日本下一代戰機擬外銷 全球戰機市場將有巨變

發布日期:2024 年 4 月 15 日
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作者:獨立軍事觀察

日前傳出,日本內閣會議和國安會決議,未來日本與英國、義大利合製的次世代戰機,將傾向於外銷用途。日本內閣決定,未來可有條件鬆綁、將次世代戰機出口至其他國家,並為此在國家安保會議上,修改了現行的「防衛裝備轉移三原則」運用方針。

雖然日本將允許軍事裝備出口至其他國家,但也僅只於此款次世代戰機,同時也只販售給與日本簽署有關防衛裝備出口相關協議的國家,此外,也不會出口給處於戰爭狀態的國家。據稱,台灣將被排除在外。而目前全球與日本簽有防衛裝備出口相關協議的國家僅有15個。不過,儘管只是武器出口政策的一小步,此舉將成為近未來改變全球空戰面貌的重要發展。

在當年中國宣佈殲-20B型改良戰機進入投產、且數量已經超過美軍主力F-22A戰機後,美國國防安全合作署(DSCA)立刻通過總值達231億美元的對日軍售案,內容為105架F-35A/B型戰機,其中可短場起飛垂降(STOVL)的F-35B型戰機高達42架!而在應急戰略改變的情況下,日本海上自衛隊的2艘擁有「全通式飛行甲板」的出雲級直升機護衛艦,已經完成改裝,未來將能搭載航空自衛隊的42架F-35B型戰機。

日本未來將是全球除了美國之外,F-35戰機最多的國家。其航空自衛隊,目前已經將上世紀的主力戰機F-4J/EJ緊急汰換成日本自製授權生產,和美國進口的F-35A戰機。

此舉將讓日本成為能夠與中國對抗的海權強國。若加上之前已獲購的F-35族系,日本擁有的F-35戰機,總數將高達147架,是全球除美軍之外,數量最高的國家。相對於日本,南韓海空軍的相關部署、與下一代航艦的發展,也相當快速,其進步將在2030年之前,與日本不相上下。

日本雖然已經快速增加F-35戰機此種第五代戰機的應急戰備部署外,其第六代戰機的發展,幾乎與歐美同步提出概念。美國空軍的第六代戰機NGAD次世代制空戰機,目前發展已經進入原型機驗證與競爭,但整個案子幾乎還在高度保密階段,這是全球目前最強的六代戰機計畫。而日本、英國與義大利合製的此款次世代戰機,其技術領先雖不似美軍NGAD戰機的全面宰制,不過具有相當強烈的日本特色。

同時,日本防衛省也宣布在2031財政年度,正式量產這款與英國、義大利合製的次世代戰機,且已經提出詳細的戰機技術與諸元,且有相當精確的想像圖,此種日本特色的第六代戰機,將在2030年代迅速取代已經老化的F-2支援戰機,以及部分已經無法服役的未升級款F-15J/DJ型戰機。

日本側重人工智慧與偵知力

日本是亞太地區除中國外,第二個清晰公佈六代戰機研發與製造詳情的國家,此前日本防衛省稱呼此種六代機為「I3戰機(I3 Fighter)」,所謂的「I3」指的是Informed(感知/狀態意識situation awareness)、Intelligent(人工智慧)和Instantaneous(瞬間擊殺)等三種特性,這是日本所定義的第六代戰機首要性能。

萬眾期待的「心神」實驗機,最後成為日本累積航空科技實力與次世代戰機研發能力的基石。

許多人認為,日本的F-3戰機是由「心神」ATD-X先進技術驗證機改良而來,它們都是三菱重工的產品。事實上,從日本防衛廳所公佈的F-3戰機想像圖,其與心神設計差異頗大,除機身尺寸更大外,進氣道則採取類似俄羅斯Su-57的底部半埋式設計,可隱藏引擎的熱訊號,達到更好的匿蹤效果。此外,垂直尾翼也採半傾斜設計,和「心神」實驗機不同,如此設計是為了達到接近第六代戰機的嚴苛匿蹤性能要求。

