從“零”開始

從明治維新時代開始，日本就立志要成為世界一流的工業強國。在第二次世界大戰中，日本的“零”式戰斗機以其出色的速度和機動性，曾一時間橫掃太平洋無敵手，打得美英等強國一籌莫展。戰后日本重建，復興航空工業當然也是一個重要內容。但由于種種原因，日本的航空工業成為強大的現代日本工業體系中一個引人注目的缺門，但這不等于日本就此放棄了努力。

純國產夢想

戰后日本航空工業由組裝和引進制造F—86開始，日本版的F—86J成為戰后新組建的日本航空自衛隊的主力。60年代時，隨著技術的進步和國家經濟的好轉，日本開始尋求真正重建航空工業，開始尋求自主設計的戰斗機。

60年代是追求高空高速的年代，日本航空自衛隊已經裝備了“有人駕駛的火箭”F—104J戰斗機。為了使飛行員及早適應超音速飛行，世界范圍內的航空工業都開始設計新一代的噴氣式教練機，其中有些具有超音速要求，日本的T—2就是這樣一架超音速高級教練機。T—2在外觀上結合英法合作的“美洲豹”攻擊機和美國的F—4“鬼怪”式戰斗機的特點，采用雙發、兩側進氣道，下反的上單翼和平尾，面積很大但高度較低的截梢梯形垂尾。機身采用跨音速面積率的蜂腰修形，在氣動設計上符合60年代的潮流，中規中矩，沒有太大的突出。戰后日本的第一架戰斗機就以T—2為基礎，稱為F—1。F—1和T—2在外觀上最大的區別在于后座被機身蒙皮所覆蓋，所以外觀上有點駝背的樣子，騰出的空間用于裝載電子設備和額外的燃油。

由于F—1從一開始就不是專為戰斗機設計的，而是把F—1作為具有一定空戰能力的攻擊機來設計的，其性能受到定的局限。所以“F”，的編號有點誤導。F—1的性能也中規中矩，作為對地對海攻擊機不錯，可以掛載各種美制和日制的常規和精確制導彈藥，但作為戰斗機有點勉強。好在日本航空自衛隊有F—104“星”式戰斗機和F—4“鬼怪”式戰斗機撐大梁，F—1平平的空戰性能不是一個大問題。

進入80年代末90年代初，日本經濟如日中天，F—1戰斗機也要考慮后繼問題了。日本航空自衛隊向各國發出招標，美國的F—16、F—18和歐洲的“旋風”參加競標。但出人意料的是，日本航空自衛隊宣布，所有外國競標者都不符合要求，只有日本自行研制才能符合要求，這就是FS—X，意為“下一代支援戰斗機”，支援戰斗機是日本對具有空戰能力的攻擊機的比較隱晦的說法。

雖說是支援戰斗機，但當日本向世界公布研究方案的時候，FS—X顯然具有很強的空戰能力。根據不同階段的模型和想象圖，FS—X具有無尾三角翼和鴨式前翼，采用單座、雙發、雙垂尾。有意思的是，FS—X沒有采用在美國流行的正常布局，而是采用在歐洲流行的鴨式加無尾三角翼的布局。但機腹進氣道顯然受到F—16的影響，而外傾的雙垂尾則受F—18的影響，座艙和前機身除進氣口位置外，顯然受到F—15的影響。FS—X綜合采納多種戰斗機的設計特點，一方面體現了日本工業界兼收并蓄的特點，另一方面也體現了日本在戰斗機設計上缺乏獨創精神和技術基礎的事實。日本希望通過借FS—X的研制來凝聚和形成獨立的航空工業，但日本的夢想在美國的強大壓力下破滅了。

