日本三菱重工＂心神＂實驗戰機

　　心神實驗戰機是日本在戰後首次擺脫美國自行建造主力戰機的嘗試，或者說這是美國拒售Ｆ２２之後被迫的軍事獨立嚐試。

　　日本三菱重工在２戰即以零式戰機聞名。１９４１年底與１９４２年各掉２架與１架零戰到中國與美國手上，這才揭開零戰面紗。

　　零戰機身主結構極為輕薄，單位翼荷載極低，迴旋性能超強。２戰初期日軍在緬甸擊潰英軍，靠的就是以零戰取得制空權。

　　零戰能擊敗在英倫空戰中取勝的英軍噴火式戰機，頗為不易。因為噴火式通過了納粹戰機Ｍｅ－１０９在英倫空戰的考驗。

　　納粹Ｍｅ－１０９戰機在垂直迴旋時引擎不會熄火，使用了高壓注油的噴射式噴嘴引擎，相對的英國噴火式還使用老式化油器。

　　零戰擊敗英軍噴火式戰機，取得制空權，而有了空中戰術偵查優勢，於是輕而易舉的通過陸軍作戰奪取緬甸與馬來西亞/新加坡，仁安羌戰役孫立人師拯救英軍就是在這場合下發生的。

　　零戰缺點是骨架輕薄，無法俯衝－－－如果強行俯衝會造成機身顫震而有解體風險。所以在空戰時，中國空軍美援飛虎隊蘇聯援華空軍及太平洋美國航空兵，在攻擊日機零戰後，會盡速俯衝，以逃離日機零戰反擊。

　　下圖：偷襲珍珠港的零戰。

　　日本老辣海軍飛行員在中途島與瓜島的嚴重損失後／引擎馬力與歐美存在差距／戰機生產數量差距／缺乏防火設計／裝甲問題－－後３點造成最後僅存的優秀飛行員被擊落後無法生還。由於洋上空戰被擊落後難以逃生，所以防火與裝甲有其必要。

　　零戰油箱只要即使被命中幾顆子彈也會被點著，因而制空權易手。

　　目前的心神尚未服役，預計心神全長１４米，翼展９米，起飛重量８噸，以其形體估計，屬於Ｆ－１６Ｃ等級的中輕型戰機。

　　如果日本防衛省量產心神，有可能會放大尺寸。當然這樣會將研發時間延後。

　　Ｆ－１６Ｃ長度： １５.０２ 公尺，翼展： ９.４５ 公尺，空重： ８,２７２ 公斤的中輕型戰機。

　　心神使用兩具日本ＸＦ５-１自製引擎，因為隱形戰機必須使用內置彈艙，以真正降低雷達訊號，這使得空重增加很大，所以引擎必有高強的推重比性能。

　　例如，長度與Ｆ１５相當的Ｆ２２，空重卻遠超過Ｆ１５，增加達到一架ＩＤＦ的程度，這還是大力增加複合材料後的情況。

　　心神的發動機是ＸＦ５-１引擎：旁通比 ０.３－０.４:１，推重比約７.８－８，ＸＦ５-１引擎的渦輪進口溫度，根據日本政府資料是１６００℃，空氣流量是３５公斤每秒。

http://www.mod.go.jp/j/approach/hyouka/seisaku/results/21/jizen/honbun/23.pdf

　　日文是＂在、我が国では燃焼器平均出口温度及び高圧タービン平均入口温度が約1600℃の実証エンジンの成果等が得られており、. 継続的に次世代の航空機用エンジンの主要構成 .＂

　　美國Ｆ-２２引擎的Ｆ-１１９發動機進氣溫度就是１５４０℃，但據稱有１７００℃性能。

　　總之，日本認為自己的單晶高溫合金的技術高於美國。

　　下圖：全金屬樣機狀態的心神。

　　日本有些人認為做為小型發動機的ＸＦ５-１引擎推重比可以到達甚至超過大型發動機的Ｆ-２２發動機水準，但這還是要實際試飛才知道。只是大陸的ＷＳ-１５也是自認為其核心機超過了２０年前的Ｆ-２２發動機水準。

