由军到民的日本大飞机发展.docx

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由军到民的日本大飞机发展

由军到民的日本大飞机发展

　　2007年9月28日，日本防卫省（前防卫厅）技术研究本部（TRDI）和三菱公司合作研制的XP－1海巡机原型机（原称为P-X，Patrolaircraft-X的缩写）在航空自卫队岐阜基地进行了1小时的首飞，该机试飞员表示XP－1的操纵品质良好。

日本XP-1首飞的圆满成功标志着日本在大飞机研制技术上取得了阶段性突破。

长久以来，日本的航空工业特别是民用航空工业广泛地承担着波音、空客、巴西航空工业和庞巴迪宇航公司的转包生产业务，而缺乏自主研发和系统集成能力，而今，日本航空工业希望借着研制多种型号不同用途大飞机的东风，使本国航空工业的发展从转包生产阶段真正过渡到自主研发阶段。

除了XP－1海巡机之外，目前，日本还在研制先进的c－x军用运输机、MRJ支线客机和YPX商用飞机，以求得日本航空工业的跨越式发展。

　　从XP－1到YPX

　　2007年7月4日，日本防卫省举办了日本海上自卫队新一代固定翼反潜巡逻机XP－1和新一代军用运输机C-X原型机的公开典礼。

典礼在川崎重工崎阜工厂举行，参加典礼的有防卫省海上幕僚长、航空幕僚长、技术研究本部部长、川崎重工社长以及历代防卫厅官员等600余名人员，可谓声势浩大。

目前，这架XP－1原型机已经完成了各种地面试验、首飞试验，预计不久后即可交付给日本海上自卫队。

　　XP－1的研制目的就是替代已在日本海上自卫队服役超过20年的美制P－3C反潜机。

日本确定同时研制P-X和C-X以后，决定采用民间研制体制，要求相关企业提供研制方案，并对其能力进行调查。

先后共有7家公司提出方案，包括川崎重工、富士重工、三菱重工（前身是二战的中岛），昭和飞机工业、新明和工业（前身是二战的川西）、日本飞机公司等企业。

经过招标，2001年11月，日本防卫厅最终确定以川崎重工为主，三菱重工，富士重工，日本飞机这三家企业为辅的研制模式研制XP-1下一代海上巡逻机。

其中川崎重工负责制造飞机的前机身和水平尾翼，三菱重工负责制造中部和后部机身，富士重工负责制造飞机主翼，垂直尾翼，日本飞机公司负责P-X翼身融合整流罩。

设计工作由设在川崎重工岐阜工厂的大型飞机设计队伍负责。

2003年9月，当时各公司派遣的技术人员已经有650名在从事设计工作。

　　XP－1的机身外形设计与P-3C类似，采用了下单翼，四发布局。

明显后掠的机翼采用超临界翼型，以减少高亚声速飞行时的气动阻力，提高性能的同时减小燃料的消耗。

XP－1搭载日本国产的雷达系统，声纳系统，作战指挥系统及航空磁异常探测系统（MAD）等专用电子设备。

此外，应美国方面的要求，XP－1还考虑到了与美军的战术情报交流问题。

为了防止严酷的战场电磁环境对飞机的飞行控制系统造成干扰，XP－1采用了超前的光传飞控系统（FBL，Fly－by－light），使其成为世界上第一种使用“光传飞控”技术的作战飞机。

作战指挥系统将各传感器获取的信息进行及时处理和显示，协助机组人员完成任务。

　　XP-1的载弹量非常大，除了一个内部武器舱用于携带反潜武器系统和声纳浮标外，机翼下还拥有8个外挂点用于携带各种导弹和炸弹，另外在XP-1机体下方还设有30个声纳浮标投放口。

XP－1的声纳系统能够收集和分析海洋深处的声信号，搜寻敌方水下舰艇目标。

通过改进声纳对信号处理能力，提高XP－1对先进的静音潜艇的探测能力。

另外，XP－1的先进有源相控阵雷达系统和光电，红外传感器系统不仅可以搜索和识别海面上的舰艇目标，甚至还可以探测到潜艇露出水面的潜望镜。

　　众所周知，日本海上自卫队早在上世纪80年代就开始引进生产洛克希德?

