日本下一代反潜巡逻机PX巡逻机CX.docx
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日本下一代反潜巡逻机PX巡逻机CX
日本下一代反潜巡逻机P-X/巡逻机C-X
日本P—X反潜巡逻机和C—X运输机机身的全尺寸木制实体模型
日本防卫厅(JDA)2005年01月在川崎重工业株式会社(KHI)向公众展示了正在研发的下一代海上巡逻飞机(PX)和下一代运输机(CX)的全尺寸模型。
两型飞机均计划在2007年进行首飞,2011年完成研制工作,总研制预算为32.7亿美元。
日本防卫厅表示,PX海上巡逻机和CX运输机将担负起日本周边海域警戒监视、反潜侦察、海外派兵维和等多种任务。
这是日本近30年来首次研发大型飞机。
日本内阁于2004年12月10日通过了新版《防卫计划大纲》,标志着日本正式抛弃以往的“专守防卫”原则。
而日本防卫厅早有准备,他们从2001年就开始同时开发下一代的战略运输机和反潜巡逻机。
去年12月2日,两机的木制全尺寸实体模型正式与媒体见面。
为此,本刊特向国内读者奉上这篇独家报道。
2004年12月lO日,日本内阁安全保障会议通了新版《防卫计划大纲》(以下简称新《大纲》)。
新《大纲》对日本现有的防卫政策进行了较大幅度的调整,这标志着日本防卫政策已从单纯“专守防卫”走向全球性军事战略。
日本是一个岛国,国内资源匮乏,因此一向视海洋交通为其生命线,非常重视反潜能力。
日本要走向海外,则必然要研制大型运输机。
实际上,日本早就做好了这种准备,自2001年就已经开始研制新型的反潜机和大型运输机。
2004年12月2日,日本防卫厅在国内著名军工企业川崎重工的工厂内向外界展示了自行研制的P—X反潜巡逻机和C—X运输机机身的全尺寸木制实体模型,这标志着日本的下一代反潜机和运输机的研制已经取得了阶段性的成功。
●P—X和C-X的研制背景
P—x的研制背景及目的
冷战时期,日本海上自卫队的主要任务是保护周边海域及海卜交通线的安全,同时对付苏联的潜艇。
20世纪80年代,日本在“防卫海上生命线”的构想下,陆续装备了100多架的P-3C反潜巡逻机。
冷战结束后,原苏联核潜艇的威胁大大降低,这促使日本对军事战略进行了调整。
此外,日本在军事建设上一直唯美国马首是瞻。
美海军在1993年对海军战略进行了调整,改变了确保制海权和重视战略核潜艇的海军战略。
即向发生纷争的沿岸地带派遣部队,注重提高兵力和武器的投送能力,重新构筑美海军的前沿存在。
因此,美航母舰载反潜机S一3的任务从单纯的反潜趋于任务多样化,并取消了P-3C反潜巡逻机后继机P一7的研制计划。
日本自卫队调整几乎是与美海军同时进行的。
1995年,日本制定的“中期防卫力量整备计划”(1996—2000年)对自卫队进行了调整。
在航空自卫队方面,撤消了1个固定翼巡逻机航空队,并从固定翼巡逻机飞行队和陆上旋翼巡逻机飞行队中各抽出1个飞行队作为训练部队。
调整后,日本海上自卫队拥有13个陆基巡逻机飞行队,其中有8个P一3C飞行队,共有P-3约80架。
1996年,日本将反潜巡逻机改称为巡逻机。
改名的原因在于日本认为,随着威胁的多样化,反潜已不再是日本P一3C的唯一重要任务,改名是为了适应多样化的作战任务。
苏联解体后,俄罗斯为了换取外汇硬通货,不断向许多国家出口各式各样的先进武器。
比如,俄罗斯向阿尔及利亚、印度、伊朗、波兰及罗马尼亚等国出售了基洛级常规动力潜艇。
另外,德国和法国等欧洲国家也向新兴的亚洲国家出售了新型常规潜艇。
日本认为,虽然这些潜艇还不能与核潜艇相比,但静音性能非常好。
这表明亚洲一些国家的潜艇实力正不断增强,日本对此感到不安。
高性能潜艇的不断扩散也引起了美国的不安,美军内部有一部分人要求恢复反潜部队建设。
美海军正在研制的作为P一3C后继机是MMA(Multi—missionMaritimeAircraft)多用途海上飞机,采用的是波音公司方案,机体采用737改进型,预计生产108架,计划2009年投入量产,2010年正式服役。