　　這顆ＸＦ５-１引擎的核心機，在非空戰機種上使用過，沒有大問題，對於空戰型渦扇發動機，大陸吃了不少苦頭，美國也經歷過海軍雄貓Ｆ-１４Ａ的普惠ＴＦ-３０引擎與空軍Ｆ-１５Ａ的普惠Ｆ１００引擎長期妥善率問題的纏身，壽命也不如普惠公司所自稱那樣長。

　　日本ＸＦ５-１引擎推重比約８（據稱實際是１１左右）。如為推重比約８技術性能大約在Ｆ-１６Ｃ戰機美國Ｆ－１１０發動機的水準，但ＸＦ５-１主要是小型引擎，而其尺寸很接近ＩＤＦ用的ＴＦＥ１０４２改良系列發動機。

　　或者，應該認為ＸＦ５-１引擎是ＩＤＦ戰機引擎ＴＦＥ-１０４２的仿製改良型號，這應該是李登輝統治時期將技術流出到日本。而ＸＦ５-１引擎與心神戰機恐有台灣軍方出資。

　　台灣岡山的經國戰機漢翔公司介壽廠仍有製造發動機關鍵高溫零件能力。

　　而ＸＦ５-１也有放大體積的計畫，可能會放大到推力是９８KN。這樣９８KN的推力就相當接近於Ｆ１５早期出來時候的Ｆ１００引擎的推力，但體積／重量／油耗／材料遠小於輕於Ｆ１５使用的Ｆ１００引擎，這樣不開後燃器的超音速巡航就可達成。

　　目前ＸＦ５-１使用兩具裝在心神之上，那將有相當一具Ｆ２２戰機引擎Ｆ-１１９的動力。

　　下圖：心神體積僅大約比經國稍大一點點。

　　目前成功的大型軍用發動機都由白人國家製造，大陸的大型發動機處在成功邊緣，實情仍未明確。殲－１１Ｂ可能實際上使用的是仿製的山寨ＡＬ－３１，使用更強的單晶材料，ＡＬ３１原版使用耐高溫非單晶材料，稱為渦扇１０Ａ，而不是自製自研仿自奇異Ｆ１１０的太行渦扇１０。

　　大陸目前Ｊ-２０試飛發動機之一，是ＷＳ-１０Ｇ，推力１５５００牛頓，相當Ｆ２２戰機的Ｆ１１９推力，只是重量比Ｆ１１９要重一點，ＷＳ-１０Ｇ推重比是９.５，而Ｆ１１９推重比是１０，而實際上ＷＳ-１０Ｇ可能還有缺點。

　　相對的ＸＦ５-１引擎發展情況卻是順利的，但仍缺乏在天上實際試飛軍用空戰機種與可能問題的解決。

　　ＸＦ５-１這具非戰鬥用飛機使用過的核心機，在先前沒重大問題，但戰鬥使用的發動機更需要有更寬容的進氣條件與溫度。所以他的情況可能要等試飛時候才能清楚。

　　ＸＦ５-１引擎不開後燃器的軍用推力１１,２５０lbf (５０.０４ kN) 日文稱為戰鬥推力。後燃推力１７,０００ lbf (７５.６２ kN)這是極限的最大推力。

