日本F-2支援戰鬥機

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F-2是日本三菱重工業集團(mitsubishiheavyindustries.,ltd.)和美國通用動力公司(現洛克西德·馬丁公司戰術飛機部)在F-16戰鬥機基礎上合作研製的空中支援戰鬥機,用於日本自衛隊對海上艦艇實施打擊,平時負擔國土防空任務。採用了單發、單垂尾、大邊條、翼身融合和腹部進氣道的總體布局,從外形上看幾乎與F-16沒有什麼區別,兩者的尺寸也差別不大,只是F-2的翼展和機長稍大、機高稍小。F-2戰鬥機以第40/42批生產的F-16c為基礎,其中新研製的部分約占50%。

戰鬥支援概念出現

世界大戰結束後,日本必須要為其殘暴的侵略行為付出代價,因此面臨著嚴厲的制裁和全亞洲乃至世界的敵視。在這種情況下,日本完全喪,失了在國際上的政治地位,而在軍事上,日本必須時時小心地在為國家提供足夠的防禦和保持低'調這兩個方面保持平衡。戰後的日本武裝力量被稱為“自衛隊”,不能到日本國土以外的地方執行軍事行動。不僅如此,在日本國內也存在著公開且力量強大的反對日本發展軍事的勢力。因此日本本國的軍事技

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術研發是一個高度敏感的問題。

日本在戰後的軍事組成結構在國家防禦計畫大綱(1976年10月29日完成.1995年11月28日修訂)中有清晰的規定。在這個大綱中,日本航空自衛隊(JASDF)可以建立10個截擊戰鬥中隊(1995年修訂的時候削減為9個)、3個戰鬥支援中隊。而其中的所謂“戰鬥支援飛機”是日本一種非常獨特機種,其實這個機種只有名稱的意義.實際上就是攻擊機.這表明了日本人的政治敏感,不願意使用諸如。攻擊機”或者“戰鬥轟炸機”之類的詞。

二戰後,日本航空自衛隊使用的是F一86F“佩刀”戰鬥機。

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日本大約從美國進口了180架F一86F,此外日本三菱重工(MHI)還在1955年到1961年許可證生產了300架F-86F。1962年.洛克希德公司開始向日本輸出超聲速的F一104J/DJ,到1967年。日本共獲得了210架單座F一104J和20架雙座F-104DJ,替換老舊的F-86F。1971年。日本獲得了F-4EJ作為新的截擊戰鬥機。因為這些機種更新換代都在很短的時間內完成(從亞聲速的F-86F到超級飛彈截擊機F一4EJ僅僅花了不到10年時間),此時還有大量的F-86F尚處於服役狀態,所以60年代後,這些飛機的任務悄悄發生了改變。此時的F-86F開始擔地面攻擊訓練任務,而“戰鬥支援”任務是在70年代初的時候才正式由3個F-86F中隊擔任。第3、第6和第7中隊是首個被稱為“戰鬥支援”的中隊。1973年8月23日,第7中隊改為一般訓練中隊後,第8中隊取代了其位置

技術積累

日本的飛機製造工業是1952年開始重建的。大量的飛機製造廠通過獲得許可證生產飛機這一手段開始迅速成長。1955年日本製造了第一種噴氣作戰飛機——富士T一1戰鬥教練機。1958年1月,T-1進行了首次試飛。1957年,日本開始製造第一種民用運輸機YS一11。

1962年8月30日首飛成功。1966年。日本又開始研製第一種軍用運輸機C-1,1969年11月12日進行了首次飛行。

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這幾次成功的嘗試為日本研製第一種超聲速戰鬥機打下了良好的基礎。60年代中期.日本防衛廳(JDA)確定了自行研製的新一代超聲速先進戰鬥教練機的指標。然而這個計畫的最大制約因素是日本不能大量出口軍事設備,而國內市場有限。這意味著飛機的單價將非常高。有些人認為價格太高的話還不如直接購買T一38A更划算。但是日本防衛廳仍然決定製造一種單座戰鬥機及戰鬥教練機以取代F-86F。這就是T一2和F一1計畫的開始。

1971年7月20日,第一批4架XT一2戰鬥教I練機原型機(編號59-5101)誕生。1971年7月20日進行了首次飛行。1975年3月。第4航空聯l隊開始接收這種飛機。1974年。兩架T一2改造成F一1超聲速戰鬥機的原型機。這些飛機的代號是FS—T2改。其中FS就是戰鬥支援的意思。1975年6月3日,FS—T2改(59-5106)進行了第二次試飛。1975年6月17日。FS—T2改(59—5107)又進行了一次試飛。由於T一2已經完成了所有的基本飛行測試,改裝後的FS-T2改氣動外形也沒有什麼大的變化,因此測試時間相對較短,1975年正式投入批生產。

1977年2月25日,第一架批生產型F一1(70一8201)完成,同年6月16日進行了首飛。1977年9月26日,第3中隊獲得了第一批F-1。1978年3月31日,第3中隊完成了F一86到F一1的換裝。此時F一1共完成了3箇中隊的換裝,隨後第3、第8中隊也在1980年2月完成換裝。緊接著在1981年2月28日,第6中隊也完成換裝。最初計畫共有126架F一1用於裝備4箇中隊。但1976年大綱的出現使日本需要將原有的4箇中隊改為3個,而飛機也要減少到100架。此外,很明顯當時日本航空自衛隊需要一種更有能力的飛機擔任“戰鬥支援”任務。因此F-1的訂單削減為77架。1987年1月。F一1停止生產。1987年3月9日,航空自衛隊獲得了最後一架F一1(80—8277)。

F一1服役僅僅3年後新的繼任飛機就開始研製了。1982年7月23日,日本防衛廳正式發布FYl981中期防禦計畫,計畫中準備生產一種新型的戰鬥支援機。這箇中期防禦計畫包括FYl983到FYl987,大約需要24架新型戰鬥支援機以取代77架F一1。根據這些要求,日本開始展開了下一代戰鬥支援機計畫