马丁公司的P－3c反潜机，到1997年共生产101架P－3C。

从性能来说日本海上自卫队日前的P－3C属于较早期的UPDATE2.5水平。

而美国自己的P－3C已经升级到UPDATE4的水平，出售给台湾地区的P-3C也将是UPDATE4的水平。

日本之所以没有将P－3C升级实际上是为XP-1打下伏笔。

日本现役的P－3C巡航时速为620千米／小时，巡航高度为8800米，航程6600千米。

相比之下，XP－1的性能更为优越：

巡航时速为830千米／小时，巡航高度为11000米，航程8000千米，可以说是全面优于P－3C。

日本声称，在美国海军的P一3C的后继机P－8A“海神”MMA多用途海上飞机研制成功前，XP－1将是世界上最先进的固定翼反潜巡逻机。

　　XP－1的动力为4台石川岛播磨重工研制的XF7－10高涵道比涡扇发动机，每台发动机的推力为58千牛，涵道比8.2，其各项指标是严格按照国际民用航空组织（ICAO）的相关标准设计的，其环保水平和降噪水平都很高，其噪音水平明显低于P－3C海巡机。

负责研制大型航空发动机的是日本防卫厅TRDI第3研究所。

XF7是在XF5－1低涵道比涡扇发动机（装备三菱重工ATD－x“心神”先进战斗机技术验证机）的基础上发展而来的，其第一台原型机XF7-1的试验开始于2000年，而XF7-10的地面试验开始于2002年初。

2002年4月，日方专门将一架c－1军用运输机改装为001号发动机飞行试验平台，对xF7-10发动机展开飞行试验，TRDI第3研究所赶在XP－1首飞之前的2007年7月宣布XF7-10研发成功，如果项目进展顺利的话，有望在2010年进行批量生产。

　　XP-1的另一大特点是装备了日本自行研制的作战系统，其功能与美国研制中的新型海上巡逻机P－8“海神”相似。

日本海上自卫队已决定要购买80架XP－1海巡机，预计2011年前后服役。

随着XP－1大飞机平台研制成功，日方将在其技术基础上大做文章，首先，XP-1海上巡逻机采用了与商用飞机完全相同的气动布局，因此，日方将在XP－1的基础上研制下一代座级衔接支线客机和干线飞机之间的100～150座商用飞机。

另外，日方还会利用XP－1的平台研制预警指挥机（AEWC）、监视／侦查飞机和类似于美军E一10的“多传感器指挥与控制”飞机（MC2A）等多种先进传感器和战场指挥控制飞机。

　　与P－3C不同，XP－1采用了后掠翼设计，吊挂了4台国产涡扇发动机，并采用下单翼的典型客机气动布局。

当XP－1的外形刚刚公布时，就有人预测日本是在利用XP－1来验证未来客机的气动布局和结构设计，以便日后进行“军转民”改型。

果不其然，最近出版的美国《航空周刊与空间技术》报道：

川崎重工正在和日本飞机发展公司（JADC）携手在XP－1的基础上研制90～150座级的YPX商用飞机，其气动布局和XP－1非常相似，只是发动机由四台改为了两台。

JADC是一家国有性质的行业协会，主要负责协调航空工业资源，推动民机工业发展。

　　预计今后20年里，全球商用飞机市场对于能够衔接干线飞机和一般支线飞机的大型支线客机需求量极大。

为了抢占这一细分的市场，川崎重工迅速公布了在XP-1基础上研制YPX商用飞机的计划，先军后民，军民结合，可谓一举两得，当然，在大型支线客机的细分市场上，YPX将面临巴西航空工业E－jet系列支线客机、加拿大庞巴迪公司c系列商用飞机和俄罗斯苏霍伊民机公司“超级喷气100”系列支线客机的激烈竞争。

