自安倍晋三第二次担任首相以来,日本开始着眼于在航空航天和国防技术方面的投入,以使其在国防领域与其经济地位相匹配。日本于2015年成立了采购技术与后勤局(ATLA),为日本国防制造和技术的未来发展趋势指明了方向。ATLA在建立之初就曾经表示:“为了在日本日益严峻的安全环境下确保技术优势,ATLA将把握先进技术的趋势,与日本国内外的各种研发组织合作,应用先进的军民两用技术,并通过研发项目增强技术能力。ATLA还将通过项目管理在国防装备采购的每个阶段反应日本自卫队的作战需求。”
从那时起,ALTA就着手开展了涵盖陆地、海洋和天空的众多计划。利用日本掌握的专业技术,及其与美国、欧洲国防领域相关公司和研究机构的合作伙伴关系,ATLA制定了雄心勃勃的路线图,以掌握未来10-20年间,可能有极大发展前景的航空与国防技术。
ALTA透露了未来战斗机的细节,这些战斗机将采用诸如“超级隐形、网络化打击能力与轻型高推重比推力矢量发动机”等未来技术。这些技术的亮点使得该机将跻身于美国F-35、F-22,英国“暴风雨”与欧洲未来战斗航空系统(FCAS)等世界顶级战斗机计划之列。
2020年3月,日本披露了其三菱F-X战斗机项目的概念,日方称该机的尺寸和性能可以与F-22“猛禽”相媲美。在日本方面公开的信息中,披露了一些正在开发的关键技术:
网络化打击能力:F-X将使用正在开发的综合战斗机火控系统(IFCF)进行“网络化打击”。具备这种能力之后,该机能够在战斗机编队之间切换导弹的控制权限,或共享导弹的攻击过程。在战斗机编队内,导弹的跟踪、锁定到发射、制导均不受战斗机的位置和方向限制,因此,有望在超越单名飞行员的视觉与战斗机的搜索范围内进行空战。IFCF系统由高速数据链、新型火控计算机与软件组成。IFCF软件的原型已经在仿真环境下进行了测试与修改,在测试中,IFCF的原型软件已经证明了在各种情况下(例如防空作战)进行网络化打击的有效性。目前,日本正在进行其高速数据链分系统的原型设计,并将在飞行测试中对其进行验证。
隐身设计:机体内部的武器舱系统和隐身进气道设计分别是减少外部携带武器与降低发动机叶片雷达反射的最有效措施。除了这两部分之外,想设计一架隐形战斗机还需要其他相关的技术,例如隐形情况下的气动布局设计、使用的吸波材料以及相应的机身结构、电传飞控系统等。作为ATLA一部分的航空系统研究中心(ASRC)已经开发出带有空空导弹发射挂架的内部武器舱系统的地面原型。通过在各种模拟飞行条件下进行的地面测试,日方已经成功地测试了开舱门、武器投放、分离与关闭舱门的安全快速顺序。
F-2
的成功使得日本有信心将第六代战斗机作为其下一个本土发展项目。
这一
发展的关键是世界上独一无二的发动机。
根据ALTA的航空系统研究中心(ASRC)的说法,“为了实现未来战斗机的隐形、高空和高速战斗能力,ASRC正在积极开展战斗机发动机的研究,这款发动机能够同时实现‘轻便’与‘大推力’的要求。
”
经过对低压组件与核心机的研究,XF9-1于2018年6月成功制造了大功率发动机的原型机。ASRC目前正在通过对发动机进行运行测试,来评估XF9-1的性能。根据ASRC公布的消息,XF9-1自2018年6月完成制造之后,于2018年7月开始进行测试,以验证其性能。在2019年8月初,ASRC成功展示了XF9-1的15吨目标最大推力。目前,ASRC计划对其进行进一步测试,直到2020年。另外,ASRC正在制作推力矢量喷口(TVN)的原型,该矢量喷口可以将发动机喷口的气流方向最多改变20度。ASRC计划将原型TVN安装在XF9-1上,并通过地面发动机测试,来评估其性能。
另一个有趣的概念是“未来无人飞行器”的研发路线图,该路线图在短期内计划研发一款具备一定自主能力的无人机,然后在未来20年内开发具备自主执行任务能力的无人机,最终实现“战斗机”型的高度自主化无人机。
日方对自动飞行路径生成等相关领域的技术一直在研发当中,在进行了一系列测试之后,一架KM-2D飞机被改装成一架自主操控无人机的验证机,该机加装了红外传感器与演示自动飞行的设备后于2018年10月首飞。2019年10月-11月,ASRC在北海道进行了该验证机的飞行测试,以验证连续自主控制的技术。
进行飞行测试的KM-2D验证机,在座舱后方安装了相应的设备。