1982年發布這個計畫後,F一1開始進行ASIP(飛機結構增強)升級計畫。這次升級可以將F一1的服役期延長到1994年,所以雖然F一1的數量非常匱乏,但FS-X計畫的資金也因此足足拖延了5年才到位。1984年1月27日,防衛廳參謀會議上航空自衛隊參謀長森繁弘和技術研究部長大森幸為共同討論自行研發F一1支援戰機後繼機種(Fs—X)的可行性。

1985年3月22日,為FS-X作驗證飛行的T一2CCV驗證機全狀態首飛成功並順利達到試驗要求。就在當月。三菱重工提出國產戰鬥機JF一210計畫,鴨式雙發雙垂尾布局,採用2台F404發動機作為動力,空重11.5噸。最高速度達到馬赫數1.9,攜帶4枚反艦飛彈執行反艦作戰任務的作戰半徑可達930千米。

4月1日,新任的技術部長山下撤提交了《國內自主研製F一1後繼機可能性》報告。到5月23日,三菱重工常務事業部部長佐佐木義雄向記者演示FS—X將是一種先進的純國產戰鬥機。但到了10月份,考慮到經費緊張,FS—X的發展方向又出現。現役戰機改裝”和“進口國外飛機”兩種方案。1985年9月17日,日本防衛廳確定了4種飛機成為候選飛機——F一16“戰隼”,F/A一18“大黃蜂”、“狂風”IDS和自行研製的JF一210。

1985年10月11日,日本防衛廳決定向通用.麥道和帕納維亞三個外國生產商發出邀請問卷。這個問卷包括發展概念、一般性能武器裝載、系統.價格,改裝成符合航空自衛隊戰鬥支援任務的要求,此外最重要的是增加日本數據鏈系統和攜帶日本自行研製的ASM一1反艦飛彈的能力.其他細節問題還包括能否獲得製造權。1985年11月22日發出了這份問卷。1986年1月為截止日期。雖然只有兩個月的時間,但三個公司都按時完成了問卷

政治影響

日本航空自衛隊的FS—X計畫包括下列幾個特點:反艦飛彈的最大攜載量必須達到4;必須可以攜帶2到4枚中距空空飛彈;飛機必須能夠全天候作戰.能夠使用先進的電子戰系統:在執行反艦任務時戰鬥半徑450海里(834千米)。在收到並審查了外國供應商的報告後,日本防衛廳發現所有的方案中沒有一個完全符合FS—X計畫要求。例如.F-16攜帶不了4枚ASM一1反艦飛彈,武器和吊艙間也存在潛在的兼容問題。F/A一18雖然可以攜帶ASM-1反艦飛彈,但有效攻擊半徑只有334千米,即使只攜帶兩枚反艦飛彈,F/A一18的航程最多也只能增加到630千米,還是不能達到要求。而。狂風”IDs雖然性能超群,但是不能攜帶中距空空飛彈,只有防空型的“狂風”ADV才有中距攔射能力。當然這也說明FS—X的要求很高,它的要求從一開始就讓外國飛機都無法達到要求。

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不久之後,日本防衛廳宣布只有自行研製的國產飛機才能滿足FS-X計畫的要求。3個外國製造商得到這個反饋後非常生氣。也強烈反對日本自行研製這一飛機。他們所在的國家也對此提也了嚴正抗議,3家公司均認為實際的飛機不能和圖紙競爭.這毫無疑問是不平等的競爭。而從這一刻起,FS—X計畫開始變得非常具有政治性了。

1986年4月,日本防衛廳重新向3個公司發出了邀請問卷.詢問符合FS—X計畫的可能改型。7月份3個公司提交了問卷,都表示可以提供多種改型。其中通用公司的計畫是在F一16XL的基礎上改進,這個所謂的“先進F一16XL”先後給多箇中東和亞洲國家推薦過.但是沒有國家採購;麥道公司則要在F/A一18的基礎上研製一種”大F/A一18”,以容納更多的燃料來提高航程.這個計畫後來演化成了現在的F/A一18E/F“超級大黃蜂”。帕納維亞則計畫在防空型的”狂風”ADV基礎上改進,增加反艦功能。設計一種“萬能狂風”。

不過在政治方面,美國擁有強大的影響力.因此和美國公司合作成了日本防衛廳的首選。1986年4月25日,日本防衛廳派遣空自中將法性弘帶4名人員前往海外考察調研,31日即歸國。1987年4月10日,日本防衛廳栗原佑幸發表了FS—X計畫的。栗原三原則說明,正是這一個的道路上。1987年6月,日本防衛廳的官方宣傳口徑仍是Fs一×可能是一個純國產飛機的計畫,但是此時的FS—X已經只能是和國外聯合改進一種該國現有的國外飛機了。

隨後帕納維亞的“狂風”被從候選名單中去除了,因為日本宣稱如果和歐洲合作的話。日本無法保持國家的中立,其真實原因可想而知。因此可能的合作飛機是F-16,F/A一18和作為。狂風”替代方案的F-15E。這其中由於F/A一18放大型的研製經費很高,所以很快就失去了競爭力。1987年9月11日。FS-X計畫進一步確定了——該計畫會是純國產飛機或聯合發展F一16/F一15的改型。

1987年10月21日.日本防衛廳做出了最終決定。FS—X是一種F-16C/D的改型,由日本和美國聯合研製。毋庸置疑。這個決定是受到了美國強大壓力的影響.選擇了當初四種方案中最差的方案。1987年10月23日,日本安全部通過了這個決定,FS—X計畫正式啟動。

超級型號

1986年,通用公司就開始嘗試研製升級版的F-16C,該型號被稱為“敏捷隼”。這架飛機在F一16CBIock40單座戰鬥機的基礎上改進.翼面積增加了25%。飛機的重量大為增加,飛行控制系統升級,控制舵面加大。這個“敏捷隼”方案是日本型的設計基礎。FS—X最後的結構基礎報告對F一16Black40飛機作如下改進:加長機身.在進氣道下增加八字鴨翼,重新設計機頭錐(用於容納相控陣雷達、INS和整體電子戰系統).座艙進行升級,機翼面積增大,機身和機翼採用整體成型技術。機身和垂尾採用先進的結構成技術.動力系統也根據F-16的發動機改進(IPE)計畫自行改進。執行戰鬥支援任務(SCR)的掛載為4枚ASM一1反艦飛彈或6枚227千克的精確制導炸彈也或者是12枚227