美軍的戰略侷限  由日本來補充

由於預算、技術、戰略環境等的改變,美國空軍正在進行後冷戰時代以來最大規模的轉型,多種舊款戰機將盡快汰除,整合成4+1款主力戰機,且大量使用先進的戰場管理技術,以及已經開始發展的NGAD六代戰機的優勢,部署於太平洋中偏遠島嶼機場,以及具備預置裝備分散優勢所進行的「敏捷作戰運用」(Agile Combat Employment)技術,將解放軍打擊火力,儘量隔絕在距外。

這些先進的戰場管理技術,對於2030年的台海作戰有相當指標性的幫助,例如正在發展的「聯合全領域指揮管制」(Joint All Domains Command and Control, JADC2)技術,就是一例,此管制系統結合先進有人、無人戰機(發展中的忠誠僚機Loyal Wingman構想)、網路、新一代武器系統等,可以展示美國空軍兵力轉型重組的優勢。

F-15EX在未來的台海戰場將是不可或缺的角色,是上一代戰機猶然有與五代、六代戰機一拚的典範,近期也有許多風聲認為台灣可能採購此機。

在2030年代預想於台海作戰概念中,美軍領先衝至第一線的F-15EX戰機,已交機一批給美國空軍進行驗證,且已於多次在阿拉斯加舉行的「北方邊境」(Northern Edge)演習中,結合上述的JADC2指揮鏈概念、極音速武器擊殺鏈等新作戰概念予以驗證,F-15EX測試還包括了「主/被動警告生存系統」(EPAWSS),用於干擾及欺騙敵軍空防系統等等最先進的現代化空戰戰術與裝備。

日本特色的六代戰機

日本自製第六代戰機最大障礙之一,就是引擎的自力研發。日本此次「鐵了心」地要求使用國產引擎,就是為了要擺脫美國進口貨,故由日本防衛省防衛裝備廳(ALTA)和石川島播磨重工(IHI)所聯合研發的昂貴XF-9引擎,並未擁有美中俄等國六代機所具備的「變循環引擎」(VCE)功能,但日本防衛省聲稱,XF-9引擎有幾種優勢,包括與美國通用電氣的F-110引擎一樣具備15噸以上推力,體積卻幾乎減少30%,此種輕薄型引擎的推出,是日本引擎材料技術的進步。而較小的引擎口徑,也可大幅度提升匿蹤性能。

此外,XF-9引擎,也具備了日本擷取美國技術所發展出來的XVN3-1的三維向量推力(TVC)技術。此種噴嘴技術已在「心神」實驗機於2016年展開的試飛驗證中獲得成功,未來F-3將使用三維向量推力技術,實現其六代戰機纏鬥打擊能力。

日本積極推進的第六代戰機,未來設計將以英國的Tempest(暴風)戰機概念面世,故外型將有濃厚的日英聯合血統,與傳統美式戰機將有極大不同。英國在2018年7月宣佈獨力開發由BAe英國航太公司所提的暴風第六代戰機,由於英國長年來已放棄自研戰機,其戰機工業久未有獨創新品,上一代橫掃世界的英國獨門戰機產品,則是1970年代大紅的海鷹式(Harrier)短場起降戰機,曾經在福克蘭島戰爭中贏得面子與裡子。

英國的暴風戰機,是久違的英國自製戰機,未來將與日本技術融合成一種全新第六代戰機。

英國近年來除了海、空軍皆向美國採購F-35B戰機外,並無能力接續獨自開發新的第五代戰機,且第五代戰機於世界各強國已發展成熟,美中俄都已服役良久,可謂「未開發就落伍」,故英國採取和歐陸各國一樣的方式,在2020年代之前提出第六代戰機概念,全心投入下一代戰機以及整體空戰概念的革命。

暴風戰機已在2020年推出全機體比例概念模型,以及已研發泰半的座艙虛擬作業環境。英國對於六代機的條件要求與日本相似,由於引擎科技不是美國對手,故英國暴風戰機也強調其數位操作科技上的先進,以及結合AI的技術優勢,此概念與日本的「I3」要求相近,也是日英合作的契機。

