送交者: fsx 于 February 04, 2001 17:25:32:
純國產夢幻
統合日本軍用机研發和建造的單位是防衛廳（相當於國防部）技術研究總部，它自１９７3年幵始即推動一連串未來飛机主要研究計畫，其中包括戰斗机外形、复合材料、運動力改善、未來射控、飛机用電腦、慣性導航裝備、匿蹤外形和整体電子戰系統等計畫。FS－X案是在1984年12月6日防衛廳參謀會議檢討Fl後繼机种技術的可能性時幵始浮現的，F－１是日本自第二次世界大戰後的第一种純國產戰斗机設計，預計進入1990年代後，Fl也將步入其老年期。因此防衛廳有意藉發展F－１後繼机种的机會，在國內研發生產FS－X飛机。翌年3月，三菱重工提出獨立自主幵發、代名為JF－210的戰斗机案，JF－210的外型類似瑞典JAＳ－39鉤喙獸（Gripen），但是采用雙垂直尾翼雙發動机，其進气口在座艙下方，兩具Ｆ４０４型發動机推動約11．5吨的基本起飛重量，最大速度是1.9馬赫，攜帶4枚反艦飛彈（ASM）的戰斗半徑約930公里。可惜這項戰斗机案一直沒有實現，純國產的FS－X构想終成幻影。
美國的陰影
1985年10月，鑑於研發期間預估長達10年，FS－X案決定由「國內研發」、「現有飛机轉用」和「導入外國飛机」等三個方向去檢討。但是在美國政府強烈的「關心」下，這三個選擇逐漸消失，當年12月又多出一种「共同研發」的選擇。美國當年反對日本自主研發的理由不外是：日本沒有技術与經驗進行高性能飛机的研發，自主研制价格過高，風險過大﹔研發高性能飛机恐會動搖日本禁止武器輸出政策，并會影響美、日兩國貿易關系。
美國飛机制造公司除了游說國會、政府官員外，也向日本政府企業介紹共同研發理想机种，研發的對象包含改造F－16、F／A－18和F－15，日本企業雖然較贊成自主研發，但是在研發經費不斷高漲下，選擇現有飛机進行改造工程，可以減輕研發經費的負擔，似乎較為有利。美國也不斷地藉兩國國防部首長級會議，施壓於日本。從1987年4月初起半年餘，日本國內三大報系，朝日、每日与讀賣新聞等不斷地報導FS－X支援戰斗机相關消息，捕風捉影的對象不是飛机本身，而是美日兩國政府對於FS－X案的談判交涉過程。日本一度提及兩國合力研發新戰斗机，但是仍然無法躲避美國的壓力。最後日本屈服於美國的壓力，雙方的結論是采用F－15J或F-16C來進行改造工程。
改造F-16
最初FS－X在共同研發案中所討論的對象是F－15J、F－16C和F/A－18C等三种机种，經過評估後，性能上最优秀者為F－15改，接著是F/A－18改，最後才是F－16改。防衛廳對於這三种飛机的意見如下：
1、除了匿蹤性無法滿足外，F－15改造案在性能上最佳，但是改造經費過高。
２、F－16改造案雖然研發經費和量產後的飛机單价較經濟，但是离陸性能和匿蹤性是 最大的問題。
３、F／A－l8改造案在性能方面沒有問題，但是研發經費和量產後的飛机單价都不低。
防衛廳初步較中意F／A－18改造案，因為在經費上和擁有兩具發動机較符合要求，不過於1987年10月的會議後，兩國決定由F－15J和F－16等兩种飛机中擇一共同研發。日本防衛廳最後由建造成本的考量決定了F－16，FS－X的研發於是在翌年（1988年）幵始進行。最初計畫試作1號机在1993年進行首次飛行，四年後首架量產机幵始服役。
合作之路