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千克普通炸彈和兩枚自衛用自短程空空飛彈:執行空空任務的掛載為4枚中距空空飛彈或2~4枚短/中程空空飛彈。兩種基本模型分別包括單座戰鬥機和雙座教練機。

三菱重工確定為FS—X發展的主要合作商,日本的另兩個航空製造商(富士重工和川崎重工)也可以作為輔合作商參與。在共同研製、製造的名義下,美國要求完成40%的製造工作。費用也由日本承擔60%.美國承擔40%。三菱主要負責製造機身前部.以及FS—X的總裝。川崎負責完成機身中部,起落架艙和發動機短艙。富士則負責生產機頭雷達錐,進氣道、右機翼(不包括前緣)、翼根整流罩、垂尾和平尾。而美國通用公司(現在的洛克西德·馬丁公司)製造左機翼、襟翼,右機翼前緣和機身尾部。

發動機可以從普·惠F100-PW一229和通用電氣F110一GE一129中選一種。1990年6月,發動機選型開始。1990年12月21日,F110—GE一129被選定為FS-X的發動機。

1991年12月11日。日本公布了新的Fs—X,此時的FS—X發生了非常重大的改變.飛機上的前翼被取消了。這一對基於F一16CCV的八字形前一是用來提供直接力控制(DSFC)用的。但利用控制增強(ME)和不耦合偏航(Dy)模式也可以完成這一功能。而去掉前翼後還可以降低飛機重量並減少飛機阻力。因此日本決定取消這個設計.

1988年4月,F-16ModFS-X計畫開始。1990年開始製造全比例模型。1992年6月19日。FS-x的模型首次在三菱重工下屬的東京都千代田區的小牧南工廠向媒體發布。這個模型主要是用於驗證飛機的穩定性和基本設計。1992年5月,模型通過了日本技術研究和發展研究所(TRDI)的審查並認為可以開始製造原型機

1988年。FS-X獲得了8875.8萬美元的資金。到1991年。又陸續獲得了大約1.13億美元資金。1992年的預算是6312.5萬美元,這包括製造第架原型機的費用。1995年,三萎獲得了另13.7億美元。用於製造3架原型機和兩個靜力試驗機。這些預算還包括第一架原型機發動機、電子系統和火控雷達的費用

誕生過程

1995年1月12日,小牧南工廠的首架F一16ModFS-X飛行原型機完成(63-0001)。同年10月7日9時8分由渡邊吉之駕駛完成首次試飛。在進行了一系列公司飛行測試和地面測試後。1996年3月22日,這架飛機交付日本防衛廳。之後不久就被送到技術研發所。在1995年8月22日,FS—X也獲得了F-2的編號。單座型號為F-2A.雙座型號為F-2B。有意思的是FS-X原定要被命名為F-16JA(單座)和F-16J8(雙座),但是後來日本人認為叫F-2更為有力一些。

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F-2最初的4架原型機分別是兩架xF一2A單座型和XF-2B雙座飛機。首次試飛後剩下的3架XF-2飛機計畫日期為:XF-2A(63-0002)於1995年12月13日進行了首次試飛。1997年4月26日交付;XF-2B(63-0003)於1996年4月19日進行了首飛。1997年8月9日交付;XF-2B(63—0004)於1996年5月24日進行了首飛,1997年9月20日交付

4架原型機分別進行4個方面的測試第一架XF一2A主要進行飛行測試。測試飛機的飛行品質,性能、發動機系統測試;第二架XF一2A進行飛行品質測試、外掛飛行、電子系統,任務穩定性.系統性能測試:第一架XF-2B進行飛行測試、滾轉、任務穩定性,系統性能和通信/導航/識別(CNI)系統測試;第4架XF-2B則是進行火力測試,武器測試.投放以及任務穩定性測試。第三架飛機完成了尾鏇測試。第四架雙座型飛機上由於安裝了試驗儀器.因此只能有一名飛行員。XF一2的1000次飛行測試被分成4個階段。第一階段用來進行基本的飛行測試。掌握飛機飛行性能。1995年第4季度開始。1996年第3季度結束。第二階段測試分配給系統測試、飛機蒙皮和飛機結構測試。這個測試從1996年第4季度開始,1997年第3季度結束。第三階段的測試主要是進行任務穩定性測試。包括火炮發射和其他武器測試,1997年第3季度開始.1998年第2季度結束。第四階段測試的重點是最終測試.在1998年第二季度到1999年3月進行。

1998年7月28日,日本防衛廳發現F-2在試飛過程中一體成型複合材料機翼因耐不住高壓高振動飛行環境而發生結構龜裂的嚴重弊病,其服役時間只能再度拖延.但日本防衛廳仍舊決定所有4架XF一2在1999年繼續進行測試。日本防衛廳宣布“振動可能是由於電腦輔助作動產生的”。在特定情況下.飛機尾鏇性能也需要改進.副翼部分的連線也需要加強,電池內的電子感應器和輔助發電器也存在問題。這些問題使飛行測試時間增加了9個月。

1999年5月,東京附近的技術研究總部第三研究所進行靜力測試時,一號機主翼內部發生龜裂現象,為改善受到理論計算以外的極大作用力影響。靜力測試只能暫時停止3個月,整個計畫因而推遲。10月12日.首架批生產型F-2在小牧膏的機場首飛.不過當年10月飛行測試時又發現新問題.特別是在攜帶8枚飛彈時,在發射4枚後剩下4枚(兩翼下2枚,翼尖2枚)情況時.飛機如果處在跨聲速水平飛行狀態會產生自行滾轉現象.垂直尾翼也測到超過計算值的應力。為了找出問題以及確認新的飛行測試時間表,計畫又艇了3個月。日本防衛廳於12月30日宣布F一2項目延後至2000年6月為止,並增加5億5100萬日元的預算