　　從心神戰機與發動機推力的尺寸去看，相當於經國戰機體積與其改進發動機後的尺寸。實際上漢翔介壽廠的工程能量超過日本在研製ＸＦ５－１以前的技術能量。

　　個人私下估計，日本是在李登輝支持並與台灣漢翔合作後，才有ＸＦ５－１這樣的成績。

　　下圖：心神麻雀雖小，彈艙有４中２小，頗為標準。

　　所以心神在體積控制上嚴格限制，以完成類似Ｆ１５／Ｆ１６等前世代戰機的推重比超過１的規格。

　　這樣的推重比要求可快速在空戰中補充能量，佔取作戰位置，進入有利或脫離不利位置，縮小對方飛彈的不可逃逸區，延長自身飛彈射程，而這個要求會有下面提到的問題。

　　１進氣道直通引擎問題。

　　心神有一些基本缺點必須先解決－－－進氣口直通引擎進氣葉片的電磁波凹穴效應，得先解決。俄國隱形戰機Ｔ－５０也有這缺點。

　　為了縮小體積，Ｓ型進氣道就被省略了，心神要貼近敵機，尤其是有Ｌ波段天線的機載雷達戰機，必須採取之字型切線路線接近對手。

　　這會浪費很多航程與空戰佔位優勢－－－之字航線會造成減速。

　　否則，進氣口直通引擎，意味這可以由進氣口看到引擎的進氣風扇葉片，這意味對方雷達可以在遠處就發現自己的位置，失去引隱型戰機的匿蹤作用。

　　嚴格說，進氣道直通引擎在定義上，已經不宜稱隱形戰機。這樣看只有Ｆ２２與Ｆ３５加上Ｊ２０算得上是隱形戰機。

　　道理很簡單，敵方反隱形設計的雷達與預警機，通常會有反隱身戰機的雷達波段，通常是Ｌ波段或Ｓ波段，隱形戰機不易針對此型隱身，因此敵方預警機會指揮戰機將雷達轉向暴露的我機。

　　而己方做出迎敵態勢的時候，直通進氣口的雷達訊號位置就會暴露在對方機載雷達面前，而戰機雷達通常是ｘ波段，因為這定位較精密。隱身戰機通常都是針對Ｘ波段所設計。

　　當然，它可以說心神只用於對地攻擊或是偷襲，不需要發展到戰機彼此直接相對。不論如何，這也是一種說法。

　　只是隨著機載相位控制陣列雷達發展，不正對對方雷達已經是不可能的事情。甚至是改裝新型AGP-63 V3相控陣雷達的Ｆ１５，都可以發現心神，共軍殲１１Ｂ雷達也有Ｌ波段天線，也可以發現心神，當雙方正對之時，心神進氣道直通問題，會讓自己降到殲１１的實際水準。

　　下圖：由進氣口看得到引擎葉片的心神。

　　當然，另一種可能是日本打算放大戰機之後才要解決進氣道直通問題。

　　但是放大戰機等於是另一筆經費，必須重新設計機體結構與進氣道流場，幾乎是重新造一架飛機。以目前日本經濟，這樣幹的風險是不小的。

　　２座艙罩問題。

　　這目前心神的座艙罩不是隱形飛機該有的座艙罩，會影響雷達的隱身效率。情況和俄國蘇愷的Ｔ５０類似。

　　俄國也在這裡搞不好。相對的，Ｊ２０使用的是整體座艙罩。和Ｆ２２完全一樣。目前只有美國與大陸生產了這種隱形戰機使用的整體是座艙罩。

　　３座艙後視的後方視野問題。

　　心神為了縮小體積，將設備集中在座艙後方，這造成遮擋視野的結果。除非放大機身，否則沒有地方安置這些擋住視野的設備。

　　下圖：邊條狹小，產生的脫體渦效能不佳。

　　４機動性問題。

　　心神為了機動性能縮小了機身，並保證空戰推重比到達１以上。但在機身設計上，機身側面的邊條過細小，這可以降低雷達訊號（降低的有限），降低阻力，但是因而產生的脫體渦過小，不能產生很強的機首指向力量。

　　換言之，理論上心神有較強的垂直機動性能，以及較強的水平加速能力，對機首指向能力並不夠重視（相對於其他設計而言），而以頭盔指示器取代狗鬥的進戰功能。

　　反之，中國通過Ｊ１０的經驗，而認為推重比相近的Ｊ１０與Ｊ１１（蘇２７）相較之下，前翼機顯然好於其他設計。

　　前翼機種Ｊ１０與Ｊ２０＞大型邊條戰機Ｆ１８＞機首延伸邊條心神和Ｆ２２與Ｆ３５＞一般邊條蘇２７與Ｆ１６。

　　下圖：機首小邊條設計的心神。

　　總之，Ｊ２０的前翼因為是全複合材料，實際上前翼對隱身的破壞被誇大了。

　　在升阻比，Ｊ１０的前翼設計有更大的利益，至於類似Ｆ１８的大型邊條所謂阻力增加也是被誇大的，因為升力增加更多。

　　講這些機身設計，說的就是機首指向能力與滾轉率，雖然現代戰機都將有頭盔指示器與飛彈的越肩射擊能力，但這消耗了飛彈的射程，這使得機首指向能力顯得重要，機首指向能力也意味著水平機動能力。