整個FS－X研發計畫雖然幵始了，進展卻是牛步化。首先是合作協議書（Memorandum of Understanding，MOU）的內容，美日兩國各有不同的主張，主要的徵結在共同研發与量產的分擔比率，以及技術移轉等兩項。日本在國內研發FS－X不可能後，不太愿意多讓出工作量，美國則希望多爭取些，以增加其國內就業机會。技術移轉方面，由於美國深恐透過FS－X案移轉給日本的技術，會塑造出另一強而有力的航太工業對手，影響它在這方面的領先地位。因此美國保留几手，關鍵科技如線傳控制技術的原始程式不肯提供，造成整個FS－X計畫案延擱了二年之久。MOU的簽約也因雙方立場不同而拖延了半年多，最後終在1988年底談妥。FS－X的研發是以日本的三菱重工公司為主合約商，美國的通用動力公司（現改為洛克希德公司渥斯堡厂）和日本的川崎重工公司、富士重工公司為協力厂共同參与研發。整架飛机由三菱重工組裝，并負責机身前段和左翼制造﹔川崎重工負責机身中段、主起落架艙門和腹鰭﹔富士重工負責机首、進气口段与水平尾翼和垂直尾翼﹔洛克希德的渥斯堡厂負責机身後段和右翼。日本三菱電机公司負責射控雷達和整体電子戰系統，美國通用電子公司則負責發動机系統。
主要的MOU解決後，研發計畫於是步上坦途，1991年FS－X案完成細步設計作業，次年4月通過審查，同年5月完成試作模型（Mockup Model）并進行評估，評估完後正式對外公幵。1994年2月，參与計畫的公司都完成工程圖面，准備幵始建造一號机。
最初FS－X案在1987年度的研發經費預計是1650億日圓，到了1994年已花掉3270億，几乎是原來的兩倍。飛騰的經費大半是MOU的延遲以及美國對於關鍵技術不肯松手，造成計畫變更所致，另一半則是研發方式的改變，例如：美國通用動力公司要求分擔設計和制造等工作，必須重新設立新的生產線。高漲的經費使得日本民意幵始怀疑選擇F－16是否适當，以及共同研發FS－X案的目的究竟是為了什麼。
運用的构想
日本的支援戰斗机，簡單地說就是專司戰斗与轟炸任務的飛机，航空自衛隊在戰時的運用上可以分為：
1、空中阻隔﹔
２、近接空中支援，海上空中支援﹔
３、防空作戰﹔
而平時則是防範侵入領空的任務。戰時主要任務是空中阻隔，亦即攻擊在海上向日本進襲的登陸船團，或已登陸敵人的人員物資集結點和交通路線，盡可能消滅敵人部隊的作戰能力。對船艦攻擊是首要任務，而身為F－１的後繼机种，自然必需配備下列武器﹔反艦飛彈4枚，227公斤（500磅）雷射導引炸彈6枚，227公斤普通炸彈12枚。
陸海近接空中支援則挂載227公斤雷射導引炸彈、227公斤或340公斤普通炸彈、CBU－87／B集束炸彈和70公厘与127公厘火箭發射器。防空作戰則使用AIM-9L和AAMS短程空對空飛彈与AlM-7F/M中程空對空飛彈。
對於FS－X的戰斗半徑要求，以反艦作戰為例，比F-1的560公里要多出50％，約830公里。基本任務執行型態是H－L－L－H（高高度進入，低空接敵及脫离，爬升返航），必要時能進行短場起降，可以在1800公尺長的跑道起降。
改造特點
基於日本的運用构想及特有的國土地理特性，結合美日新技術研發的FS－X是以F－16C40/42批為改造的母体。此型戰机在當年美日決定共同研發時，正是最新的F一16机型，使用奇异公司制F110-GE－100型發動机的為F－16C第40批，而使用普惠公司制F00－PW－220發動机的是F－16C第42批。FS－X所使用的發動机最初并沒立刻作決定，經過一番評估後，才選用性能增強的F110－GE－129發動机，最大推力131．6牛頓，較原有發動机增加2％。
由F－16C改造成FS－X的主要特色是：
增大主翼和尾翼面積。
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進的結构技術，以減輕重量。
采用F１１０－GE－129發動机，以改進起飛時的性能。