日本防衛廳進行的測試是由兩個公司分別負責的。最初一半的測試由技術研發所進行。但測試人員都是日本航空自衛隊的人員。以後的測試則是由日本航空自衛隊的航空測試發展中心(ATDW)進行的。而這些飛機原本隸屬於技術研發所。之後更換了隸屬單位.編號和很多東西都要發生變更。1997年12月1日,所有4架XF-2的編號從技術研發所序列改為日本空自序列。第一架XF一2A從63-0001改成63-8501.第二架XF-2A從63-0002改成63-8502.第一架XF-2B從63-0003改為63-8101.第二架XF-2B從63-0004改為63-8102。所有生產型的F-2A的生產序號都包括“0085”(在編號的最後3位),所有F-2B飛機的編號包括“8100”。

2000年6月28日。日本宣布F一2從開發至運作測試全部結束.4架原型機共累積進行1170次飛行測試。

機身結構

F-2機身的橫截面和F-16完全相同,但由於需要更大的空間來攜帶更多的燃油和更大的電子系統.因此機身中段就需要加長。F-2機翼重新進行了設計,比F-16的翼面積增加了25%:F-2的翼面積為34.84平方米.而F-16的翼面積為27.87平方米。翼展也從9.45米增長為11.13米。這些長度數據包括翼尖的空空飛彈發射導軌的寬度。這些改變可以滿足武器掛載的需要。每個機翼下面都有6個掛點.翼尖有空空飛彈發射導軌。機翼後掠角為33度。展弦比為3.35,下反角為0.225度。厚度比為4.3%。機翼的垂直投影輪廓和F-16類似,但後緣機稍稍前掠。

和F一16相比,平尾也增加了20%。面積從5.92平方米增加到7.05平方米,垂尾和F-16C相似。尾部機身上安裝了兩個腹鰭,每個腹鰭的長度為0.699米,面積為0.75平方米

座艙系統

F-2的座艙採用了當時最先進的技術,採用了一平三下的布局。像F一16一樣,駕駛桿安裝在右側的面板上,油門桿在左邊的面板上。

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高亮度平視顯示器系統包括顯示組(Du)、電子組(Eu)和平視顯示器面板。平視顯示器不但提供基本的飛行信息,也有經過處理的信息、目標信息、武器發射信息和攻擊階段所需的其他信息。飛行員的仰視視野超過20度,方位角超過30。電子組系統控制顯示組,主要有下列功能:一個主電腦視覺(LCOS)控制功能,可以進行空對空射擊,空空飛彈電腦控制系統的備份儀器降落系統(ILS)顯示功能和一個座艙光學補償測算器。控制質量過程跟蹤(HQDT)功能,可以在進行訓練的時候在平視顯示器上模擬目標。

三個橫河電機生產的多功能顯示器,包括兩個102毫米x102毫米的顯示器和一個在主控制臺上的127毫米x127毫米顯示器組成。所有顯示器都是液晶顯示,三個螢幕的顯示模式都是可以互換的。這些顯示屏的預熱時間少於2小時。多功能顯示系統由兩個程式控制驅動器(PDG)驅動。多功能顯示器有11種顯示模式,紅外探測模式(FLIR和IRST)可以以後再增加。現有的顯示模式是存儲控制系統(sMS),火力控制雷達(FCR)、地圖(MAP)、電子干擾系統(Ew),高度顯示器(ADI)、水平地形顯器(HSI)、數據傳輸器(DTE)、戰鬥控制系統(FLCS)、警告測試(TEST),自動測試表(CLST)和飛行計畫(NOTE)。在左側面板還有一個小的彩色顯示器,用來顯示飛行數據。這個顯示器也是液晶顯示器,大小為60毫米x92毫米。先是空速,馬赫數、氣壓高度、磁性方向、滾轉信息,過載級別、轉動比、迎角.垂直速度。在主螢幕上.主要有下列標準的設備:發動機油溫、發動機噴口位置、發動機隨速.發動機渦輪前溫度顯示,油量流動、載油量.時鐘.等待高度、等待指南針、迎角索引.速度、液壓壓力、緊急動力組(EPU)載油量。艙壓力高度。

前方控制臺(UFC)安裝在平視顯示器面,包括整體控制臺(ICP),擴展能力數據入電子組(EXDEEU)、飛行員錯誤列表顯(PFLD)。前方控制臺主要用來進行CNI功能IcP控制自動駕駛模式(A/A或A/G).螢幕選掃CNI器材的數據輸入、控制平視顯示器的亮度對比度,控制CNI數據。整體控制臺(ICP):一個單色顯示,可以顯示4行文字(每行20個字:PFLD顯示飛行系統中的警告和錯誤信息,這個在極射線管顯示器LED)可以顯示最多25個字。

F一2B后座艙的顯示系統和前座艙的基本相同,只是去除了平視顯示器和整體控制臺。所有顯示模式都相同。

操縱桿和油門桿調節可以實現完整的手不控桿控制(HOTAS)。目標控制轉換.武器發射、顯示控制按鈕.飛彈逐級階梯轉換、發射等都在控制桿上。雷達天線控制器.Dy模式選擇器.EMI轉換器、手動測距.通信轉換、速度模式轉換.刮斗模式轉換、遙感控制等都安裝在油門桿上。目艙的環境控制系統(ECS)使用發動機進氣驅動空調和壓力器。乘員的氧氣是由機載氧氣製造系系統(OBOGS)提供的。

F-2的導航系統包括慣性參照系統(IRS)、地圖產生器、空氣數據探測系統(ADSS).TACANVOR/ILS和雷達高度計。IRs可以測量加速度和飛機運動的角速度、輸出速度、高度比.方向,位置和高度。它使用環形迴轉儀和向下的INS進行精確位置計算和快速時間校準。IRs的具體細節並沒有公布。但T一2上的環形迴轉儀每1分30秒校準一次時間。在靜止的狀態下,3分鐘校準一次。F-2的IRS當然會比T-2的好。一個非官方的訊息表明F-2的IRs的誤差小於0.8毫米/飛行小時

移動地圖

電子地圖產生器包括電子設備.圖像產生設備和地圖數據記憶卡。基本的顯示模式是將“紙地圖用3D形式顯示出來。主顯示器顯示的是飛機的標誌、高度警告顯示、導航點、飛行計畫路徑用戶預定路線標誌和地形高度線。ADSS包括一個多用途空氣數據電腦(MADC)、整體壓力和靜態壓力測量器.迎角探測器.側滑角探測器.溫度探測器和熱源探測監控器。MADC輸出氣壓高度、校準空氣速度、馬赫數和測算過的外部實際溫度。TACAN,VOR/ILS和雷達高度計都是標準裝備。雷達高度計.高度測量範圍大約從0到1500米。誤差小於+/-2%。儀器在進行60度滾轉和+/--30度俯仰的情況下也能繼續工作。

