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羽翼已丰的海鹫、日本川崎重工P-1型海上巡逻机

比“猎户座”更闪亮

长久以来,日本海上自卫队都是美制P-3C“猎户座”(Orion)系列海上巡逻机的最大海外用户之一,这些旭日旗麾下的大型飞机一直保持了较高的出勤频率,成为日本谋取海洋权益的“急先锋”。然而在经过多年的高强度运作后整个机队已经显出疲态,不仅机体老化严重,同时机载设备也开始落后于世界先进水平,在面对他国的新一代潜艇(包括核潜艇和常规动力潜艇)时已力不从心。

为了获得替代P-3C系列的后继机,防卫厅于20世纪90年代末开始计划研发下一代固定翼海上巡逻机(日语名称:次期固定翼哨戒機),到了2000年初步确定这一机型在日本国内研发生产,并于次年获得相应预算支持,新机型发展代号为P-X。由于同期日本航空自卫队为换装C-1系列运输机而提出了代号为C-X的下一代运输机研发计划,因此防卫厅决定将两种机型合并发展,这样二者可以共享技术和一部分零部件,从而降低成本。

对于自主研发海上巡逻机,川崎重工显得尤为积极,因为他们不仅希望能拿下这一订单以获取丰厚利润,更希望通过这次招标实现“一雪前耻”——早在20世纪60年代川崎重工就曾提出代号为GK520的海上巡逻机设计计划,根据川崎重工的设定,这一机型将搭载4台罗尔斯·罗伊斯RB208-08系列涡扇发动机或4台通用电气TF34系列涡扇发动机,最大起飞重量可达55000千克,最大航程可达6482千米。如果这一设计实现,将足以与美制P-3C系列海上巡逻机匹敌,成为当时世界上最强大的海上巡逻机之一。不过在受到美国方面多管齐下的施压(包括政治影响甚至商业贿赂,其中就有之后引发日本政坛“地震”的“洛克希德丑闻”)以及防卫预算压缩等因素影响下,防卫厅最终决定引进美制P-3C进行特许生产(生产商依然为川崎重工)。

时过境迁,此次包括川崎重工在内的日本航空业依然面临来自美国的对手,一方面P-X的预定用户海上自卫队曾提出在波音-757或者波音-767基础上进行改进,而另一方面美国波音公司主动提出与日本航空企业联合研制波音-737MMA(即后来的P-8“海神”)系列海上巡逻机,一时间防卫厅内部“自主派”与“引进派”对立严重,特别是在反对由日本国内航空企业研发新机的石破茂担任防卫厅长官后整个P-X项目更加举步维艰,“成本过高”成为了“引进派”的一大理由(根据计划,两种飞机的研发预算大约为3400亿日元)。

经过一番权衡,最终“自主派”占了上风,到了2001年,新机研发项目获得了53亿日元的预算,技术研究本部开始推进前期研究,在7月31日竞标截止时间前共有包括川崎重工、富士重工和三菱重工在内的7家航空制造商拿出了他们的竞标方案。经过近4个月的比较,最终防卫厅于当年11月26日宣布川崎重工获得了包括P-X(后被命名为P-1)项目和C-X项目在内的两个项目的主承包商资格,并且将在2002年获得410亿日元拨款,由此川崎重工成为日本航空界在21世纪开局时期的最大赢家之一。

虽然分到了大“蛋糕”,但要把它“吃进嘴里”还是让川崎重工颇费了一番周折。根据分工,川崎重工为飞机总装生产商,三菱重工承担机体中部和尾部的生产,富士重工则负责主翼和垂直尾翼的生产,日本飞行机则参与了其他一些零部件的生产。根据统计,在整个P-1项目期间有多达1800名技术人员参与研制,总开发成本超过3500亿日元。

经过近6年的研制,到了2007年初第一架原型机终于接近生产完成,但在当年2月之前进口的一批美制13.5毫米长度铆钉被检测出强度不足,为此第一架原型机被进行全面质量检测,共计更换重铆了161处铆接点。由于出现了上述延宕,第一架原型机直到2007年7月4日才举行出场仪式,并于2007年9月28日(较原计划推迟10天)才首飞成功,并根据序列顺序被命名为XP-1。

第一架原型机于2008年8月29日交付防卫省,并于9月5日转场飞往海上自卫队厚木基地。而在此之前第2架原型机已于2008年6月19日试飞成功。按理说XP-1接下来的试飞应该是一帆风顺了,然而由于日本之前并没有研制此类飞机的经验,因此状况频出,尤其是在2013年5月13日为了测试超速警报器而从10000米高空进行的俯冲测试当中,飞机在俯冲到达8000米高度时突然发生所有4台发动机全部停车的事故,之后机组人员在空中以手动操作重新启动发动机才避免了全体坠入爱知县以东太平洋的惨剧。如此严重的事故在令川崎重工的技术人员颇为“颜面无光”,不得不对全体P-1机队(包括原型机和量产型机)展开调查,在确定了设计问题后又对缺陷部分进行了重新设计和改进,而这不仅进一步拖延了P-1的交付,也让防卫省在当年3月12日的“开发完毕”的宣称多少有了些“黑色幽默”式的荒诞。

