【原创】鹰爪下的樱花：小评日本F15及其改进（日本无100 ...

1. 日本F-15战斗机引进的来龙去脉
为了对日益陈旧的F104战斗机进行替换，日本在1970年代开始着手引进新一代作战飞机，当时F15战斗机刚刚在美国空军服役，日本人便找上门来。与欧洲国家不同，日本在武器装备上对美国的依赖性要大很多，欧洲国家尚且可以自行研发狂风、阵风、台风等战机，而日本的陆海空自卫队装备的核心设备都是来自于美国。即便是自行研发的F1和F2战斗机也是在美国的控制下完成的。因此，F15几乎是日本唯一的选择，只是他们动手非常早罢了。1975 年 6 月，日本官员前往爱德华兹空军基地对 服役不久的F-15A/B 进行了两次试飞评估。1977 年 12 月，日本航空自卫队宣布采购F-15用来取代 F-104J“星战士”。日本的“鹰”型号为 F-15J，双座型为 F-15DJ，分别对应 F-15A 和 F-15B。此项军售计划被命名为“和平之鹰”（后来土耳其的E737预警机也用了这个代号）。日本航空自卫队采购了180 架单座型和40 架双座型。

美国把F-15 的生产许可证授予给了三菱公司，由小牧工厂制造F15J/DJ战斗机。1981~1982年日本空自的第202航空队（九州新田原机场）开始装备F-15战机。空自的F15J原本是按照F-15A的规格发展而来，但是考虑到F-15C/D战斗机已经在1980年代初期批量装备美国空军，所以实际装备的F15J/DJ是以F15C/D作为蓝本。1999 年 12 月 三菱重工交付了最后一架 F-15，最终日本获得了 213 架 F-15，其中三菱制造了 163 架单座型，36 架双座型，麦道制造了 2 架 F-15J 和 14 架 F-15DJ。

2. 日本F-15J/DJ的基本技术性能
（1）机体与飞控系统
F-15J/DJ是重型战斗机，采用悬臂式上单翼，前缘后掠角 45 度。翼面积 56.49 平方米，翼载较低实现了较好的机动性能。飞机全长 19.43 米，空重12.7吨，正常起飞重量20.2吨，最大起飞重量30.8吨，内部油料6.1吨。机身为传统的半硬壳结构，采用中央机身和两侧尾撑布局。F-15 的机身结构重量的 25.8% 为钛合金，发动机舱和机翼内侧的部位大量使用钛合金。F-15的机体气动布局重视稳定盘旋能力，着重提升能量机动性，并采用了双余度、高权限模拟式控制增稳系统（CAS），有双重飞行控制系统，一套是传统的液压控制系统，另一套系统是自动控制增益系统（CAS）。CAS 是线传操纵系统，利用电子型号和伺服马达控制液压阀门（备注：2010年出品的F-15SE采用了三余度线传操纵系统）。

（2）发动机系统
F-15A/B和F-15C/D安装的发动机是普惠公司提供的 F100-PW-100型发动机。日本的F15J/DJ战斗机最初配备该款发动机，从 1991 年起换装了可靠性更好但推力稍微下降的 F100-PW-220，其最大加力推力降低到10640千克，约合104.2千牛。PW-220型发动机引入了单晶涡轮叶片，先进多区加力燃烧室，加大进气量的风扇以及发动机数字控制系统（FADEC）。1986 年新发动机服役，F-15C只需4秒便可以让发动机达到最大推力状态，不再存在发动机失速的风险。