火力控制

F-2重要的火力控制系統(FCS)包括一個任務電腦(MC)、儲存控制組(SMS)和火控雷達(FCR)。任務電腦有8個主程式控制單位。包括火力控制、自動防禦.截擊過程計算、導航計算、電磁界面(EMI)電子設備,數據控制.錯誤監控和系統控制。火力控制程式有3個主要功能。分別是威脅識別、空空飛彈發射控制和對艦飛彈,炸彈,火箭及機炮發射和火力計算。在使用的時候。防禦系統會決定危險的程度。為電子對抗(ECM)確定主要目標.在。靜默”狀態

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下停止機載設備的活動。截擊計算模式下.根據FCR或者基地防禦地面環境(BADGE)系統.顯示到達目標的過程,並利用數據線傳遞。導航系統主要有兩個功能.分別是計算飛行路線的數據,空速以及根據慣性參照系統選擇導航點。電磁界面設備避免程式利用FCR和EW系統決定特定的頻率。避免系統間的干擾

儲存控制組是圍繞SMC和遠程控制組(RIU)製造的——這一點和F-16相同,可以提供更大的存儲空間。每個遠程控制組都包括3個分系統,是飛彈RIU(MRIU)、儲存界面組(SlU)和發射/釋放RIU(J/RRIU)。儲存控制組主要有如下功能:存儲裝載和更新、放置決定,儲存界面(重量和載荷計算).存儲類型、電台選擇,存儲/火炮情況、存儲/火炮狀態決定、存儲/火炮發射/火力過程.緊急噴氣控制,選擇性/戰鬥噴射控制.對數據線控制進行備份和錯誤監控。儲存系統內置測試。儲存控制組可以和下面這些系統兼容:ASM-1和ASM-2空艦飛彈、AIM-7F和AIM一7M+中程空空飛彈、AIM-9L和AAM-3+短程空空飛彈和發射適配掛架.227千克炸彈.CBU一87/B集束炸彈、454千克炸彈、以及600或300加侖(美標)副油箱

雷達系統

F一2的火控雷達是第一個在日本製造的主動相控陣雷達,該雷達為三菱電子公司製造的。雷達的天線包括多個電子元件/接收組件,可以快速間隔操縱天線。不用機械性的掃描天線。天線里的每個模組都是由電腦控制的,可以更快速地掃描,也可以掃描更大的面積。這樣,雷達可以更好地發現快速移動的目標。邊掃描邊跟蹤(TWS)、多任務跟蹤、攻擊,向上攻擊都是可選的模式。這個雷達的具體性能是保密的,但估計可以跟蹤1B5千米外的大型目標(雷達截面積約5000平方米),跟蹤65千米外雷達截面積為5平方米的目標。在邊掃描邊跟蹤模式下,F-2估計可以同時跟蹤10個目標。

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FCR有主模式和副模式(每個副模式都對應可以使用的武器)。

主模式AA(空對空)發現、跟蹤、鎖定目標,為AIM一7F/M提供持續的制導。和這個相連的副模式為AIM-7F/M的MRM(中距AAM),AIM-9L和AAM一3的SRM(短距AAM),20mmJM61A1內部機炮的GUN

主模式DGFT(纏鬥)提供自動鎖定功能,並且為AIM一9L、AAM一3和JM61A1提供近距目標鎖定。

主模式A/G(空對地)提供空對地測距、地面描繪和目標跟蹤、水面目標跟蹤、為AShM提供多目標水面跟蹤。A/G模式可以和A/A尋找模式結合使用。相結合的副模式為Mk82GP炸彈、500-IbMk82GP炸彈,500-1bPGM和CBU-B7/B技術炸彈提供CCRP(連續計算發射點);為Mk82炸彈、PGM、CBU-87/B集束炸彈、JLAU-3和RL-4火箭艙提供CCIP(連續電腦衝擊點)。為Mk82炸彈.PGM.CBU-87/B集束炸彈、JLAU-3和RL-4火箭彈藏提供MAN(手動)模式;為ASM一1、ASM一2AShM、ASM—VIS(反艦飛彈可視)提供的ASM-PRE(反艦飛彈預先計畫)

1986年3月,日本斥資12億9680萬日元展開機載有源相控陣雷達的研製工作,到6月13日。美國明確表態要求參與雷達的研製工作,並完全共享研究成果。美國在此次計畫中,從日本成功分事剄低成本主動相控陣雷達天線鎵化砷元件生產方式。美國當時生產主動相控陣天線單元的單生產成本高達8000美元,F-2的AN/APG一主動陣列雷達上需要兩千多個這樣的單元,若以當時的方式生產。F一2的雷達天線部分價格就超過了半架F一16而利用日本的技術,生產主相控陣天線單元的單位生產成本不過1000美元,其實除此之外,美國還共享到了一體成型式複合材料機翼的製造方法。

武器設備

F-2的主要武器為AIM-7F/M中距空空飛彈、AIM-9L/AAM-3短距空空飛彈、GCS-1制導炸彈、普通炸彈、JLAU-3、RL-4火箭發射巢、ASM-1和ASM-2空艦飛彈。

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很多的美國空空飛彈——包括AIM-7和AIM-9——日本都獲得了生產權。同時,日本本土的短程空空飛彈從20世紀60年代就開始研製了。兩個早期設計的AAM-1和AAM-2空空飛彈都是在AIM-9L的基礎上研製的。三菱生產的AAM-3(90式空空飛彈)是一種重量更輕、鎖定範圍更大的一種飛彈,也可以供F-15J/DJ使用。1986年AAM-3就已經開始研製,1991年12月18日正式獲得了許可。之後就很少有細節公布。AAM-3的大小和布局基本和AIM-9L相同,但是在導引頭後面的控制彈翼為非常獨特的帶鋸齒“箭型”翼,這種設計使飛彈的機動性更強。導引頭是NEC研製的雙色紅外製導組,它的跟蹤範圍比AIM-9L大。AAM-3的範圍為5000米,發射重量為91千克。AAM-3不光可以供F-2使用,還可以在其他自衛隊戰鬥機,包括F-15J、F-4EJ改和F-1上使用。