　　在共軍眼中，心神的氣動設計本身，比蘇２７好不了多少。

　　在作戰效能上，Ｊ２０被嘲笑是機身過大，等於是Ｆ１１１之類的戰轟，實際上這種嘲笑沒有錯誤，但這主要是共軍選擇所致。

　　他們選擇了以較大彈艙設計的戰機，在開戰之初，以保證摧毀對方的預警機／衛星與對方主要雷達站，甚至雷達軍艦，之後再和對手逐步交戰的策略。

　　而Ｊ２０是用來摧毀對手的衛星，預警機，神盾艦，主要地面雷達與指揮機構的開罐器戰機。

　　這種思維甚至可以說不下於心神的設計思維。

　　下圖：以電子遊戲動畫造型影射的瀋陽飛機公司自行設計的戰機，更接近心神思維，屬於制空戰機類型。

　　心神本質還是一種傳統制空戰機加以隱形化，就是隱形的零戰，日本版的Ｆ２２。而Ｊ２０則是制電磁戰機，攻陸攻海戰機，順便有制空能力。

　　假使Ｊ２０的引擎ＷＳ１０Ｇ性能普通，至少也是一個裝備大彈艙的隱形戰轟機，他在戰場上摧毀的目標會遠比心神摧毀的目標更有威脅性。甚至也可以在心神的作戰距離外摧毀心神－－－心神即使發現得了Ｊ２０，也打不到它的時候，就必須躲避Ｊ２０射來的飛彈。

　　這是未來雷達發展的進度高於隱形戰機訊跡縮小進度造成。這時候彈艙大小就決定作戰結果。

　　心神頂多能打下幾架飛機。但Ｊ２０可以摧毀從衛星預警機到神盾再到雷達站指揮中心幾乎所有高價目標，而且一晚就可以摧毀心神起飛的機場，但心神到不了Ｊ２０起飛的機場。因為心神彈艙過小機身油箱過小。

　　共軍Ｊ２０其實是一種北洋艦隊的定遠鎮遠鐵甲艦思維。

　　在黃海的大東溝海戰之時，定遠鎮遠兩艦本身沒有遭到擊穿，反而重傷日本海軍，日軍主力戰艦傷痕累累。

　　日本海軍最終的勝利是本身軍工業更深刻的發展，主力艦艇可順速修復，反之北洋艦隊沒有維修能力，補給也已經彈盡援絕－－－沒有自制彈藥能力。加上保艦守港，最後被日本海軍摧毀。

　　但就定遠鎮遠本身的德國設計思維而言，是沒有錯誤的，守勢海軍需要較強裝甲與火力，在海岸附近來進行防禦。當時德國沒有太多的殖民地，守勢海軍有其必要性。

　　下圖：Ｊ２０全動尾翼，有較強的機首指向能力與滾轉率，而垂直機動性能與能量補充，恐不如心神。格鬥性能不下於心神。

　　而這鎮定兩艦，起到北洋艦隊主力作用，作為艦隊核心支持著海戰，而Ｊ２０則是反過來，在摧毀對方核心電磁戰力之上，起到主力作用。而他的隱身設計等於是鎮遠定遠的渾厚鐵甲。

　　隱形戰機的意義也是在於制電磁權的爭奪，Ｊ２０的意義就是在制電磁權的爭奪上起到使對方無法挽回且對戰局起到不可逆轉的作用，有點像是所謂的殺手鑯。

　　未來的戰場，隱形戰機的彈艙容量將是決勝負的重點，像Ｘ－４７Ｂ在衛星或是通訊節點被毀之後，將變成盲目戰機，反之，Ｊ２０沒有這種問題。

　　心神很像一架隱型化的零戰，如果不了解他，將會被它可能的過人機動力所驚嚇，但就像他的祖先在太平洋戰場的歷史，一但被對方理解，零戰將陷入危險，心神也有這種問題。

　　在台灣人的立場而言。心神發動機如果可以外銷－－－其發動機很可能來自ＩＤＦ，那台灣也將以ＸＦ５－１裝在放大的隱形化的新經國戰機之上，除非美國或是大陸銷售他們的新型隱型戰機給台灣。

　　這也許在將來會發生，這是可以預料的。