壮翅与利爪

川崎重工将P-1视作为“壮志未酬”的GK520项目的“后续”,对其寄予厚望,不仅在研发生产过程中投入了大量人力物力财力,并且应用了一系列日本国内的最新技术和产品,最终打造成了这一日本航空工业在21世纪初期的“快心之作”。

P-1采用了大型多发喷气式飞机中常见的下单翼加倒T字型尾翼布局,机体全长38.0米,翼展35.4米,最大起飞重量可达79700千克,其尺寸相当于一架90座级别的中型支线客机。值得一提的是,该机在研发过程中采用了日本自主研发的CFD(计算机流体动力学)工具,对机体造型进行了仿真模拟研究,提升了研发效率。

由于与C-2“师出同门”,因此P-1在研发过程中与C-2大量共享了技术,包括水平尾翼、惯性导航系统、防撞灯和起落架等在内的子系统全部或部分与C-2采用了同样的设计,根据统计,通过共享川崎重工节省了近250亿日元的开发成本。

作为P-1实现的一大独创性成就,该机是世界上首架在研发阶段即采用光传操纵系统(Fly By Light)的大型作战飞机,这让其研制方川崎重工颇为“得意”。尽管在这样一架海上巡逻机上使用光传操纵系统难免让人产生“炫技”的联想,但光传操纵系统线具有的缆重量轻、抗电磁干扰能力强、传输信号速度快等优势依然有助于提高P-1的技战术性能。

同样堪称是P-1研发中“看点”的还有其动力系统,该机在两侧翼下吊挂了总计4台F7-IHI-10型涡扇发动机。该型发动机由石川岛播磨重工自主研发,在研发过程中将节油和低噪音作为重点予以考虑,全长2.7米,直径1.4米,自重1240千克,最大推力可达61.2千牛,在其推动下P-1的最大速度可达996千米/时,巡航速度为833千米/时,最大航程为8000千米。与P-3C相比,巡航速度达到了其1.3倍,最大航程达到了其1.2倍,不仅单位时间内的巡航海域面积有所增加,到达目标海域上空的时间也大为缩短,巡逻能力提高明显。

作为P-1在机体设计上的最大争议点,采用4台中等推力涡扇发动机作为动力确实在这一级别飞机上有些“一反常态”。根据海上自卫队方面的说法,这种布局是对原有P-3C系列海上巡逻机的继承,采用4发布局不仅能提高飞机在海上飞行时的安全性(不仅考虑发动机出现故障的情况,也考虑到有可能在作战中受损的情况),还能通过关闭部分发动机的方式提高航程,可有效提升P-1在远程巡逻任务中的使用效能。不过川崎重工方面此前曾提出利用P-1的成熟技术(包括机翼设计等)研发一款125座级别的中短程客机之外,日本飞机开发协会(日语名称:日本航空機開発協会,JADC)也在研究直接在P-1或C-2基础上改进出100~150座客机的可能性,这似乎意味着川崎重工乃至日本航空界为P-1所付出的“良苦用心”就是借发展海上巡逻机之机探索大型喷气式民用飞机的技术路线。

不过战后日本航空界在客机方面的成就可谓“乏善可陈”,尤其是在进入21世纪后,除了屡屡“跳票”、目前依旧发展缓慢的MRJ系列支线客机之外就几乎没有什么能拿得出手的作品。同时日本国土狭小,国内民航市场体量已无法满足未来诞生的日制客机的需求,而要将日制客机推向国际市场又势必面临美、欧以及潜在的中、俄等对手,在残酷的市场竞争中胜出的可能性微乎其微。以目前日本国内各大航空制造商及其关联企业的经营状况,很难承受机型研发失败的代价,由此看来,这一发展思路应用在军用飞机上尚属“可以接受”,但在民用飞机上则未必能最终成行。

除了主发动机之外,P-1还配备了由美国霍尼韦尔公司研制的131-9J型辅助动力单元。该型辅助动力单元为霍尼韦尔公司经典的131-9系列中的子型号之一,截止到2013年7月,全系列(包括系列中其他型号)已在全世界近7500架飞机上完成超过10000小时无故障运行。131-9J由霍尼韦尔公司与日本Sinfonia Technology(前身为神钢电机株式会社)与川崎重工联合为P-1定制的型号,规格为90kVA,同时配备了日本国产的T-IDG设备,首创性的以高速牵引驱动无级变速器取代了传统的液压式无级变速器,不仅性能过硬,而且可靠性强。按照霍尼韦尔公司公开宣传,该型号相比起霍尼韦尔公司旧型号辅助动力单元在功率上提升10%,并可节省5%的燃油,还能实现20%的可靠性提升。

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