雖然日本尚沒有計畫大規模製造超視距空空飛彈(類似於AIM-120或者三菱AAM-4)。但如果不能使用這種武器,那么F-2就會處於劣勢。AAM-4是在1993年研製的,預備接替空自使用的AIM-7。這種武器的具體細節很少,該飛彈是一種主動雷達制導飛彈,1999年服役

空對地武器系統

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為了執行精確打擊任務,技術研發所和三菱重工為Mk82和JM117炸彈研製了GCS-1制導和控制套件。GCS-1的研製從80年代開始,F-2的反艦任務是這個項目的推動力。90年代初,這種武器開始使用。GCS-1是在東芝的紅外跟蹤器的基礎上設計的。飛行員利用平視顯示器獲取信息,GCS-1導引頭跟蹤目標。這個制導套件可以很容易地安裝在這兩種炸彈上。但重型JM117使用了形狀不同的鴨翼。採用GCS-1套件的炸彈的投放模式包括CCRP和CCIP,還有發射點電子連續數據(RCCD)和釋放點內部數據計算(RCID)模式。

對於炸彈的制導方式,日本做出了不同尋常但經濟實惠的選擇——採用紅外導引而不是慣常的雷射制導。因為日本人認為雷射制導炸彈已經是一種很成熟的技術,因此可以不用投入研製力量,只是作為一個備份方案。GCS-1系統為日本工業提供了一個發展新科技的機會。這種方案也可以避免F-2攜帶笨重的雷射制導吊艙。

空對艦武器系統

三菱重工ASM-1(80/91式空艦飛彈)和後來的ASM-2(93式空艦飛彈)是日本自行研製的空艦飛彈。ASM-1是為F-1和F-4EJ改設計的。該飛彈1973年開始研製。1977年12月進行了第一次火力測試。1979年3月獲得了第一次目標擊中記錄,擊中了50千米遠的目標。ASM-1於1980年開始服役,它的導航系統和AGM-84“魚叉”、AM39“飛

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魚”反艦飛彈類似。進行海面搜尋的時候,ASM-1依靠一個INS進行制導,飛行速度為馬赫數0.9。ASM-1長4米,發射重量600千克,其中包括重150千克的HE彈頭,最大射程為50千米。

ASM-1C(91式空艦飛彈)是一種型化的ASM-1,射程擴大到65千米,並安裝了改進的ECCM。

ASM-2是進一步改進型號,大小和形狀都和ASM-2相同。該飛彈對導航系統、推進系統和結構進行了改進,其中大量套用了SSM-1海防飛彈的研究成果。1988年,這種飛彈開始研製,1993年開始批生產。雖然沒有官方確認,但可以想像,ASM-2可以供F-1、F-2和F-4EJ改使用,也有一些人認為該飛彈還可以在F-15J和P-3C上使用。ASM-2仍舊是靠非慣性導航設備制導,但內部制導設備改成了富士通IR-CCD跟蹤系統。ASM-2的推進系統改成渦輪噴氣發動機,射程增加到100千米。ASM-2同時也對彈翼進行了隱身設計。

F-2有一個內置的20毫米口徑JM61A1六管機炮,安裝位置和F-16上的相同。F-2最多可以攜帶512發彈藥。在空自中,共有4種20毫米炮彈可以選擇:JM55A2教練彈、JM56A2實彈、JM220跟蹤彈和沒有正式編號的警告用信號彈。

電子戰系統

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F-2的電子戰系統是嚴格保密的,只有一些大概信息。電子戰系統包括一個整體電子戰系統(IEWS)和一個高級界面黑屏系統(AIBU)。電子戰系統是三菱電子公司研製的,包括電子戰系統控制器(EWS)、ESM、ECM和計數測量分配器(CMD)分系統。如果系統發現了威脅,就會顯示這個威脅的位置,並且向飛行員作出語音提示。整體電子戰系統可以識別危險和目標身份(分析發射信號的位置和身份),威脅分析(如何對抗),反電子干擾(威脅等級分配、干擾模式選擇,CMD選擇)和其他功能(電子戰系統的EMI躲避、電子戰系統數據輸入、電子戰系統數據記錄和BIT)。

高級界面黑屏系統保證EMI不影響機載的所有設備。高級界面黑屏系統控制FCR、IEWS、TACAN和先進識別敵我信號(AIFF)閃爍信號,發布空白波動信號

飛控系統

F-2有一個三餘度數字線傳操縱系統和一個備份系統,由日本航空電子和Bendix/King研製的。這套飛控系統具有高機動性、在高迎角飛行和在低空/低高度狀態下實現CCV控制功能。在低空飛行的時候,可以自動駕駛。F-2的CCV可以在沒有鴨翼的情況下增加飛機的敏捷性,令F-2成為一種沒有鴨翼的F-16CCV高機動飛機。

在俯仰CCV控制下,主要有4種操縱模式:控制增大(CA)可以為飛行員的飛行控制進行反饋,在任何飛行狀態下作出最佳化的反應;放寬靜穩定性(RSS)可以提高飛機的穩定性,平尾可以產生升力(在這種狀態下,機翼只

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需要較少的升力);操縱載荷控制(MLC)也進行了改進,改善了載荷比和鏇轉半徑;操縱增強(ME)改善了拉桿時的加速度反應,也可以實現快速機頭運動狀態的改變。

除了操縱增強模式外,其他模式都是常開的。只有飛行員選擇操縱增強模式的時候該模式才開始工作,主要在空空戰鬥或對地攻擊的時候才使用。

俯仰和偏航CCV控制中主要有兩種模式。根據飛行員的輸入,俯仰/偏航控制增大模式可以自行控制副翼和尾舵,使飛機可以在任何飛行狀態下產生良好的控制反應。同樣,俯仰控制增大模式也可以參考飛行員的操縱桿輸入對飛機進行控制,使飛機的過載值處於範圍之內。F-2可以進行不耦合滾轉(Dy)飛行。在這種狀況下,直接側力控制(DSC)可以令飛機在不發生滾轉傾斜或者不改變偏航方向的情況下實現轉彎。俯仰/偏航控制增大模式是常開的,而不耦合滾轉飛行模式只有當飛行員選擇的時候才啟動。不耦合滾轉飛行模式只能在亞聲速對地攻擊的狀態下進行。