英國對其戰機匿蹤設計要求,也幾乎與日本一致,採取傾斜尾翼方式來輔助飛行,而非取消尾翼的前衛設計。但英國勞斯萊斯公司(R&R)是否負擔暴風戰機的引擎設計?或者將共同採購美製變循環引擎?甚至與日本合作進一步開發XF-9的潛力?目前尚無定論。在發動機的研發經驗值上,英國遠較日本成熟,但日本在XF-9發動機的開發過程中,借鏡許多美國已測試過的成熟技術,故發動機的「心臟病」問題,將不會是很嚴重的技術致命傷。

美國下一代NGAD戰機究竟面貌如何?相信最近年內即將揭曉,圖中概念為洛克希德馬丁公司進入最後競爭的早期NGAD概念圖,相信最終面貌將有些許差異。(圖片來源/Lockheed Martin)

會與日本合作,戰略上主要因為英國與日本防空需要相當類似,日本必須應付來自西方、北方的中俄高空高速戰鬥機之戰術攔截需求,故需擁有雙發動機、高空高速攔截的純制空(Counter Air)戰機。英國也一樣,需應付來自北海的俄羅斯高空高速戰機之挑戰,故也長期需要雙引擎高空高速重型制空攔截機。英日的空戰需求與美國海空軍的那種於敵境上空制空的戰術完全不同,是屬於積極防禦的一種較守勢的需求,故美軍下一代NGAD即使允許出口給親密盟國,此型戰機不見得是日英等國所迫切需要的機種。

歐洲新戰機 兩團隊互別苗頭

由於美國是採攻勢戰略國家,其戰機在攔截戰術上的需求較低,反而著重在匿蹤機體設計、電子干擾與反干擾等技術優勢的絕對領域,其要求六代戰機擁有更長航程,且快速又祕密地深入敵境進行打擊作戰,空優防禦反倒是次要選項。因此,若採用純美製戰機,對英日這二個防禦縱深很淺的島國來說,並非適切方案。所以,英日雖都採購了數量龐大的F-35A/B型戰機,但此種戰機基因為美式思考,任務模式偏重深入敵境打擊,空優攔截能力僅為「尚可」,英日二國才會想自己開發符合防衛需求的制空攔截戰機,而非如以往單純採購美製品。而這樣的需求,也是許多無法負擔美式太過強調攻擊的昂貴戰機之歐陸各國青睞。

故此,英日合製的次世代戰機,也吸引歐陸國家眼光,包括義大利飛機廠李奧納多(Leonardo S.p.A.)公司就積極參與研發團隊出錢出力,瑞典則在2020年隱約決定加入此團隊,但該國SAAB飛機公司是否會真正投入英日義團隊開發新戰機?抑或是持續改良原有的JAS-39NG等4.5代戰機的性能,以獲取外銷市場?以瑞典目前急需緊急應付俄羅斯威脅的危機處境,可能六代戰機對其國家安全的投資與貢獻,顯得有點緩不濟急。

此外,英日早前已經合作開發號稱「全球最先進空對空飛彈」的「聯合新式空對空飛彈(JNAAM)」,其採用先進衝壓引擎技術,英日二國的戰略利益、戰術需求都類似且擁有豐富合作經驗歷史,故英日合作開發六代戰機,是順水推舟的事情。

這也是劃時代的地緣政治合作再現,因為上一次英國與日本緊密合作達到國際戰略面貌改變,是1904年日俄戰爭那個時代的事情,當時英國技術協助了日本擊敗帝俄的波羅的海艦隊,使得日本一舉成為世界軍事強權。如今英日再度同盟合作,目標又是中俄,歷史的偶然與必然,真讓人感到驚嘆。