（3）雷达系统
F-15系列战斗机的核心是AN/APG-63 全天候多模式雷达系统，而日本的F-15J/DJ战斗装备的是初步改进后的APG-63（PSP）雷达，主要是增加了可编程信号处理器（PSP）。该雷达只需通过软件编程就可以适应新的战术、使用模式以及武器系统，而无需进行大规模硬件改进。通过合成孔径波束锐化测绘技术，APG-63（PSP）雷达可向飞行员提供前方 160 千米远处地面目标的雷达视图。所有 F-15A/B和F-15C/D 型都是使用 APG-63或PSP雷达，但是它的平均维修间隔时间（MTBM）不到 15 小时，可靠性不足；另外APG-63缺乏处理能力和存储能力来升级软件，应付日益增大的威胁。美国空军升级了194架F-15C/D的雷达，其余依旧维持APG63（PSP）的配置。近年来，还给一部分F15C升级了ASEA雷达。

APG-63 （PSP）雷达工作在 X 波段，是一种脉冲多普勒雷达（PD雷达）。它具有下视下射能力，最大探测距离大于 161 千米，可以通过计算机把信息在平显和下显传达给飞行员。 作战系统的硬件核心是IBM公司的 CP-1075 中央计算机，雷达的主控制面板安装在飞行员左侧的控制台上，关键功能可通过操纵杆和油门上的按钮来控制，具备手不离杆（HOTAS）功能。APG-63 具有多种对空工作模式，包括远程搜索；速度搜索；近距搜索。作为以上三种模式的备份，APG-63 还有一种非 PD 模式只提供上视能力。此外，APG-63 还有多种提供特殊功能的模式，包括：信标模式，用于向空中飞机的敌我识别系统（IFF）发射询问信号；手动跟踪模式，作为自动跟踪模式的备份；被动模式，用于监测外部雷达辐射信号，同时自身只发送微弱脉冲，以尽可能减小自我暴露的可能性；地图测绘模式。尤其是地图测绘模式，在80年代以后服役的美军作战飞机当中被普遍应用，就连F-20战斗机雷达也拥有这种功能。而F-15E战斗轰炸机使用的APG-70更是可以在160公里远的距离上对地面小型目标进行雷达地图的绘制，清晰度很高。

（4）武器系统与电子战系统
F-15C/D的武器包括航炮、响尾蛇格斗导弹、麻雀中距导弹和AIM-120中距导弹，对地攻击武器包括普通炸弹或制导炸弹，但必须有地面引导人员引导，不具备自主引导能力。出口给日本的F-15战机没有安装敏感的电子对抗设备，例如 ICS 和 EWWS。取而代之的是日本自制的雷达告警系统，包括 J/APR-4 RWR、J/ALQ-8 ECM、AN/ALE-45 箔条/红外干扰弹布撒器、J/APQ-1 RWR。去掉了核弹投放能力，增加了数据链和 MER-200P 炸弹挂架。F-15J/DJ与F-15C/D一样，对地打击能力限于投掷炸弹，没有空地导弹和反舰导弹使用能力。

3. F-15C/D的升级过程
在F-15服役不久的80年代，美国麦道公司和美国空军佐治亚华纳·罗宾斯后勤中心启动了多阶段改进项目（MSIP）。MSIP 项目负责将 F-15 的改进逐步引入生产线，并对早期飞机进行的相同的升级。其中MSIP II是针对 F-15C/D 的升级项目，属于 MSIP 的一部分。MSIP II 的主要工作是为 F-15C/D 更新电子设备系统，以便适应80年代以后的电子作战需求，不涉及机械性能的提升。

（1）雷达改进：原计划安装AN/APG-70雷达，该雷达也被用于F-15E战斗轰炸机，具备强大对地搜索和攻击能力。其数据处理器内存从 16K 扩展到 24K，处理速度增加 3 倍，火控系统内存从 96K 增加到 1,000K，处理速度也提高 3 倍。安装了可编程武器控制装置（PACS），这个单元具有多带宽，专为合成孔径高分辨率地面测绘模式准备。 然而，由于资金限制，只有43 架 F-15C 安装了 APG-70 雷达，另有 161 架 F-15C 自 2001 年初开始改换装 APG-63(V)1，其余的 F-15 则仍旧使用 APG-63（PSP）雷达。