自動駕駛有5個模式,包括高度控制、角度控制、方向控制、飛行過程控制和狀態還原控制。

降落操縱中,有兩種模式(俯仰/偏航控制)。在FCS不能正常使用的時候,可以使用CCV控制模式和自動駕駛模式。備份控制系統包括兩個模式,俯仰備份模式和偏航備份模式。備份模式可以讓飛機在FCS完全失效後安全返航。

投入批生產

1996年,第一批總計11架F-2獲得了10.906億美元的資金,分別製造7架F-2A和4架F-2B,平均每架飛機的價格為9914萬美元。頭3架飛機於1999年完成,2000年完成剩下8架。其中一架F-2A分配給第一技術學校,剩下的10架分配給三澤空軍基地,供第3中隊使用,以取代F-1。

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1997年製造8架F-2,這8架F-2於2000年交付給三澤空軍基地。這些F-2飛機將使第3中隊完成F-1到F-2的換裝,其中包括兩架F-2B。第3中隊於2001年4月成為第一個換裝F-2戰鬥機的中隊

1998年,三菱以9912萬美元的單價製造9架F-2飛機。這個批次包括2架F-2A和7架F-2B。2000年9月25日,首架批生產型F-2A(編號503)正式交付防衛廳。10月2日,新編第3航空中隊臨時F-2部隊成立。10月3日,首架批生產型F-2A抵達三澤基地。隨後兩架單座F-2A分配給第3中隊作為備用飛機。4架F-2B配屬給第4航空聯隊第4中隊作為教練機使用,用以替換T-2教練機。剩下的3架F-2B作為第4中隊的備用飛機使用。

在1996年到2000年的中期防禦建設計畫中,總計採購了45架F-2。這45架F-2包括22架F-2A和23架F-2B,其中5架F-2A和12架F-2B沒有獲得政府資助。這裡面21架F-2A和4架F-2B配屬給第3中隊。2000年10月2日,日本F-2戰鬥機在日本三澤空軍基地舉行了服役典禮。簡短的服役典禮引起了眾多新聞媒體和軍事專家的關注。首批接管F-2戰機的日本第3中隊金少將稱,F-2戰機在21世紀將全面擔負起日本國土防空的重任,而日本航空自衛隊自70年代以來就加入現役的F-1型和F-4型戰鬥機將陸續退出舞台

2001年,日本防衛廳為F-2選擇Evans&Sutherland(E&S)計算機公司提供的ESIG電子圖像發生器。E&S公司將為三菱精密公司(MPC)提供ESIG-5530電子圖像發生器。三菱精密公司是三菱重工的可視系統供應商和F-2飛機及其模擬器的主要承包商。F-2訓練模擬器可視系統包括六通道ESIG-5530圖像發生器和由六個投射器組成的半球型投影顯示器,能為實際高速噴氣式飛機訓練提供一個較寬的視野。ESIG-5530圖像發生器具有許多特點,如球狀結構、一個寬範圍任務功能處理器、邊緣混合、NLIM和進一步提高訓練真實性的高速噴氣飛機防撞探測器。

2001年4月10日,洛·馬公司與日本三菱重工簽訂第5項F-2戰機零部件契約。該契約價值超過1.8億美元,契約包括45架F-2的零部件

2002年3月29日,洛馬公司再次獲得第6個一年一次的契約,為日本12架新型F-2支援戰鬥機提供部件,契約金額約為2億美元。

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2002年,在F-2的使用中發現J/APG-1主動相控陣雷有嚴重缺陷:在對遠距離目標進行多目標追蹤時,雷達顯示屏上的目標常會時隱時現,雷達廠商宣稱該雷達在空空模式時搜尋範圍為74千米以上,空面模式時為148~185千米,但是實際測試時卻發現其能有效跟蹤目標的範圍不超過40千米左右,研究發現可能是F-2的有源相控陣雷達和機頭空速管存在干擾問題,目前這一問題沒有完全解決。

2004年3月19日,日本航空自衛隊三澤基地配備的F-2正式開始擔任防空戰備執勤,負責在有不明飛機侵犯日本領空時,緊急起飛實施攔截。2004年7月,美國空軍與日本航空自衛隊在美駐日本三澤空軍基地共同進行模擬對抗訓練,日本自行設計和生產的最新式F-2制空型戰鬥機在訓練中嶄露頭角,表現非凡。在這次訓練中,美駐日空軍第35戰鬥機聯隊第13中隊的F-16戰鬥機與日本航空自衛隊的F-2戰鬥機共同進行了飛行訓練。此次訓練也是F-2的首次實戰演練。駐日美軍司令瓦斯特將軍對日本新型的F-2給予了高度評價。並希望F-2在將來能夠有機會參與美空軍在美國舉行的演習,例如“合作對抗雷”和“紅旗”等綜合空戰演習。

2005年間,日本航空自衛隊完成了為F-2A/B戰鬥機集成新型AAM-4(99式)超視距空空飛彈。同時展開了為F-2A/B戰鬥機集成AAM-5近程紅外製導空空飛彈,及相配的頭盔瞄準具。當年日本完成了對AAM-4飛彈的多項改進進行了試驗,包括增加射程、可對付多個目標的能力,以及對制導與控制系統部件進行改進。AAM-4飛彈的主動雷達導引頭也進行了改進,採用了改進的相控陣天線,並提高了發射功率。

2006年3月31日洛克希德·馬丁公司獲得三菱重工的價值1.45億美元的契約,為5架F-2生產型飛機製造零部件。此時F-2中隊正在慢慢建立,其中第二個F-2機隊於2006年在築城空軍基地建立,該基地的第6中隊完成了從F-1到F-2的換裝。2007年將在第8中隊建立第3個全F-2中隊,將F-4EJ改換裝成F-2。最初計畫共生產141架F-2飛機,其中包括11架F-2B供日本“藍色衝擊波”飛行表演隊使用。但1997年重新審核的時候這11架表演機被取消了,用1億美元單價的飛機作為表演機,這恐怕是日本高消費的一個寫照吧。