日本航空自衛隊的競標剛結束，美國和歐洲就表示強烈抗議，認為日本人為操縱競標規則，有意使所有競標的外國戰斗機部落選，而只有日本自己的FS-X可以入選。這當口正好美日貿易不平衡嚴重到影響美日政治關系，日本拒絕采用美國戰斗機被提升到拒絕認真對待貿易不平衡問題的高度。所謂美國擔心日本在國際市場上和美國戰斗機競爭，這其實是無中生有，日本憲法規定日本不得出售軍火。在美國的強大壓力下，日本被迫放棄自己的FS—X，而在美國F—16的基礎上研制，其結果就是現在正在生產的F—2。早期的F—2方案還在座艙下有一對相當于前置腹鰭的垂直鴨式氣動控制面，這是80年代十分風行的所謂隨控布局，用前后氣動控制面的組合實現非常規的機動動作，例如不改變機頭指向的水平或垂直平移、不改變前進方向而改變機頭指向等，用以極大地提高戰斗機的機動性。作為攻擊機，這些非常規機動性當然也能提高非制導炸彈和火箭、航炮的命中率，但過于豪華了一點。據說現代電傳操縱系統可以不用額外的氣動控制面就實現非常規機動，所以F—2上最終取消了前置機動腹鰭，但沒有聽說F—2有非常規機動能力，或許精確制導彈藥的大量使用使這種能力不再必要。不過美國在研制F—22時，并沒有因為具有越肩發射能力的AIM—9X的投入使用而放松超機動性。在美日之間技術轉移和生產配額的不斷扯皮中，和F—16大同小異的F—2直到21世紀初才姍姍來遲地進入現役。

放棄自主研制FS—X的結果就是放棄了自主的航空工業。F—2不是簡單的對F—16的抄襲，但F—2與F—16的淵源實在太深，和F—16原型相比，沒有跳躍性的進步。日本除了在紙上談兵階段對戰斗機的設計過程走了一小段外，還是沒有在實踐中把整個過程走一遍。工程設計不是紙上談兵，是實干出來的，是很多細節堆積出來的，很多事情只有親手做一做才能體會到其中的奧妙，但日本再次錯過了這樣一個機會。在70年代開始設計的時候，F—16是十分先進的戰斗機，在設計概念上采用能量機動理論，在飛行控制上采用電傳操縱，在氣動設計上采用翼身融合體和機腹進氣道。但到了90年代，更先進的設計概念已經涌現，比如當時正在設計和試飛的F—22就是基于隱身、超音速巡航、超機動性的概念。F—2本來可以是全新的一代戰斗機，但最后成為基本概念已經20年之久的炒冷飯之作。日本在F—2的制造上采用了先進的整體成型復合材料機翼和主動電掃雷達，但具體的制造技術和系統技術再先進，也難以突破基本概念的局限。

日本ATD—X計劃

進入21世紀，日本航空自衛隊再次面臨戰斗機更新的問題。現役主力F—15J已經有年頭了，隨著東亞地區新型戰斗機的大量服役，日本航空自衛隊賴以維持自信的技術優勢不再存在，急需升級到下一代戰斗機。然而，出于種種原因，美國拒絕向日本出售F—22戰斗機，F—35還要等好幾年，其性能也不足以使日本航空自衛隊重建信心。于是，日本再次試圖自行研制新一代戰斗機，這就是不久前露面的ATD—X的背景，ATD—X意為先進技術驗證機，不一定直接以此作為新一代的戰斗機，但為新戰斗機的研制探路的意圖是沒有疑問的。

日本的軍工科研機構稱為防衛省技術研究本部，簡稱TRDI。FS—X是由TRDI挑頭的，ATD—X自然也是由TRDI挑頭。外界對ATD—X的歷史和沿革一無所知，只能從已經公布的全尺寸雷達反射面積測試模型來推斷。從外觀看，ATD—X明顯受F—22的影響，以隱身為主要設計原則，采用正常布局，單座，雙發，梯形機翼，外傾的雙垂尾，機身兩側斜切的菱形進氣道，發動機噴口具有三維推力轉向能力。再仔細看，基本氣動布局和機體側面的折邊受F—22的影響，階梯式升起的座艙受“蘇—27”的影響，相對靠前的雙垂尾和機翼形狀受F—35的影響，后機身兩側的邊條和平尾的安裝方式受F—16/F—2的影響。和近20年前的FS—X一樣，由于缺乏獨立的技術積累，日本的戰斗機設計依然處在“天下文章一大抄”的階段。博采眾長固然沒有錯，但每一架戰斗機的設計都有自己的道理，都是在一定的設計理念下經過反復優化后的結果。在缺乏很強的綜合能力和完整的獨立設計理念的情況下，斷章取義地抽取各家的細節拼湊起來，各部分之間的協調和優化不當可以抵消單獨來看應該很優秀的細節的優點。