如果说日本研制C—x是为了让自卫队以及大型装备走向海外的话,那么P—X的防范重点将是中国和朝鲜,尤其是中国。
日本认为,近年来,中国不断推进海军现代化建设,海洋调查船和海军舰艇的活动范围不断扩大,已逐渐扩展到日本周边海域。
2003年,中国一艘明级潜艇浮在水面穿过了大隅海峡,触动了日本敏感的神经。
2004年11月份,日本称中国一艘汉级核潜艇误入了日本海域,日本使用巡逻机进行了跟踪。
2004年12月2日,日本防卫厅展示了下一代P-X反潜机的模型,时机之巧合耐人寻味。
此外,日本在新版《大纲》首次提及中国,并对中国军事实力增长表示关注。
尤其值得注意的是新版《大纲》加入有关外国潜艇的内容,表示“对在日本领海内活动的外国潜艇应采取适当对策”。
此外,日本每年大约有7亿吨以上的物资要靠海运进口,可以说,海上交通线的安全关系到日本的生死存亡。
因此,日本非常重视对海上航线的军事保护,历来重视反潜能力。
日本的反潜能力在世界上也是屈指可数的。
日本的P一3C反潜巡逻机在西太平洋上空盘旋也成了家常便饭。
根据日本新《大纲》,日本在加强反弹道导弹能力的同时,还要确保日本周边海域海上交通线的安全。
日本认为,虽然目前日本遭到侵略的可能性很低,但随着周边各国军事力量的现代化和武器装备的不断更新,日本海上交通线受到的威胁将会越来越大。
因此,必须要研制先进的军舰和反潜机,来确保海上交通生命线的安全。
日本的海上力量也非常强大,装备有金刚级宙斯盾驱逐舰和先进的潜艇。
日本新“八八”舰队就是由1艘直升机驱逐舰、2艘导弹驱逐舰和5艘驱逐舰等8艘军舰和8架直升机组成。
研制C-X的缘起
日本一直想成为政治大国,成为安理会常任理事国。
经过多年的反思后,日本认为单纯的经济大国并不能成为政治大国,要成为政治大国必须首先成为军事大国,并认为只有这样才能成为有影响力的世界大国。
因此,日本近年来不断突破和平宪法,实现向海外派兵。
日本认为,通过派遣自卫队参加国际维和行动,不仅可以突破宪法限制,还有利于扩大日本的国际影响力。
因此,新《大纲》强调要加强自卫队在国际事务中的作用,并将协助维持国际和平活动从原来自卫队的附属任务升格为“主要任务”。
这意味着日本自卫队行动将不仅仪覆盖东亚地区,同时还将会以更积极姿态以参与国际事务的名义涉足中东乃至世界事务。
新《火纲》特别提到,“从中东地区到东亚地区的稳定对日本来说尤其重要,这依赖于日本国内的主要资源对海外的物资供应。
”如果要实现向海外派兵,并且携带如90式坦克等重型武器装备,依靠日本现有的运输机队是无法完成的。
根据日本新((大纲》要求,H本陆上自卫队要成立一支几千人规模的队伍随时待命,以便开赴海外,参加维和行动,为国际社会作“贡献”。
因此,日本必然要装备大型运输机。
日本的C—X研制完成并装备自卫队后,日本自卫队向海外派兵的运输限制条件将不再存在,而且不再需要租借安一124运输机或向美军请求帮助。
日本于1966年开始研制c一1运输机,旨在代替美国提供的C一46运输机。
C一1运输机是中型战术运输机,最大的特征就是可以实现短距离着陆,甚至可以在1200米的跑道上进行起降。
但其载货量只有6至10吨。
C一1运输机除了载货量较小外,还存在航程短的问题。
日本自窗体底端
二战战败投降后,因其侵略的历史,所以当时设计C一1运输机时不得不考虑到亚洲各国的反应,设计航程只是从北海道到九州,以往返冲绳为前提。
截止1981年,日本航空自卫队共装备了31架C一1运输机。
C一1运输机将从2011年开始逐渐退役。
随着日本军事实力的增长及野心的增强,C—l运输机显然已不能满足日本的要求。
为此,日本从美国引进了C一130大力神运输机。
C一130属于中型运输机,可以运输宽3米,高2.7米,长2米,重量为16吨的货物,可以运输轻型装甲车,但无法运输96轮式装甲车等大型装备。
