多用途战斗机，使用的都是日本夏普公司生产的高亮度、高精度液晶显示器。

我们再看看“心神”的隐身设计。“心神”给人的总体感觉，是在一架非隐身的三代机上进行优化的结果，其总体的隐身元素远不及F-22、F-35。一般而言，气动外形对隐身的贡献率超过80%。F-22A的设计师在被问及什么影响飞机的隐身性能时，曾回答：“外形，外形，还是外形！”标准的五代机都在外形隐身方面下了大功夫。上述几种机型的前机身都采用了多平面非圆截面设计，前机身的每个平面都有空间倾角，能将从正侧面射来的雷达波反射到其他方向，大大降低了主要威胁方向的雷达散射截面积。第五代战斗机通常采用大量的平行面和线。尽量让主翼、尾翼和边条的前缘平行，主翼和平尾的后缘平行，进气道侧壁与垂尾平行，甚至座舱盖的侧面与前机身上侧面也基本平行。多面相互平行能使雷达波的散射集中指向有限的几个方向，且角度很小，其他方向的散射波束则非常弱。这样，尽管敌方雷达可以短时间捕捉到主方向的反射波束，但随着飞机姿态的微小改变，这些波束会变得“飘忽不定”，进而让雷达无法稳定跟踪。

效果可能达不到预期

反观“心神”，其机体设计相对圆滑，特别是其两侧的进气口，并未采用对边平行的设计，而这将成为较大的散射源。而且，“心神”的进气道也未采用隐身机必备的S形进气道，发动机的风扇叶片以及进气道将成为强大的雷达反射源。当然，这一点已经在后来公布的F-3原型机想象图上得到部分改进，后者采用了平行四边形的加莱特进气道。此外，“心神”的大型双座座舱盖既没有进行金属镀膜处理，在外形上也未作隐身优化，必然成为一个大型的雷达反射源。

但从气动外形上看，“心神”的机动性可能不会像预期的那么高。它选择梯形机翼，缩短了机翼根部的长度；这样可以在飞机长度不增加的情况下，保证平尾与机翼之间不直接干涉。这种设计是典型的三代机水平，只是大幅度减小了飞行控制上的风险。

日本在2000年到2008年进行了高机动性能及隐身性整合和控制的研究，已经能够实现一般战斗机不可能的飞行动作。当然，机动性能好坏，还要看发动机的推力，这一点一直是“心神”的“心病”。日本在航空发动机领域，具有较强的加工制造能力，但是设计经验欠缺。因此，2010年4月，日本打算为本国第五代战斗机的原型机安装国外发动机，且已经向一些主要发动机制造公司发出了对第五代战斗机所用喷气式发动机相关信息的征询书。日本对非加力状态下功率不低于44千牛的发动机感兴趣，其候选发动机包括通用电气等国外知名大公司。不过，日本最终可能出于全部国产化的考虑，而选择本土研制的发动机。该机装备的两台日本国产XF5-1涡轮风扇发动机，其双发加力推力也只有10吨，大概只比我国台湾的IDF采用的发动机推力略高，尚不及一台俄制AL31F的性能，由此可见，“心神”的推重比是相当低的。不过，设计者为XF5-1安装了3枚矢量推进控制片，这一点十分抢眼，战机的机动性大为提升，可以进行过失速机动，但这也要看飞控系统水平。另外，该发动机采用了全数字化的控制系统，飞行控制系统则是光纤式电传飞控，因此就操纵性而言，该机应该是杰出的。

不过，针对日本周边环境来看，与日本相邻的中俄两国，一个拥有歼-20，一个拥有T-50，这两种都是空优型的五代机。F-35在它们面前毫无技术优势，机动性也逊色不少。如果未来日本仅有F-35可以选择，那意味着日本航空自卫队40年来将首次陷入主力战机性能和数量都完全被潜在对手压倒的情况。也正因如此，日本近年来对所谓国产五代机“心神”的研制工作逐渐认真了起来。然而，从这种飞机首飞一再拖延，各种设计缺陷被不断爆料的情况来看，日本的“心神”要真能让日本政府“心神安宁”，恐怕还有很长的路要走。

（责任编辑：曹伟 责任校对：司明婧）