（2）电子战：电子战告警设备（EWWS）被改进为更先进的战术电子战系统（TEWS），包括 ALQ-135 电子对抗装置和升级型 ALR-56C 雷达告警接收机和改进型 ALQ-128，并安装了过载告警系统防止飞行员在战斗机动中超过 9g 的限制。

（3）通信与定位：加装联合战术信息分发系统（JTIDS），旨在为司令部、控制中心和各部队间提供高容量、可靠的抗干扰信息分布系统， 增加全球定位系统（GPS），座舱内安装了新的多功能显示器武器控制面板。安装了新的操纵杆和油门杆把手。

4. 日本空自的F-15J/DJ的现代化升级
日本对F-15J/DJ战斗机的改造思路与美国较为类似，但也存在许多区别。日本的J-MSIP改进计划分为两批，其中第1批次从1997年开始准备，到2008年结束，总共改装出10架“F-15J改”。第2批次从2002年开始启动，2007年第一架经过改进的F-15进行了飞行试验，从2008年开始陆续拨付升级经费。根据日本官方的财政支出编列项目，2008年~2014年一共编列了76架F15J/DJ的升级经费。2010年服役了12架（使用08年预算），2011年服役了10架（使用08和09年预算），2012年服役10架（使用09年预算），2013年服役10架（使用09年预算），2014年服役10架（使用10年和11年预算），截止2014年共服役了52架升级后的F15J/DJ（备注：其中为5架飞机编列了电子对抗系统的预算，计划换装AN/ALE-47干扰装置，但是执行情况不明）。光电跟踪装置和夜视装备仍在研发中，2014年编列了1套夜视装备的预算。根据2014年的最新规划，日本空自未来将获得102架升级后F-15战斗机。

（1）雷达系统的改进：F-15J改装APG-63(V)1型雷达。该雷达在APG-63（PSP）基础上在可靠性和可维护性方面有了明显提高，平均维修间隔时间从15小时提高到 120 小时。在电子性能上，APG-63(V)1型雷达更换了发射机、接收机、数据处理器、低压电源和信号数据转换器。

（2）发动机系统的改进：F100-IHI-220E型发动机是 F100-PW-220型发动机的改进版，由石川岛播磨重工业公司（IHI）生产，因此中间编号由普惠公司的PW改为石川岛的IHI。主要是以可靠性、耐久性、安全性著称，根据日本自己的展示数据，该发动机重量1460千克，正常推力6519千克（63.8千牛），加力推力10640千克（104.2千牛），与原版PW-220型没有变化。部分升级的F15将会装备该发动机。

（3）电子系统的改进：部分战机改装了J/APQ-1机尾雷达告警器，并且在雷达的敌我识别天线上进行了更新；部分飞机加装电子干扰装置；光电和夜视设备在研发当中；改进中央任务计算机，以便发射AAM-4型和AIM-120型主动中距导弹，另外火控面板由模拟式改为多功能显示器；加装数据链。

（4）武器系统的改进：机身换装能挂AIM-120的LAU-106A发射架，修改翼下LAU-114发射滑轨以适应AAM-5，并且加装头盔瞄准器以便适应该格斗弹。值得注意的是，空自的飞行教导队（“假想敌”部队）的F-15战斗机把翼下挂架全部换装成LAU-128发射轨，可发射AIM-120，使其主动中距弹的挂载量达到8枚AIM-120。

根据日本防卫省的战斗机升级路线图，F-15J/DJ战斗机的批次改进将会为空中自卫队提供100架左右的现代化作战飞机，目前为止有10架一批次和52架二批次总计62架F-15J/DJ完成了改进。这些战斗机改装了APG-63(V)1型雷达，改进了雷达告警器并少量装备电子对抗系统，采用国产发动机，并且计划安装红外跟踪和夜视设备。最引人瞩目的改装是具备使用中距空空导弹和新型格斗导弹（配头盔瞄准器）能力。但是，由于日本空自的经费和改装进度限制，导致许多重要的改进项目不在一个节奏上。第1批次的10架F-15没有加装数据链和AAM-5格斗导弹（头盔瞄准器），第2批次没有来得及大规模列装电子干扰系统，红外跟踪系统和夜视系统。因此，在完成这100架F-15升级计划后，日本空自还需要进一步普及这些先进设备。