虽然C一130运输机最大的续航距离为6100公里,但仍然无法满足日本的需求。
因此,日本向
窗体顶端
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伊拉克派兵时只得租借原苏联研制的安一124运输机。
除了租借安一124以外,日本还可以请求美军出动C一5和C一17帮助运输。
但日本认为,后一种做法给人的印象是过于和美军一体化,而且运输计划完全要由美军来安排。
总之,日本国内的c一1运输机和C一130运输机,无论是从运载量还是从航程来看,都无法满足日本的需要,而且C一130是从美国整机进来的,并没有实现国产化。
日本认为,虽然可以租借安一124大型运输机或者请求美军帮助运输,但都存在许多不确定因素。
因此,日本认为自己拥有大型运输机是非常重要的,于是就着手研制C—X运输机。
P-X巡逻机与C-X运输计划出台过程
停放在地面停机坪止的空自P-3机群,P-X服役后P-3将逐渐从自卫队退役
P-3C是美国洛克希德一马丁公司60年代研制的反潜巡逻机,虽然问世至今已经有数十年之久,但在经过多项改进后,它现在仍是全球最先进的固定翼反潜巡逻机。
目前,共有238架P一3C在美国海军服役,另外还有212架飞机在其它的12个国家服役。
日本1977年决定采购P一3C反潜巡逻机,1981年4月29日接收了第1架P一3C。
从第4架起日本已经引进生产线生产,截止1997年9月17日,日本装备了101架P一3C。
截止今年,P一3C已经服役近36个年头,而且P一3C在执行反潜任务时高度低,速度较慢,容易遭到敌方舰船的攻击。
日本认为,随着舰艇和潜射导弹性能的不断提高,现有的P一3C反潜巡逻机已经无法跟上反潜和作战需要。
因此,现在主力的P一3C反潜巡逻机将从2007年起开始退役。
日本认为目前世界上尚没有理想的机种可以采购,于是从2001年开始研制P—X。
日本一向重视日美合作,但在许多关键武器装备方面,一直在寻求独立开发。
此外,2011年,日本航空自卫队装备的约30架C一1运输机也将开始退役。
虽然日本国内对自行研制还是从美国引进尚存争议,但是日本还是决定窗体底端
自主研发,以培育日本的防卫产业。
考虑到如果将P—X和C—X分开研制的话,经费负担将会比较重,因此根据日本的技术水平以及财政状况,日本决定同时研制这两种新型飞机,希望借此来控制开发成本。
但是,对于整体的布局(上单翼还是下单翼)、所配备的窗体顶端
窗体底端
发动机(双发还是四发)以及这两种机型能否采用同一机体和发动机等问题在日本国内引发了争论。
日本海上自卫队认为,从基地设备、鱼雷、反舰导弹、声纳等方面来看,最好采用的是下单翼布局,机身采用细长造型,以减少空气阻力。
并认为装备专用的发动机要具有两种功能,一是能够在很短时间内高空高速飞达目的地;二是可以在搜索海域长时间低空低速飞行。
因此,主张从安全性角度出发装备涡轮风扇发动机。
但是,日本航空自卫队认为,新型运输机C—X设想用于战术运输或参加联合国紧急救援行动,考虑到有可能在不平整或设施不齐全的机场起降,并且要装卸大型车辆和货物以及运输空降部队,主张c—x和C一1、C一130一样采用上单翼布局,机体后部有一卸货舱门,主张装备民用飞机的发动机。
日本在2001年开始的“中期防卫”计划中着手进行C—X和P-X的研制工作。
日本防卫厅和技术研究本部都希望采用同一机体,但由于日本海上自卫队和航空自卫队的要求差别过大,因此这种愿望很快就落空了。
于是日本开始探索部分共用化的可能性。
为了探讨共用化的技术可能性,2000年5月3日,日本防卫厅拨出874亿日元委托日本航空宇宙工业进行可行性研究。
同年7月10日,日本航空宇宙工业向防卫厅提出了中期研究报告。
这份报告根据日本海上自卫队和航空自卫队的不同要求,对两种机型究竟在多大程度上能够共用进行了技术性研究。
得出的结论是:
