X-2心神验证机
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心神是由日本防卫省防卫装备厅技术研究本部（以下简称TRDI）与三菱重工共同联合开发来作为匿踪型战斗机的研发计划专案的通称；正式名称为“先进技术验证机”（ATD-X：Advanced Technological Demonstrator-X），代号X-2；但心神这个称呼因使用颇长一段时间，目前仍有媒体继续以这个名字称呼X-2。[1][2]X-2实验机开发与制造超过9成零件为日本国产，[3][4]。相关合作厂商有220间。
| X-2先进技术验证机 | |
|---|---|
| |
| X-2 | |
| 类型 | 隐形技术试验机 |
| 制造商 | 三菱重工 |
| 设计者 | 三菱重工、技术研究本部 |
| 首飞 | 2016年4月22日 |
| 状态 | 性能试验结束；研发所获得成果将用于开发F-3战机 |
| 主要用户 |
 日本航空自卫队 |
| 制造数量 | 1 |
| 日语写法 | |
|---|---|
| 日语原文 | 心神 |
| 假名 | しんしん |
| 平文式罗马字 | Shinshin |
开发研制
当前，未来战机主流已经是具备匿踪外型及高机动性的第五代战斗机，且未来进入网状化作战时代，除了外型及飞行表现外电子系统的完整程度将左右战机的能力。日本在采购F-35战斗机前，已经长时间倚靠国内技术摸索研究隐形战机的周边技术细节，但技术最终需要空中平台来验证，并将实验结果反馈给研发单位让后续计划打下基础。X-2实验机便是日本打造的隐形技术相关技术实证平台。
由于重点在验证，X-2实验机的尺寸从初期便不打算作大，且机上设备操作寿命也只有数百小时[5]，飞机并不具备实战所需的火控系统及武装挂载能力，也没有计划将这架飞机量产。[6][7]
在ATD-X的验证项目中，匿踪性及高机动性在以往被认为是背道而驰的设计，但有F-22的成功范例，已被证实是完全可行的。可以让“瓦片式相位阵列雷达天线”沿着机身覆盖并把机身传感器开口降到8个的“智慧蒙皮”以及多功能射频传感器的实用化，也是本次计划中积极取得的技术焦点。同时，这架验证机的已投入使用，在航空自卫队对应匿踪机的雷达防空网使用上也起了相当重要的地位，自行实验各种战术的可行性，能在防卫上取得巨大的优势。
在技术研究本部中，以负责航空机开发的第三开发室在2000年到2008年来进行高机动性与匿踪性的系统整合和飞行控制的研究，而在“高机动性能与飞行控制系统的研究试作”计划中也和三菱重工一起设计了同时兼具两者的机体，能够实现一般战斗机不可能的飞行动作，以及在失速领域也能控制的技术，通称“IFPC”（飞行控制与发动机的系统进行整合，详情请见F-15 S/MTD）
2006年度，由于智慧蒙皮实用所必须的机体轻量化，更为轻量、高强度的新复合材料在机体上的应用企划“智慧蒙皮机体构造的研制”也开始了。 预定在2010年开始这个项目的实际测试，并于2011年完成验证。
同时，作为研究RCS（雷达反射截面积）的一环，和实机有着同样大小的RCS验证模型也由三菱重工制作完成，在2005年送往法国的武器装备局辖下之电波暗室(雷达反射截面积实验室)进行了雷达反射特性的重要实验。这个实验用模型的照片，在TRDI的网页及许多航空杂志中皆有披露。同年的11月9日、10日在东京都内，平成18年度的研究会召开，在该研究会中也展示了1/32的心神模型。
在对媒体的曝光中，首先是在2007年2月号的《航空迷》（航空ファン）杂志中有“心神”的特别报导，接着2007年8月11日的中日新闻晨报也在头版刊载了心神的消息。
电视方面，中日在8月24号也独家公开了拥有机体、发动机、推力偏向装置的缩比模型。
2006年春天，约五分之一大小的无人机（推测为强化碳纤维复合材质制成、全长约3m、全幅约2m、重约45kg）的初次飞行也开始了。
这个机体总共制造了四架，其中2007年9月11号的实验在记者的面前公开进行。本实验在北海道大树町的多目的航空公园到11月为止进行了40次，其包含了远距离遥控以及自律飞行的实作验证研究。
其中操控性技术的部分展现了两翼襟翼完全相反，但是操作员依然能够操控飞机的水准，传统飞机在这种情况几乎肯定会失速。
而这些研究结果也会在TRDI分析后应用在心神的身上。