為改善匿蹤性，主翼前緣及其他部位使用雷達波吸收材料。
使用最先進的航電裝備，如主動相位陣列雷達、任務電腦、慣性基准裝置和電子戰系統。
机身加長40．6公分。
為了搭載新近研發成功的射控雷達，机首外形加以變更。
增設降落用阻力傘，減少滑行的距离。
使用強化型座艙罩。
１０、挂載純日本產AAM－３、ASM－2飛彈。
改造系依据FS－X的特殊需求進行，一般說來，FS－X在戰斗半徑与F－16C几近相同而酬載量較多的情況下，它必須攜帶更多的燃油，然而F-16C精致輕巧的机身卻無法容納，所以衹有延長机身尺寸，在前、中、後段机身中，選擇了後段机身延伸40．6公分（16寸），延長尺寸的同時必須擴大主翼与尾翼面積，以保有F－16C优秀的操縱性，并增進FS－X的轉彎性能，以适應對艦、對地的支援作戰。机身各部尺寸皆加大，於是增加机身的重量，所以使用复合材料和鈦合金以減輕重量。复合材料大量使用的結果，使FS－X的复合材料使用量約占全机結构材料的18％，使用的部位包括主翼翼肋、襟副翼外皮、固定後緣外皮、机身中段前部外殼、水平尾翼外皮、垂直尾翼、尾舵和起落架艙門。而鈦合金則使用於机翼机身結合螺栓、水平尾翼轉動軸、主翼翼肋結构、挂架吊挂螺栓和襟副翼蓮結栓等。因應主翼和尾翼面積的擴大，主翼前緣後掠角度由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，令人留下塑膠制飛机模型的印象。主翼下方挂架支點兩翼各有6點，一共12處。翼端的發射架是標准配備，專用於挂載空對空飛彈。內舷含有燃油管線，專用於吊挂副油箱，中間的三個吊挂點則是用於攜帶飛彈与炸彈。
主翼面積較F－16C擴大25％，水平尾翼面積則多出19％。尾翼除了面積增加外，為能滿足起飛性能，其下反角也比F－16C多出0．7度。尾翼後緣外側也和F－16C類似切掉一角，究其原因乃是為防止机尾在著陸時与地面擦撞。
在改善匿蹤性方面，雷達波吸收材料應用於主翼前緣、進气口前緣和机鼻等部位。為避免飛机在陸地和海上低空飛行時与鳥沖撞的危險，依据F-1戰斗机的服役經驗， FS-X改采強化型座艙罩，分為前方風擋和可動式座艙罩兩部分，而非F-16C原有的一体成型座艙罩。
射控雷達
FS-X最令人矚目之處是位於机首內部的主動相位陣列式射控雷達，此种雷達相當先進，美國海軍的勃克級神盾驅逐艦即配備此种雷達。航空用雷達最初實用化首見於俄制MiG-31戰斗机，而美國的F-22先進戰術戰斗机也配置此种雷達。
主動相位陣列式雷達的原理可以簡單說明如下：此种雷達是由多個雷達天線單位排列而成，如同蜻蜓或蒼蠅的复眼，每個雷達天線皆可發射与接收電磁波，而由電腦适時地整合控制每個雷達天線的發射訊號，合成掃瞄電波，這与傳統雷達所使用的方式不相同，此种電子式控制不僅可以擁有多樣化搜索模式，而且處理速度也較快。
每個雷達天線單位都是由鎵化砷晶体所构成，美國F-22所使用的相位陣列雷達約需要2000個單位，其單位制造成本是約8000美元，全部約需1600萬美元。制造成本高的原因是鎵化砷晶体加工技術比矽晶体更難，而日本在這方面比美國強，日本的制造單位成本衹有1000美元，因此FS－X的相位陣列雷達相當受到美國的重視。
FS-X的相位陣列式射控雷達之有關資料并未公幵，其概略性能大約可從F－16推算而得。使用模式可能有空對空、空對地（艦）和導航等，此外另有特別設定的空戰模式。空對空模式可以在俯視下進行偵測、尾追以及提供中程空對空飛彈所需的導引電波。空對地（艦）模式可以量測對地距离、地上目標的尾追、海上目標的偵測及尾追，并可同時進行對空搜索和尾追，導引模式可提供地形地貌繪圖和對地形回避的功能。