与美国的F-15C/D升级计划相比，日本的改进计划没有加入ASEA雷达，而电子战系统和红外/夜视系统有待于进一步的改进。另外就是座舱环境没有太大改善。发动机继续使用PW-220E，最大推力约104千牛，相比PW-229的130千牛级落后许多。如果F-15J/DJ能够全面换装雷达、电子干扰/雷达告警系统、主动中距弹和新型格斗弹（头盔瞄准器）、红外跟踪/夜视设备、数据链，那么就可以达到美军F15C在2001年后的作战能力，但是与最新的金鹰计划仍有天壤之别。

1. 日本F-15战斗机引进的来龙去脉
为了对日益陈旧的F104战斗机进行替换，日本在1970年代开始着手引进新一代作战飞机，当时F15战斗机刚刚在美国空军服役，日本人便找上门来。与欧洲国家不同，日本在武器装备上对美国的依赖性要大很多，欧洲国家尚且可以自行研发狂风、阵风、台风等战机，而日本的陆海空自卫队装备的核心设备都是来自于美国。即便是自行研发的F1和F2战斗机也是在美国的控制下完成的。因此，F15几乎是日本唯一的选择，只是他们动手非常早罢了。1975 年 6 月，日本官员前往爱德华兹空军基地对 服役不久的F-15A/B 进行了两次试飞评估。1977 年 12 月，日本航空自卫队宣布采购F-15用来取代 F-104J“星战士”。日本的“鹰”型号为 F-15J，双座型为 F-15DJ，分别对应 F-15A 和 F-15B。此项军售计划被命名为“和平之鹰”（后来土耳其的E737预警机也用了这个代号）。日本航空自卫队采购了180 架单座型和40 架双座型。

美国把F-15 的生产许可证授予给了三菱公司，由小牧工厂制造F15J/DJ战斗机。1981~1982年日本空自的第202航空队（九州新田原机场）开始装备F-15战机。空自的F15J原本是按照F-15A的规格发展而来，但是考虑到F-15C/D战斗机已经在1980年代初期批量装备美国空军，所以实际装备的F15J/DJ是以F15C/D作为蓝本。1999 年 12 月 三菱重工交付了最后一架 F-15，最终日本获得了 213 架 F-15，其中三菱制造了 163 架单座型，36 架双座型，麦道制造了 2 架 F-15J 和 14 架 F-15DJ。

2. 日本F-15J/DJ的基本技术性能
（1）机体与飞控系统
F-15J/DJ是重型战斗机，采用悬臂式上单翼，前缘后掠角 45 度。翼面积 56.49 平方米，翼载较低实现了较好的机动性能。飞机全长 19.43 米，空重12.7吨，正常起飞重量20.2吨，最大起飞重量30.8吨，内部油料6.1吨。机身为传统的半硬壳结构，采用中央机身和两侧尾撑布局。F-15 的机身结构重量的 25.8% 为钛合金，发动机舱和机翼内侧的部位大量使用钛合金。F-15的机体气动布局重视稳定盘旋能力，着重提升能量机动性，并采用了双余度、高权限模拟式控制增稳系统（CAS），有双重飞行控制系统，一套是传统的液压控制系统，另一套系统是自动控制增益系统（CAS）。CAS 是线传操纵系统，利用电子型号和伺服马达控制液压阀门（备注：2010年出品的F-15SE采用了三余度线传操纵系统）。