日本首架国产隐形战机X2“心神”，2016年4月22日上午终于从爱知县的小牧基地起飞，首度试飞了30分钟后，降落岐阜县各务原市的航空自卫队基地。
首飞计划
原型机的制造从2010年开始，预定于2014年首飞。因此防卫省在2007年8月10日提出从2008年开始后5年左右达到首飞的计划书，并向国会要求157亿日圆的开发预算。同年12月5日开发计划通过，开发时间从平成20年（2008年）开始，包含飞行试验预定6年，6年预算总额466亿日圆，预计2014年首次飞行。于2008年1月进行预算审核时仅通过70亿400万日圆，只有开发预算的一半以下，但在2010年又再次递交232亿的预算申请书。2014年7月，TRDI第一次正式公布了ATD-X原型机的的照片，并表示这架飞机正在接受地面试验，预计将在2018年研制成功。[8]
2016年1月28日下午,“心神”在名古屋的三菱重工名航小牧南工厂举行发表会，正式向媒体公开，并定名为X-2。 发表会上同时宣布， “心神”战机首次试飞时间终于被确定为2016年2月下旬，最后延迟到4月22日，试飞成功。
机体
概要
ATD-X的架构大体上为双发动机、向量喷嘴、双垂直尾翼的机体。为了降低雷达反射截面积，机体形状使用了不平整的表面以及带有圆角的设计。
为了降低开发成本，全尺寸模型机使用了一些现成品，例如驾驶舱的部分挪用三菱F-1战斗机的原件材料，这在匿踪性上属于不利的设计，在实机上可能会进行改良，如缩比无人试验模型即为重新设计的外观。
机体的预定尺寸上，比起F-22小了许多（F-22的全长为18.92M，而ATD-X约为14M），空重约13吨。机体的材质使用了新设计的复合材料，搭配上同时兼具匿踪性和机动性的“高机动飞行制御系统”。为了实现高运动性控制，飞行控制系统采用了光纤式线传飞控，此技术在川崎重工的P-X也有使用。
航电系统方面，最大的亮点为采用了整合高性能主动相控阵雷达，电子战系统以及高流量通讯能力的多功能射频传感器，且利用了智慧蒙皮技术在机身上附着了瓦片式相控阵雷达天线。
发动机的部分，搭载了两部新开发的验证用发动机XF5-1（在开启后燃器后推力约5吨），此发动机的喷嘴和传统的管状喷嘴截然不同，全尺寸模型机上则使用了和X-31类似的燃气舵向量喷嘴以达到高机动性的目的，但在实机上则可能使用类似MiG-29OVT的轴向量喷嘴。
至于匿踪性方面，测试结果为在雷达画面上约在中型鸟类以下，飞虫以上。
但在制造实机前，各项改进的研究及实验也在进行着，最后的结果也有较全尺寸模型机理想许多的可能性。
航电系统
为了对应日渐复杂的战场，能对各种层次威胁进行对应的战斗能力是必须的。对雷达以及红外线传感器性能的要求当然也跟着提高。
但由于机体的大小以及电源、冷却能力有限，传统上战机的讯号处理能力被这些因素限制着。相较于传统战机，属于第五代战机的F-35以及F-22使用了整合化、模组化的系统来应对。日本方面也为了解决这些问题，各种研究以及试验正如火如荼的进行着。
ATD-X所预定搭载的航电，使用了TRDI以及和主契约商三菱电机在2002年展开“未来航空电子系统研究及试作”的成果。其试作、试验从2005年开始，预定在2010年完成整项计划。
在《世界舰船》（『世界の艦船』）杂志在2007年5月号的“航空装备研究所”中批露了这个航空电子系统，其中包含了能对战术环境进行评估的高性能主控电脑的照片，此电脑将成为心神各式航电的母体。另外，和F-35相同，也采用了大型的液晶显示器。也许是可能会采用头盔显示器的关系，本系统并没有配备抬头显示器。
武器系统
作为一型技术试验机，X-2“心神”没有配备武器挂架和武器弹仓
发动机
搭载的发动机为TRDI和IHI开发的验证用XF5-1涡轮扇发动机，备有后燃器，设计目标为推重比8，配备两具开后燃器的时候能达到10吨的推力。
XF5-1定位在于集合现有的技术来作为国产发动机的开发平台，IHI以T-4教练机使用F3涡轮扇发动机的设计经验作为开发基础，在1995年度到1999年度得到了五次，总额约147亿日圆的预算进行新发动机开发。在预算的规划时程中，IHI在1996至2000年间完成了发动机的研究与试制工作，于1997年开始以实品进行测试，并在IHI的社内展开研究直到2008年结束。至于TRDI，自1998年6月取得第一具XF5-1实验品，在2001年3月一共取得了4组，到2007年为止进行了各种相关试验。