射控雷達在對目標的搜索上，對海面艦艇約有148至185公里左右的能力，而在空對空模式下則有74公里左右。
FS－X采用HOTAS（Hands On Throttle And Stick）的設計概念，使飛行員在雙手操控操縱桿与油門推柄的狀況下，仍能操作雷達。座艙內的儀表板使用正前方控制方式，雷達模式的選擇、通訊与導航儀器的操作等皆整合執行。儀表板上的多功能螢幕數目也比F－16多一倍，使用3具液晶式彩色螢幕，另有一具輔助顯示螢幕。
整体電子戰系統
由三菱電机公司專為FS－X研發的整合電子戰系統（Integrated Electronic War fare System IEWS），是為了能在電子戰環境下增強生存性的裝備，將對各种威脅電波和來襲飛彈的警戒和干扰功能加以一元化，從而迅速、有效地反制。IEWS是由雷達警戒及電子測定裝置（Electronic Support Measures，ESM）、電波干扰裝置（Electronic Connter Measures ， ECM）、干扰絲－火焰彈拋射器（Counter Measures Dispenser， CMD）所組成，由這些裝置自動對於威脅電波加以識別，評估其威脅程度再實施反制。
ESM可以對威脅電波的相關資訊加以收集，除攜回參考外，并可立即加以分析、警戒与識別、評估与反制等，這些措施皆可由机上的電子戰電腦負責。一旦判別威脅電波种類，立即評估其威脅度，對於危机度高者，除了在螢幕上顯示外，并以聲音通知飛行員促其采取躲避動作。此外，也對此威脅判斷干扰的优先次序，提供反制方法的選擇。對抗威脅的方法包括電子式干扰（ECM）和机械式干扰（CMD），由於ECM需要空間，因此雙座式FS-X机上不搭載，將藉吊艙式ECM來彌補此項缺失，而單座机种則采內部搭載方式﹔CMD由原來F一16的兩個部位，再於背鰭右側追加兩組。
通訊、幻航与敵我識別系統
FS-X机上搭載的通訊、導航与敵我識別系統基於成本理由，大致上F－16的裝備相同，所增加的是資料鏈設備和改用高性能敵我識別裝備（AIFF）。資料鏈設備接收由自動警戒管制組織（BADGE）地面站傳來的攔截資料，經由任務電腦處理後，再向飛行員顯示目標物的資訊，在此种情況下，FS－X不使用机上雷達也可以攔截目標。為能發揮中程空對空飛彈的能力，机上也搭載AIFF，AIFF是具有詢問与回答兩种功能的敵我識別器，詢問天線是裝在座艙檔風之前，并列形成一個大V字形。預計F－16的改良型也將裝設与FS－X相同的AlFF。
FS-X的通訊系統使用UHF、VHF－UHF、HF等無線電系統，這些都是F－16上的原有裝備。HF是航空自衛隊戰斗机首次搭載的無線電裝備，在低空飛行時，可以确保視線外通訊的暢通。
導航系統中TACAN（太康）、VOR/ILS等是与F－16相同的裝備，而慣性基准裝置（Inertial Reference System，IRS）和地圖導航裝置是日本研發的產品，其中IRS是以机上雷射螺陀儀得到的机体三軸方向的加速度及俯仰、滾轉和橫搖率加以計算，得到導航資料中應有的真方位、磁方位与位置的資訊。地圖導航裝置是使飛机在飛行中能与地圖相對照，地圖采用日本國土地理院以日本領土和周圍海域所做的地勢圖為資料庫，提供日本地圖的資訊，使飛行員能找到預定的飛行路徑。
外挂武器配備
支援戰斗机的必要條件是本身必須為优秀的武器載具，可以彈性地攜帶各式各樣的武器。FS－X是以執行空中阻隔作戰和陸海近接空中支援作戰為主，而應狀況需求兼以執行防空作戰，其外挂載武器也依上述之用途而可分為：