2020
年3月,ALTA发布了一份蓝图,其中透露了其开发高超音速巡航导弹(HCM)与高超音速滑翔弹(HVGP)的计划,以装备其战斗机来打击陆基或是
海上目标。
东京的目标是在2030年代初引入由超燃冲压发动机驱动的HCM和由固体燃料火箭发动机驱动的HVGP。
据报告称,高超音速导弹的飞行速度可达音速的5倍左右,并将取代之前的超音速导弹。
这份蓝图中,日本的高超音速武器将使用不同的战斗部,通过卫星进行制导,以应对海上和地面的不同目标。
为了有效地拦截诸如弹道导弹和高超音速巡航导弹之类的威胁,日方认为必须具备在高空、高速领域拦截导弹的能力。
这项研究旨在实现结合两种不同方式的导弹控制技术。
一种方式是通过侧向推进火箭改变导弹的方向,另一种方式是矢量控制技术,使发动机的推力方向偏转。
日方认为,这两种控制方式的结合,能够极大提升导弹的机动性,可以使导弹在高空、高速领域对敌方导弹进行拦截。
ATLA
旨在确保日本的技术优势,并为高效地研发未来的陆地系统设备奠定基础。
这方面的研究结果被应用于美日合作研究计划中,这项
计划
已于2019年5月开始,为期5年。
在研究计划中,日本主要公布了以下技术:
两栖车辆:此项研究的目的是获得可用于改进未来两栖技术的相关技术信息,从而实现水上机动性与作战部队在战区的快速部署。
榴弹炮:日本计划研制一款轮式155mm自行榴弹炮,以取代装备多年的FH70型155mm榴弹炮。这款榴弹炮在装备野战炮兵单位之后,能够在广域环境内快速机动,并用于远程火力支援,以摧毁敌方各种目标。
日本陆上自卫队装备的19式卡车炮,就是该项目的最终成果之一。
装甲车:一款装备了105mm坦克炮的轮式装甲战车(MCV),这款装甲车将负责摧毁敌方装甲目标,并向步兵部队提供直瞄火力支援。该车辆拥有较高的公路机动性与空运能力,将显著提升日本陆上自卫队(JGSDF)的战略机动性。
日方开发该系统将用于信息分析,和对敌方信息网络发动电子攻击,以获得信息优势。
日本目前正在研制新型的可变深度声呐系统,该系统将安装在海上自卫队的驱逐舰上。
具有主动声呐功能的变深声呐与拖曳阵列声呐系统将具备在多艘舰艇之间进行协同搜索的能力,以增强对潜艇和其他水下目标进行探测和分类的能力。
日方正在进行大容量、高密度的蓄电系统与高效紧凑的供电系统相关领域的研究工作,试图在不增加船舶尺寸的情况下,提升潜艇的水下续航能力。
日本的“苍龙”级潜艇是日本第一款装备AIP动力系统的潜艇,AIP系统能够使它们在更长的时间内保持水下活动状态。
该级艇是世界上最大的常规动力作战潜艇,为日本“
亲
潮”级潜艇的改进型号。
“苍龙”级“凰龙”号潜艇于2018年10月下水,是世界上首艘使用锂离子电池供电的作战潜艇。该艇使用锂离子电池后,取消了AIP动力系统。
2020年3月5日,日本海上自卫队获得了世界上首艘由锂离子电池供电的作战潜艇。该艇是“苍龙”级的第11艘“凰龙”号。2019年11月,长84米,排水量2950吨的“斗龙”号潜艇下水。该艇由两台川崎12V 25/25 SB型柴油发电机提供动力,是第二艘装有锂离子电池的潜艇。
在此项研究中,ALTA将建立适用于各种导弹的小型高性能导引头技术,包括安装在战斗机武器舱中的中程空空导弹。
此外,该研究还将寻求验证小型高性能导引头与冲压发动机之间的兼容性,冲压发动机被认为是未来中程空空导弹推进装置的最佳选择之一。这项研究是作为与英国的合作研究,通过使用已经广泛装备于欧洲国家的“流星”导弹组件,进行相关领域的研究。
目前日本有两个旨在抵抗敌舰入侵其岛屿的项目:
地对舰导弹和空对舰导弹。
近年来,日本周围的国家一直在增加水面舰艇的数量。为快速响应可能对日本岛屿进行的打击,日方开发反舰导弹将通过提高打击敌方水面舰艇的能力来保持其海上的优势。在此项目下,日本将开发在其现役的12型地对舰导弹基础上进行改进,提升性能的新型地对舰导弹,同时,该导弹也将搭载在P-1反潜巡逻机上,执行空对舰任务。
日本的周边国家正在大力增强登陆战的作战能力,无论是从数量还是从质量上,都与此前有了极大的变化。
在这种情况下,面对可能对其岛屿构成的威胁,日本需要一款提升射程,同时具备打击多方向、多个快速目标能力的导弹,这款导弹还必须具备可以承受的成本。