　　按照计划，YPX商用飞机将大量采用XP－1海巡机的部件，例如其机身上部、发动机外侧翼盒、平尾、垂尾等部件都直接取自XP－1。

另外YPX的机载系统也有35％直接来自XP－1，这样可大幅降低YPX的研发成本。

　　YPX将实现系列化发展，首先推出的110座级的YPX-11基本型i其次推出的140座级的YPX－12加长型；最后推出的是90座级的YPX－10缩短型。

据川崎重工透露YPX飞机三种型别的标准航程均为5000千米，但是YPX-10和YPX-11将发展出增程型，其航程有望达到6000千米。

　　川崎重工表示，YPX的推出时间将和空客、波音分别提出的下一代单通道150座级客机差不多，也就是说YPX可能与2020年左右交付使用。

　　从c－X到YCX

　　与日本海上自卫队新一代固定翼反潜巡逻机XP－1的原型机同时被公开的还有日本航空自卫队的新一代运输机C-X的原型机，编号为88－1201。

新一代运输机C－x的机身涂装与新一代固定翼反潜巡逻机XP－1原型机大体相同。

据悉，其原定的首飞计划可能被推迟。

　　早在2001年，日本防卫厅就计划采购一批新型军用运输机以替代老旧的日本国产c－1和美制c－130运输机。

他们先后对洛克希德?

马丁公司C－130J、波音公司c-17，空中客车军机公司A400M等几种典型的现代军用运输机进行了考察，但最终的结论是，这些运输机不能很好地满足日本军方的要求。

在这种情况下，日本防卫厅决定立足于本国的航空工业基础，以川崎重工和三菱重工为主合同商研制新型国产军用运输机C－X。

2001年确定C－X机身外型、结构。

2002年进行部分基本设计和细节设计工作，并搜集必要的技术数据。

　　为了降低新一代运输机C－X的研制成本，同时启动的还有新一代固定翼反潜巡逻机XP－1，这两种新型飞机的外部机翼部件、驾驶舱挡风玻璃、人机界面和水平尾翼采用了相同的设计，另外两种飞机还共用许多通用机载设备，包括辅助动力系统（APU）、驾驶舱设备、飞行控制系统计算机，防撞灯系统和起落架控制系统等。

据日本媒体报道，由于在设计中引入了众多的通用部件，使得XP－1和C－x两种飞机的总研发成本下降了25亿日元（2.18亿美元），两种飞机的总研发成本被控制在345亿日元{约30亿美元）以下，甚至低于美国波音公司的P－8“海神”海上巡逻机单机的研发成本。

　　C－X最大起飞重量为141吨，量级比A400M还略大一些。

动力为两台通用电气公司的CF6－80C2民用涡扇发动机，最大推力27900千克。

空载航程达10000千米，运载37吨作战物资的航程为5600千米，是一种具有洲际运输能力的远程运输机。

　　c－X的构想是从出发地可以短时间飞达目的地，在途中不需要变更飞行高度和速度，其巡航速度为马赫数0.8，与民用客机的飞行速度大致相同。

因此，日本决定从现有的民用涡轮风扇发动机中挑选一部合适的发动机，2003年8月8日，日本防卫厅装备审查会议决定采用技术十分成熟的美国通用电气公司的CF6－80C2作为c－x的发动机。

由于日本空中自卫队装备的另外两种大飞机KC－767加油机和E-767预警机也采用这种发动机，因此可降低日本空中自卫队的后勤保障压力。

　　日本军方对其提出的技术要求包括了较强的短距起降能力，要求其具备在900米长的野战机场上起降的能力，而在其满载状态下（起飞重量141吨，载重37.6吨）的起飞滑跑距离要控制在2300米之内。