目前外界所知，虽然XF5-1目前并未有实机配置，但是设计有部分沿用到了次期固定翼巡逻机P-X的发动机XF7-10中。
除了引擎主体外，XF5-1安装了向量喷嘴，而向量喷嘴的设计与控制技术则是三菱重工执行开发。根据“高机动性能飞行控制系统”的成果设计，能在正常战斗机会失速的情况下也能进行控制，并确实达到相当高的机动性能，XF5-1目前采用了类似X-31的燃气舵设计。如果开发顺利的话，在2009年度后会进行配备轴向量喷嘴的必须研究。
试作品在2003年制作完成，并在2007年3月9日完成了审查，其成果交给了TRDI进行了分析。同年秋天，在浜松基地的航空自卫队第1术科学校也进行了试验。同时也开始了改善发动机本身匿踪性以及雷达特性的开发、试验也在进行中。
2011年，IHI XF5-1航空用发动机不含三片式的向量喷嘴，直径0.6m，长度3m，自重650kg，推重比7.8，最大推进力5,050kgf。比较TFE1042-70(F125发动机) 直径0.59m，长度3.5m，自重616kg，推重比7，最大推进力4,300kgf。
参数
- 全长：14.174m
- 全幅：9.099m
- 全高：4.514m
- 空重：9.7公吨
- 发动机：IHI XF5-1（开启后燃器后的推进力约为5吨）×2（推测数值）
相关条目
注释
- ^ 米军“第5世代”を上回る“心神”！ “军事情势”野口裕之记者特别レポート“先端技术を集めた兵器は美しい” （页面存档备份，存于互联网档案馆） 产経ニュース 2016年1月28日
- ^ 月刊“丸” 2016年 8月号别册‘平成の零戦“心神”&自卫队新世代机’の题名に见られるように军事専门志ですらこの呼称を用いることがある。
- ^ X-2（先进技术実证机）初飞行を実施 （页面存档备份，存于互联网档案馆）三菱重工2016年4月22日
- ^ 日本のステルス技術注視＝部品の９割超が国産－次期戦闘機開発. [2017-11-11]. （原始内容存档于2016-04-24）.
- ^ 丸 2014年5月号
- ^ 飞べ！ステルス戦闘机 2/3 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 时事ドットコム
- ^ 飞べ！ステルス戦闘机 3/3 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 时事ドットコム
- ^ 先進技術実証機の現況. [2016-01-23]. （原始内容存档于2015-04-23）.
- ^ 目指すは"日の丸ステルス" 実証機"心神" 小ぶりな機体、優れた機動性 期待ふくらむ"平成の零戦". [2015-04-11]. （原始内容存档于2012-12-25）.
- ^ 三菱重工技報 VOL.45 NO.4: 2008 (PDF). [2009-08-17]. （原始内容存档 (PDF)于2011-09-27）.
- ‘航空ファン’2007年2月号、2008年3月号 文林堂
- ‘J-Wings’2007年4月号（他各号） イカロス出版
- ‘中日新闻’2007年8月11日付朝刊 中日新闻社
- ‘“心神”飞翔への道：国产戦闘机とFX选定’日本経済新闻夕刊连载・2008年12月1日（月）～22日（月）[土・日を除く全16回]
- 防卫省、技术研究本部、トピックス（平成18年5月）
- 防卫技术シンポジウム2007レポート Impress Watch
- “2008年国际航空宇宙展”速报レポート、日経 BPnet、2008年10月2日
- 三菱重工、三菱重工技报 第45巻 第4号 58页
参考文献
外部链接
- ATD-X Full size model Technical Research and Development Institute Ministry of Defense
- Research of Flight Control System for High Maneuver Aircraft （页面存档备份，存于互联网档案馆） Mitsubishi
- Full size model on display in Japan International Aerospace Exhibition 2008 （页面存档备份，存于互联网档案馆） ASCII.jp
- 央视-日本心神解密 （页面存档备份，存于互联网档案馆）