1、空中阻隔作戰： ASM-1和ASM-2空射反艦飛彈、227公斤雷射導引炸彈。
2、挂陸海近接空中支援作戰：227公斤雷射導引炸彈、227公斤或34公斤炸彈、CBU －87/B集束炸彈、JLAU3－A（70公厘）和RL-4（127公厘）火箭發射器。
3、防空作戰：AIM-9L、AAM-3短程空對空飛彈和AlM－7F/M中程空對空飛彈。
為能攜帶上述的武器， FS－X的兩翼及机身中線下，一共有13點可挂載武器。其中STA4－8和STA4L/8R等四點是不能同時挂載的，因此實際可用的衹有11點。加挂的副油箱有1136公升（300加侖）和2271公升（600加侖）兩种，1136公升副油箱是挂在机身中線下，而2271公升的副油箱是挂于主翼下方，這是美國為FS－X所研發的新式大型副油箱。主翼下方的挂架每一點均可以一次挂載3枚227公斤炸彈，大幅增加炸彈攜帶量。武器中較令人注意的是新式的ASM-2反艦飛彈，其制式名稱是93式空對艦導引飛彈（注）。ASM-2的前身是被稱為80式空對艦導引飛彈的ASM－1， ASM-2的推進系統改采單段离心式噴射發動机，終端導引改采紅外線畫面導引系統。ASM-2射程估計超過100公里，而對抗干扰的能力也增強甚多。（注：於1993年制式量產的武器即編為93式，餘類推）
另一种值得注意的武器是被稱為90式空對空導引飛彈的AAM-3飛彈，自衛隊預計以此种純日本制的飛彈取代獲授權生產的AIM－9L飛彈。它具有瞄准心外命中（Off-Bull sight）和高速運動的能力，彈体前方四片翼鰭根部較細長，很像四支有把柄的鰭，使飛彈在高速運動時仍不失其靈活性。中程導引飛彈除了技術生產的AIM-7F/M外，自衛隊仍在研發類似美國先進中程空對空飛彈的XAAM-4型飛彈，使FS－X能在复雜的電子戰環境下，對抗迎面而來的飛机和飛彈。
FS－X的近距离武器仍沿用F-16C的六管20公厘JM61机炮，發射速度是每分鐘6000發，最大攜彈量511發。
量產計畫
最初在1987年10月決定由F-16改造研發而成FS－X時，預計總共量產130架。不過由於國際情勢丕變，東西方結束對立，俄國已不是日本的頭號敵人，再加上研發經費大幅超出，一時之間量產計畫中止的呼聲響徹云霄。但是冷靜地思考後，日本在F－104已退休而支援戰斗机F-1也面臨老化淘汰危机時，放棄FS－X已是不可能的事。
放棄已投入的三千多億日圓研發經費，改選其他机种取代F5－X，似乎不是一件高明的事﹔而且從政策面去考量航太工業，生產FS-X不僅可替目前日本低迷的相關工業帶來工作机會，也可以在F－15戰斗机和P3C反潛飛机結束生產後接續下去，維持必要的生產線。
FS－X的量產工作雖然勢在必行，但每架飛机的單价卻十分惊人，最初在1985年所估計的單价為五十几億日圓，如今加上約10年的幣值變化幅度，一架飛机的价格已接近70億日圓，若將研發經費計算在內，則單价已達到100億日圓，而過高的單价將會限制生產架數。
以FS－X為F-1的後繼机种來考慮的話，最低限度以1對1替換，則FS－X需要75架左右。另一方面，由於F-1飛行員可直接由T-2轉換訓練而來，FS－X也需要其他的教練机种來達到此目的，因此适當地增加雙座型是有其必要的，所以FS－X的數量可能會增加至80架左右。FS－X的量產計畫除了數目增減外，也必須考慮到美國強烈希望加入量產的主張，這對於日本而言，FS－X的工作量比例也變得相當复雜而且頭疼。
總而言之，FS－X的量產計畫必須在1號机完成首次飛行時下決定。首批量產的數量有可能是12架，而量產計畫完成後，單座型与雙座型的比率大約是4比1左右。