从生命周期成本的这一点来看,如果使用同一机种来完成运输机和巡逻机这两种任务,则会在燃料消费和装备等方面产生许多浪费,反而会导致出现一种低效率高耗费的机型。
因此,最好是研制适合各自任务的P—X和C—x,实现机体构造和装备共用化,尽可能一起实验各种数据,这样一来既可以提高效率,又可以节约成本。
虽然以后有可能会追加一些成本,但基本上来说,采用这种方式来研制P—C和C一x要比单独开发这两种机型要节省近一半的资金。
据此,日本防卫厅决定同时进行P—X和C—X开发,并将一部分机体结构和装备共用化。
共用的部分包括:
机翼外段、水平尾翼、飞机座舱周围部分以及装备的电子仪器等。
根据日本制定的研制计划,P—X和C—X的研制经费约为3400亿日元。
研制工作从2001年开始,计划于2007年进行首次试飞,2011年开始装备部队。
计划研制中的P-X和C—X的性能远高于P一3C和C一1,如果P—X和C—X装备部队的话,日本的反潜巡逻能力及空中运输能力将得到大幅提升。
●两机的设计特点
P—X的研制计划及技术特征
日本从2001年开始研制P—X,即开始研制计划中的试制
(1)阶段,在这一阶段将确定机体的形状、构造等概要。
试制
(2)阶段主要实施一部分基本设计和细节设节,并搜集必要的数据。
P—X的研制从2003年至2007年是第一阶段,2004年至2007年是第二阶段,2005年至2007年是第三阶段,2006年至2007年是第四阶段。
2005年开始进行技术试验,与研制工作同时进行。
2006年,在实施技术、实用试验的同时,正要进行原型机的试飞工作直到2010年完成。
P—X的机身外型设计与P一3C类似,采用了下单翼、四发布局。
机翼为超临界翼型后掠翼设计,可以减少高速飞行时的空气阻力,以在提高性能的同时减小燃料的消耗。
P—X搭载日本国产的雷达系统、声纳系统、战斗指挥系统及航空电磁探测器(MAD)等巡逻机专用的电子设备。
此外,应美国方面的要求,P—X还考虑到了与美军的战术情报交流问题。
为了防止电磁干扰操纵系统,P—X采用FBL(Flybylight)飞行系统。
战斗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,该系统能减轻飞行员的工作量。
音响系统是指收集和分析海中
的声音,搜集海中的目标的系统。
通过提高对声纳和信号处理能力,提高对静音性能非常好的潜艇的探测能力。
雷达系统是使用电波搜索远方海上的潜望镜和舰艇的一种系统。
通过提高信号处理能力,可以探测更远距离的潜艇。
日本现在装备P一3C的巡航时速为:
620公里/小时,巡航高度为8800米,航程6600公里。
相比之下,P—X的性能更为优越:
巡航时速为830公里/小时,巡航高度为11000米,航程8000公里,在各个方面都要优于P一3C。
日本声称,在美国海军的P一3C的后继机MMA(多用途海上飞机)研制成功前,P—X将是世界上最先进的固定翼反潜巡逻机。
C—X的研制计划及技术特征
2001年度开始,C-X与P—X同时开始研制,2001年确定机身外型、结构。
2002年进行部分基本设计和细节设计工作,并搜集必要的数据。
试制在2006年以前完成,2005年开始实施技术试验。
C—X的机身外型与C一1和C一130类似,机身后方设有装卸货物的舱门。
C—X采用了上单翼布局,机翼与P—X同为超临界翼型后掠翼设计。
C—X的操控系统是已经在F一2支援战斗机上应用过的电传操纵系统(FlyByWire)。
此外,还装备了方便的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,即方便又快捷。
战术运输飞行管理系统飞行员可以负担很重的低空飞行时引导和显示飞行的线路,减轻了飞行员的负担,同时可以在低空飞行时躲避威胁,制定向El的地运输物资的线路,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一130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6500公里,这比从美国引进的C一130的4700公里要远得多,可以从日本名古屋的小牧机场直接飞抵澳大利亚或新加坡。