優秀的戰斗機設計從優秀的概念開始。這像寫文章一樣，大作家和小學生都認識那幾個字，但立意和組織就是兩者之間的差別了。F—16之所以優秀，不是因為先進技術的堆積，而是因為以能量機動理論為基礎的設計概念。戰后60年來，日本航空自衛隊基本上沒有任何實戰經驗，也沒有長期組織大規模對抗性實戰演習的經驗，僅僅作為美國的盟軍參加聯合演習是不夠的。日本航空工業也沒有日積月累的獨立設計和制造經驗，先進的設計理念就成了無本之木、無源之水。隱身、超音速巡航和超機動被認為是第四代戰斗機的特征，但隱身到什么程度、全向隱身還是選擇性隱身，這些不是拍拍腦袋就可以正確定位的，超音速巡航的定義到現在還有爭論，如果能夠不開加力可以達到超音速就算超音速巡航，那采用F110發動機的F—14D就可以達到超音速巡航，“臺風”更加如此。但如果要不開加力達到1.5倍音速以上才算超音速巡航，那為什么是1.5倍而不是1.2或者1.8倍呢?戰術依據是什么?超音速巡航的一種定義是航程內至少半以上都可以處于超音速，以保證超音速進入和退出戰區，那樣算來，F—22都不能算超音速巡航。假定ATD—X具有超音速巡航能力，那ATD—X的超音速巡航到底是哪種呢?第三代戰斗機已經達到人體過載的極限，新型空空導彈的過載能力大大超過戰斗機和人體的承受能力，超機動到底意味著什么?有什么意義?這些問題不是一架ATD—X就可以回答的，相反，ATD—X應該是對這些問題研究的技術積累的成果。然而，至少從公開報道來看，日本并沒有這樣的技術積累可以依靠。

F—22的機體大量采用復合材料，考慮到F—2也大量采用復合材料，日本在制造技術上或許并沒有太大的問題。F—2上的主動電掃雷達在實用中應該積累了相當的經驗，更加先進的主動電掃雷達至少在理論上應該也不是技術瓶頸。在武器技術上，日本已經自主開發了采用凝視陣列紅外制導的AAM—5先進格斗導彈和主動雷達制導的AAM—4先進中程空空導彈，從美國引進AIM—9X和AIM—120應該也沒有問題，所以這也不是問題。然而，F—2最后走了拿來主義的道路，其后果現在就體現出來了。在確立戰斗機的設計概念后，氣動外形和發動機決定了戰斗機的基本性能，皮之不存，毛將焉附?ATD—X的氣動設計是否優秀，不能由模型的漂亮與否來決定，而是要由風洞和實際飛行來決定。斜切的菱形進氣口對超音速巡航和大迎角下氣流畸變的影響，機頭兩側折線的等效邊條作用，外傾雙垂尾避開機身上表面渦旋的問題，后機身邊條和機翼、平尾的交互作用問題，這些都需要大量的風洞數據。日本沒有系統的風洞群，戰斗機設計需要到別的國家去吹風，如美國和法國。美國和法國都是盟國，日本去做一般的研究性吹風沒有問題，但涉及國家機密的具體設計也依靠外國的風洞就成問題了。首先，日本不會希望外國太清楚日本最新戰斗機的能力和關鍵設計技術；其次，外國也不希望共用風洞導致本國機密技術的“交叉污染”和不受控制的技術轉移，所以使用外國風洞必定對雙方有很多限制，在具體工作中，這些限制將大大降低工作效率。這還不算外國本身也有自己的研究項目需要吹風，到時候誰等誰不是一個很難猜想的問題。