合作與隔膜

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1998年11月10日,洛·馬製造了第一個F-2機身尾部,並按時交給了三菱重工。F-2在小牧南工廠開始批生產。除了1998年出現的結構問題外,F-2的組裝都按照時間表進行,2001年完成。日本人非常不喜歡人們將F-2和F-16比較,而F-2實際的表現和性能都是保密的。甚至連洛克希德的F-2項目管理人都說“F-2計畫對我們來說是不透明的”。同時,日本航空工業並不滿意FS-X/F-2計畫的政治影響,美國對合作製造施加了太大壓力。兩個政府這樣的合作使成本增加了至少100%,130架的造價超過100億美元。

日本沒有明確說明要如何處理F-4EJ改,但也列入了日本防衛廳的中期計畫中。官方的說法是,F-2將完全取代F-1,與F-4EJ改和F-15J搭配使用——儘管F-4EJ改的飛行支援角色與F-1相同。如果要完全取代F-4EJ改,很明顯除了這130架外日本需要製造第二批次的F-2,雖然F-2主要用以執行反艦任務(官方的說法是“反登入艦”)。但F-2出類拔萃的遠程雷達系統和高機動CCV控制能力令F-2能夠成為一種非常優秀的空戰戰鬥機,特別是F-2可以攜帶中距空空飛彈,這對於任何一架其它飛機來說都是個不容小視的力量。不過,如果日本真的只想進行專守防衛的話,這些功能其實沒有大的用處。

F-2超改

F-2超改是洛·馬公司提出用於改進F-2的一整套計畫方案,旨在提高F-2的綜合作戰能力,特別是遠程對地攻擊能力。F-2超改最早在2004年10月初於日本橫濱舉行的“日本國際航空航天展”上展出。該機由三菱重工和洛·馬公司聯合研製,技術性能以F-16Block50/52為標準。具體改進包括:採用新的火控軟體;加裝霍尼韋爾的H423雷射

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陀螺導航系統以及GPS接收機;增加火控計算機記憶體容量;換裝數據傳輸速度更快的新型數據機、新型多功能彩色顯示器以及新一代MIL-STD-1760數據匯流排;採用先進的AN/ALR-56M雷達告警接收機;加裝16號數據鏈;採用新的飛行員夜視鏡、新型頭盔瞄準具、先進敵我識別系統、前視紅外吊艙;機身背部加裝與F-16Block60類似的保形油箱。

經過改進的F-2超改將增加發射AIM-120C中距空空飛彈和AIM-9X矢量控制紅外成像格鬥飛彈的能力。並能夠使用包括“寶石路”系列雷射制導炸彈、風偏修正彈藥、日本防衛廳M、AGM-154A聯合防區外武器和AGM-88反輻射飛彈等精確制導武器。

此外,F-2超改還可加裝AN/AAQ-33瞄準吊艙,進行夜間精確對地攻擊。AN/AAQ-33的性能比以前的AN/AAQ-13/14吊艙更先進,採用模組化設計,集成了高解析度的第三代中波前視紅外系統、雙模式雷射器、CCD、雷射點跟蹤器和雷射標示器,大大提高了對遠程目標的探測和識別能力。

目前日本尚沒有表態是否將F-2超改列入正式計畫,但是可以想像的是,如果美制F-22的採購數量不發生大幅縮減的話,全套F-2超改在單價上有希望能夠與F-22抗衡

性價比

日本防衛廳最初撥給F-2戰鬥機的研製費用只有1650億日元,但由於技術方面的缺陷使得F-2計畫嚴重超支。截至1995年,日本防衛廳為研製F-2已耗資3300億日元(約23億美元)。而據專家估計,全部完成F-2的研製生產過程

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至少需要耗資9920億日元,是原計畫費用的6倍。有鑒於此,日本政府曾一度考慮放棄這個耗資龐大的發展計畫。

自日本航空自衛隊的F-2戰機計畫公布以來,其設計方案多次更改,經費預算不斷增加,最後定型日期也一推再推,直到1995年10月7日,首批4架原型樣機才開始試飛。1995年12月日本政府最終批准了生產130架F-2型機(83架單座的F-2A型機和47架雙座的F-2B型機)的計畫,並準備在1999年將其投入現役。由於在試飛期間F-2戰機的機翼又出現裂縫,日本防衛廳官員又不得不將其服役時間推遲到2000年,比預期構想推遲了一年多。

2004年8月,日本防衛廳削減了F-2原定130架採購量,中止採購該型戰機的原因據防衛廳稱是因為開發期限推遲已導致該型戰機的單價由原來的每架80億日元升至每架120億日元,而且其飛機的性能也沒有達到原來預想的標準。為此,在訂購了76架該型戰機後,日本政府準備少量追加採購後,開始考慮其他後續機型,這一未來型號有多種猜測。

無論結果如何,目前F-2都是一個不可小看的對手。先在對F-2最大的指責就是性價比過低,但是一個通俗的定理是:性能越高,性價比越低。

撲朔迷離F-3

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對於日本政府將採用哪一種飛機作為其下一代之戰鬥機,對此的猜測多種多樣,不過多半認為美制F-35“閃電II”是一個比較現實的選擇。雖然在期間先後出現諸如F-2超改、F-2超超改、F-3/F-36A、F/A-27C等多種日本國產替代方案,但是這些也不過停留在紙面上。目前,日本政府正在評估引進F-22、F-35以及F-15EJ、F/A-18E/F和“颱風”等,可以確定美國政府不會輕易出口F-22,而“颱風”同樣面臨不能夠攜帶反艦飛彈的問題。至於F-15EJ和F/A-18E/F與先進戰鬥機相比存在著代差,可能剛剛引進又要面臨換代。所以目前綜合考慮,可能F-35——甚至是F-35C——應該是日本較好的選擇,同時還有可能兼顧日本將來對航空母艦的計畫,如果日本有這個考慮的話。

參考文獻

http://www.wpeu.net/article/Article.asp?ArticleId=2765

http://mil.qianlong.com/4919/2007/05/21/[email protected]

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