如果日本向洪都拉斯派遣自卫队的话,使用C一130运输机需要四天三夜才能到达,而如果使用C—X,只需二天一夜就可以到达。
日本C-1运输机的巡航速度为650公里/小时,巡航高度为11000米,航程为2200公里。
而C-X的巡航速度约为890公里/小时,巡航高度为13000米,航程为6500公里。
此外,C-130的载货量约为19吨,无法运输大型战斗车辆,C一1运输机就更不用说了,而C-X的最大净载重量约为26吨,可以运输大型车辆,巡航速度最高可达890公里/小时。
C-X与P-X发动机的选定和研制
C-X的机身木制模型。
C-X在各方面的能力都远超C-1之上。
C-X的研制充分暴露了日本企图向海外扩张的野心。
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0.8马赫,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。
候选的发动机有美国通用电气公司的CF6—80C2、美国普拉特·惠特尼公司的PW4000及英国罗尔斯·罗伊斯公司的遄达500。
CF6-80C2发动机被日本航空自卫队E一767预警机和日本政府专机选用。
PW4000是现在民用客机中使用最多的发动机,与CF6—80C2相比,设计年数要新15年。
但PW4000最大的问题就是94英寸型的PW4000发动机存在喘振问题。
为了解决这个问题,普·惠公司进行了多次研究,研究结果发现,112英寸型PW4000的高压压缩机的环室适合用在94英寸型号上,这样一来就不会发生喘振的问题了。
英国罗·罗公司的遄达500是空中客车A340才在刚开始装备的新式发动机。
2003年8月8日,日本防卫厅装备审查会议决定采用美国通用电气公司的CF6—80C2作为C—X的发动机。
目前,日本的三菱重上和川崎重工都有生产喷气式发动机的能力,日本XC—l搭载的JT8D一9发动机就是由三菱重工生产的。
一般来说,日本自卫队战斗机、反潜巡逻机等装备的发动机是由石川岛播磨重工负责生产,川崎重上和三菱重工则生产小型发动机。
日前,日本C—X发动机要求的各种性能参数并没有公开发表,因此一些数据只是根据各种报道参考而来的。
据估计,要求推力为52000磅,反推力为7000磅。
与C—X相反,P—X巡逻机的飞行状况要复杂的多,现有的民用航空发动机很难满足要求,因此日本决定在P-X上装备日本自行研制的发动机。
2001年防卫预算中,就有76亿日元用于研制大型航空发动机。
2002年的预算要求中又追加了119亿日元。
负责研制大型航空发动机是日本防卫厅技术研究本部第3研究所。
据估计,P—X必须要有6吨的推力。
为了满足P—X高空高速、低空低速的要求,日本自1998年开始研制高涵道比的发动机。
由于P—X的技术实用试验要在2007年开始,因此发动机的研制必须在此之前完成。
考虑到高空高速、低空低速的要求,日本决定在P—X上装备4台发动机。
日前,国产的“大型航空发动机”(XF7—10)位于候选的位置。
2004年8月8日,日本防卫厅装备审查会议在决定了C—X的同时并没有决定P—X采用何种发动机。
原因是当时5台XF7—10还没有全部进行过测试。
为了获得进一步的实验数据,2004年12月开始,日本石川岛播磨重工将在1年的时间实施发动机的FTB飞行测试。
在日本航空自卫队飞行开发实验团的协助下,计划将XF7—10发动机装备在C一1运输机001号上来验证其基本性能和相关功能。
如果试验项目进展顺利的话,2010年有望进行批量生产。
●承包商的确定