另外一個大問題是發動機。日本正在研制XF7發動機，據說這是一臺50千牛級的高涵道比(涵道比為8)渦扇發動機，那樣的話，XF7就是為P—X和C—X用的，不過這不排除其核心發動機和ATD-X共用的可能。但是50千牛級的發動機作為高性能戰斗機的發動機太小了，又幾乎不可能升級到150千牛級，升級到100千牛級都是非常吃力。假定ATD—X使用兩臺100千牛級的發動機，那飛機的起飛重量將受到極大的限制，將不超過“米格—29”的水平，如果要求超音速巡航，起飛重量還要進一步受到限制，估計不能超過F—16的水平。按照第三代戰斗機的要求，F—16的起飛重量水平也不差，但隱身戰斗機要求采用機內武器艙，這是F—22的尺寸和起飛重量比F—15大很多的主要原因。如果采用像F—35那樣的機內和外掛混合的武器裝載方式，隱身效果將大大下降，這也是美國愿意出售F—35但拒絕出售F—22的一個重要原因。在中型戰斗機上采用雙發，將進一步限制可以裝載武器和燃油的機內有效容積，“米格—29”就是吃了這個苦頭，以至于非常優秀的機動性被短得令人難為情的航程拖了后腿。ATD—X如果發展成實用型戰斗機，將逃脫不了同樣的命運。

日本當然可以用引進的發動機。現在不清楚ATD—X的具體尺寸和起飛重量，假定ATD—X和F—35的起飛重量相仿，那雙發的ATD—X有美國的F—404或者加大推力的F—414、法國的M88、英國的EJ200可以選用，除了EJ200號稱有一定的超音速巡航能力外，這些發動機都不是為超音速巡航而優化的，可能需要幅度不小的修改。采用美國的F1D0或者F110將大大增加ATD—X的尺寸，但同樣有為超音速巡航優化的問題。另外，F100和F110沒有出口的先例，除非是裝在F—15或者F—16戰斗機上，不過這或許不是一個問題。最理想的是用降低推力的F119，但美國要是不肯出售F—22，出售F119裝備到一架外國戰斗機上的可能性也不大。

還有一個問題是推力轉向。ATD—X的模型顯示其雙發采用花瓣形推力轉向裝置，這可以相對容易地實現三維推力轉向，但花瓣之間“漏氣”，所以偏轉以產生推力轉向時，可能有不小的推力損失。為了減少正常狀態的推力損失，這些花瓣不能像F—22的F119發動機一樣用作發動機的收斂一擴散噴管的一部分，在結構重量上效率較低。F119矩形的二維推力轉向噴口同時有把噴流“壓扁”的作用，以增大與周圍環境的冷空氣的接觸表面，加速冷卻，降低紅外特征，ATD—X的發動機也不能做到這一點。

最終的歸宿

日本的雄心很大，推出ATD—X的動作也做得很大，但日本的用意可能不是表面上的那么清楚。如果日本真的意圖通過ATD—X來帶動航空工業，以日本的經濟實力，應該大力興建航空基礎研究設施，建立風洞群、高空試驗臺、電磁波測試室等，就像中國在過去幾十年里的做法一樣。但是日本對這些基礎設施的建設按兵不動，反而用外國設施進行這些應該是保密也來不及的研究，不能不使人懷疑日本是在釣魚，而不是真心振興航空工業。在FS—X時代，美國愿意出售F—16和F—18，但日本想自己干，被來自太平洋彼岸的一桶冷水澆滅了火花。這一次，或許情況顛倒了過來，日本想買F—22，但美國不賣，于是日本假惺惺地自己研制ATD—X，希望像臺灣的IDF一樣，誘使美國最后準許向日本出售F—22，而不僅僅是F—35。如果真是這樣的話，那日本戰斗機從“零”開始，最終還是要向零歸結。