最重要的關鍵還是經費

現今研發第六代戰機,其價格是相當昂貴嚇人的,全球除了美俄中三強外,沒有任何國家有財力與能力獨立研製下一代戰機,此並非技術局限,主要還是受到經費所限。而且,在美俄中三強之中,俄羅斯幾乎已被認證為「紙老虎」,烏克蘭戰爭經驗證實俄羅斯吹噓的科技國力並未有何高桿,事實上受其經濟嚴重衰退影響,俄羅斯已不再是「世界列強」。

同樣的,中國雖吹噓其下一代戰機輪廓許久,但從其殲20、殲31等戰機的發展歷程來看,其要跳脫竊取高端科技、而後自己獨立產生新研發能力,可能性令人懷疑?且中國近期與俄羅斯一樣,面對經濟嚴重衰退,是否有足夠財力與能力,沒有外援(或者可抄襲對象)的情況下研發六代戰機?實在不容樂觀。

歐陸各國,目前除了日英合作的六代戰機外,另外還有結合歐陸航空精銳開發的未來戰鬥空中系統(FCAS),也同時在2018年揭露出其初期設計概念,並且展出等比例模型。

英國空軍現役颱風EF-2000戰機,與下一代暴風戰機比例模型的合影。(圖片來源/BAe)

這個結合法國達梭(Dassault)和歐洲空中巴士(Airbus)公司所開發的第六代戰機案,目前曝光資訊相當有限,且其尾翼設計未來可能還有變動,甚至用取消尾翼設計來進一步優化其匿蹤性能。由法德團隊合作的FCAS案,也獲得西班牙青睞,故目前歐洲戰機發展,就是日英義團隊機種,對上法德西團隊的FCAS,未來二款戰機都將競爭國際市場。

但對於六代戰機最關鍵的引擎技術,這二大方案都未提出清楚走向,變循環引擎的技術目前都還是最高機密。但由於日本積極提出外銷戰機需求,而法國為首的FCAS反有點雷聲大雨點小,故未來搶奪空中市場的新面貌,將是日英新生團隊對抗元老法國的局面,此發展在航空史看來其實相當有趣。

環顧日本與歐陸的六代戰機計劃,嚴格地說,還稱不上是真正定義的第六代戰機,因其技術突破點較少,且部分性能未能達六代機標準。尤其在引擎技術方面,目前少有能夠與美國競爭者。如今,美國奇異公司可說是全球變循環引擎的領頭羊,日歐是否在未來採用美製品或者授權生產?還要視各該國的戰略態勢、預算和技術突破而定。

未來空中戰場,不再比拚戰機性能與數量,戰力指標來自你的戰機是否可與無人機一起密切相互輔助作戰?

但日、歐的六代戰機共同點,就是極度強調「AI人工智慧」。尤其是戰機與無人僚機的搭配作戰,已掌握未來空中戰場的必備條件,日英的次世代戰機,強調的座艙「浸沉式虛擬環境」控制,除能夠獲得前所未見的知覺意識感(situation awareness)外,還能夠靈活操控各種武器平台以及無人僚機機群,一機多用戰力倍增。而各國都在開發的能量武器(如雷射)等技術,日歐也都是目前全球技術領先國,六代戰機的發電系統能否帶動足夠電能使能量武器發威?也是未來機種作戰能力的關鍵指標。

可以想見的未來,由於少子化趨勢越來越嚴重,軍火武器設計都強調自動化、思考型AI與無人化。無人機並非僅是現在這種參與空中大轟炸的自殺機(例如才剛剛發生的伊朗空襲以色列),未來無人機艦將是戰場上的主宰者,載人機艦只是由極少數人操控的指揮載台而已。當台灣、中國這類的傳統空軍,還在誇耀戰機數量多寡時,未來更重要的趨勢是:戰機多寡並不重要,重要的是你的無人戰機,能否與主力戰機一起搭配作戰?誰掌握未來此種空戰的新領域技術,誰將稱霸空中。日英與美國都朝著此路大力發展,有志者怎能不注意這樣的革命性重要趨勢?

※首圖( 圖片來源/ BAe英國航太公司

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