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,其中有川崎重工、富士重工、三菱重工(前身是窗体底端
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。
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,日本飞机负责P—X机体的流线型罩。
设计工作由设在川崎重工岐阜工场的大型飞机设计队伍进行。
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。
13本C一1运输机和P一3C反潜巡逻机生产线都是由川崎重工业承担的。
C—X和P—X自然要以该公司作为主要的承包商。
实际上,川崎重工自P2V一7开始,陆续参与了P一2J、P一3C等历代反潜巡逻机的研制,同时还参加了以新明和工业为主的各种救援水上飞机的研制。
在大型飞机的研制和使用、装备方面积累了丰富的经验。
近年来还担负了T一4教练机和0H—l侦察直升机的开发,具有卓越的研制管理能力。
此外,日本的飞机制造企业中只有川崎重工具有同时研制两种飞机的能力。
作为P—X主承包商,川崎重工拥有独特的制造反潜机经验和能力。
2004年1月21日至
30日,P—X和C—X的设计图经审查已经合格,至此,基本设计阶段已经结束。
此后,参加协助的企业的技术人员将计划图带回原企业,开始进入试制阶段。
●结语
从设计性能上来看,C—X和P—X在各个方面都达到了目前世界的领先水平。
但还应该看到,日本自战后并没有独立研制大型陆基喷气飞机的经验,也没有自行开发过大型航空发动机,这两点不能说不是这两项计划的一个隐患。
回想当年,拥有研制大型飞机丰富经验的麦道在开发C一17环球霸王III战略运输机时,尚遇到不少麻烦,并造成研制经费严重超支,更何况在此方面几乎还是空白的日本。
由此不难推断,日本在开发C—X和P—X的过程中,必然会遇到很多始料不及的问题和困难。
近年来,日本不断突破“和平宪法”,大力发展军事力量,并借反恐和海外维和之名向海外派兵。
目前,日本的防卫政策已经突破了“专守防卫”,正向全球性战略转变。
在这种转变的过程当中,日本经常打一些擦边球,以渐进的方式实现突破。
这一点在日本最近研制和装备的新式武器装备中表现的十分突出。
如日本海上自卫队的大隅级两栖运输舰就是一种变形的航空母舰;日本计划建造的直升机航母16DDH最多可以搭载16艘直升机,甚至还可以搭载鹞式之类的垂直起降舰载机。
从日本此次研制的P—x与c—x来看,其设计要求远远超出了日本国内防卫政策的需要,完全是为满足在所谓“周边有事时”向海外派兵、介入周边国家内政所需而研制。
在C—X和P-X那全尺寸木制模型的背后,60年前那个日本的影子愈发清晰起来。
P-X的机身外型修长,采用了下单翼、四发布局。
P-X还将采用当今最为先进的FBL操纵系统。
C-X未来运输机货仓内部
C-X未来运输机驾驶舱
P-X未来反潜巡逻机驾驶舱
P-X未来反潜巡逻机驾驶舱。
从图中可以看出该机自动化水平很高
P-X中部的作战人员操纵席模型
日本P—X反潜巡逻机和C—X运输机机身的全尺寸木制实体模型
P-X将使用日本为其专门研制的发动机。
但日本缺乏开发大型涡轮风扇发动机的经验,能否按时交付很值得怀疑。
C-1和C-X外型比较图与P-3C和P-X外型比较图
飞行中C-1运输机群,C-1仅生产了31架
新型运输机C-X的性能参数及同型机比较
P-X与C-X模型机头特写
P-X机身后部的休息室,这是长时间巡逻飞行中必不可少的设施。
P-X将使用日本专门为其自行研制的发动机
C-X模型机尾的货物装卸舱门
正在试车台上进行测试的XF7-10发动机,日本防卫厅尚未决定是否采用XF7-10,要等到为期一年的测试工作完成后,才能做出决定。
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