　　C-X采用了典型的上单翼军用运输机气动布局，在外形上非常像美国C-17和日本c－1运输机的结合体。

其机翼与XP－1同为超临界翼型后掠翼设计，以巡航速度飞行时的气动阻力较小。

C－X的飞行控制系统是已经在F－2支援战斗机上应用过的电传飞控系统（FBW）。

此外，还装备了自动装载系统和战术运输飞行管理系统等，目的是省力的同时，减少机组人员。

省力化装卸系统可以对机内的货物装卸进行统一的管理，既方便又快捷。

战术运输飞行管理系统可以在低空飞行时引导和显示飞行的线路，减轻了飞行员的工作负担，同时可以在低空飞行时躲避威胁，提高了飞机的生存力。

　　c－x运输机在载重量和航程方面都要优于美国的C－130“大力神”运输机和日本自行研制的C－1运输机。

c－x的最大航程达10000千米，这比从美国引进的c－130的4700千米要远得多。

日本c－1运输机的巡航速度为650千米／小时，巡航高度为11000米，航程为2200千米。

而C－X的巡航速度约为890千米／小时，巡航高度为13000米，航程为6500千米。

此外，C-130的载货量约为19吨，无法运输大型战斗车辆，c－1运输机就更不用说了，而c－x的最大净载重量约为37吨，可以运输大型车辆和直升机。

　　和空中客车军机公司的A400M军用运输机相比，川崎重工c－x的性能优势是明显的：

首先采用涡扇发动机的C－x比采用涡桨发动机的A400M飞行速度更快；其次，大量采用复合材料和优秀的结构设计，C－X的载重量比A400M更大；另外，C-X在各种飞行状态下的航程均超过了A400M。

因此，只要C－X项目进展顺利，日方对于C－X民用型的外销前景十分看好。

1999年1月，欧洲七国联合组建空中客车军机公司，正式启动A400M研发项目，2001年11月，日本防务厅决定以川崎重工为主导，正式启动C－x研发项目，可见c－x项目的启动时间比A400M晚了将近3年，但是，就目前的情况来看，c－x的研发进度已经后来居上了，C-X将有望领先于A400M进行首飞。

　　另外，日方还将进一步挖掘c－x的军事应用潜力，基于C-X的空中加油机和电子对抗飞机的研制工作都在日方的规划之中。

　　据美国航空周刊报道，日本飞机工业发展公司（JADC）将在c-x军用运输机的基础上开发出一款民用运输机YCX冲击国际市场。

JADC认为：

在c－x军用运输机的基础上发展民用运输机YCX只需要很小的工作量即可完成，川崎重工将加长C-X的机身，以增加飞机的载货量，将C-X的过载限制从3.0g降低到2.5g，以增加飞机的起飞重量；拆掉C-X上的军用设备和系统（例如军用通信设备和防卫系统），以降低飞机的结构重量，并降低成本。

经过如此改进后，C-X就可变身为一种性能优秀的民用运输机。

　　正是因为YCX研发工作的技术难度小、风险低，因此其研制优先级高于日本自研的110-150座级商用飞机YPX。

预计在2009年，首架c－x原型机将交付给日本航空自卫队进行试飞，届时，YCX的工程研制也将全面展开。

　　川崎重工希望把YCX以每架10亿日元的单价（8千万美元）销售给国外的货运公司，川崎重工认为这一民用运输机市场充满了挑战，目前的国际货运飞机市场上充斥着俄罗斯和乌克兰的二手大型运输机，虽然性能落后，但是价格便宜，同时，欧洲8国联合研制的A400M运输机也将对YCX发起挑战，YCX要想打入这一市场，必须要具备明显的性能优势。

　　欧洲A400M和俄罗斯、乌克兰生产的运输机都采用军用发动机，后勤维护不便，而YCX的优势在于由于采用了民用型发动机，可以显著降低后勤保障压力。