（2）发动机系统
F-15A/B和F-15C/D安装的发动机是普惠公司提供的 F100-PW-100型发动机。日本的F15J/DJ战斗机最初配备该款发动机，从 1991 年起换装了可靠性更好但推力稍微下降的 F100-PW-220，其最大加力推力降低到10640千克，约合104.2千牛。PW-220型发动机引入了单晶涡轮叶片，先进多区加力燃烧室，加大进气量的风扇以及发动机数字控制系统（FADEC）。1986 年新发动机服役，F-15C只需4秒便可以让发动机达到最大推力状态，不再存在发动机失速的风险。

（3）雷达系统
F-15系列战斗机的核心是AN/APG-63 全天候多模式雷达系统，而日本的F-15J/DJ战斗装备的是初步改进后的APG-63（PSP）雷达，主要是增加了可编程信号处理器（PSP）。该雷达只需通过软件编程就可以适应新的战术、使用模式以及武器系统，而无需进行大规模硬件改进。通过合成孔径波束锐化测绘技术，APG-63（PSP）雷达可向飞行员提供前方 160 千米远处地面目标的雷达视图。所有 F-15A/B和F-15C/D 型都是使用 APG-63或PSP雷达，但是它的平均维修间隔时间（MTBM）不到 15 小时，可靠性不足；另外APG-63缺乏处理能力和存储能力来升级软件，应付日益增大的威胁。美国空军升级了194架F-15C/D的雷达，其余依旧维持APG63（PSP）的配置。近年来，还给一部分F15C升级了ASEA雷达。

APG-63 （PSP）雷达工作在 X 波段，是一种脉冲多普勒雷达（PD雷达）。它具有下视下射能力，最大探测距离大于 161 千米，可以通过计算机把信息在平显和下显传达给飞行员。 作战系统的硬件核心是IBM公司的 CP-1075 中央计算机，雷达的主控制面板安装在飞行员左侧的控制台上，关键功能可通过操纵杆和油门上的按钮来控制，具备手不离杆（HOTAS）功能。APG-63 具有多种对空工作模式，包括远程搜索；速度搜索；近距搜索。作为以上三种模式的备份，APG-63 还有一种非 PD 模式只提供上视能力。此外，APG-63 还有多种提供特殊功能的模式，包括：信标模式，用于向空中飞机的敌我识别系统（IFF）发射询问信号；手动跟踪模式，作为自动跟踪模式的备份；被动模式，用于监测外部雷达辐射信号，同时自身只发送微弱脉冲，以尽可能减小自我暴露的可能性；地图测绘模式。尤其是地图测绘模式，在80年代以后服役的美军作战飞机当中被普遍应用，就连F-20战斗机雷达也拥有这种功能。而F-15E战斗轰炸机使用的APG-70更是可以在160公里远的距离上对地面小型目标进行雷达地图的绘制，清晰度很高。

（4）武器系统与电子战系统
F-15C/D的武器包括航炮、响尾蛇格斗导弹、麻雀中距导弹和AIM-120中距导弹，对地攻击武器包括普通炸弹或制导炸弹，但必须有地面引导人员引导，不具备自主引导能力。出口给日本的F-15战机没有安装敏感的电子对抗设备，例如 ICS 和 EWWS。取而代之的是日本自制的雷达告警系统，包括 J/APR-4 RWR、J/ALQ-8 ECM、AN/ALE-45 箔条/红外干扰弹布撒器、J/APQ-1 RWR。去掉了核弹投放能力，增加了数据链和 MER-200P 炸弹挂架。F-15J/DJ与F-15C/D一样，对地打击能力限于投掷炸弹，没有空地导弹和反舰导弹使用能力。

3. F-15C/D的升级过程
在F-15服役不久的80年代，美国麦道公司和美国空军佐治亚华纳·罗宾斯后勤中心启动了多阶段改进项目（MSIP）。MSIP 项目负责将 F-15 的改进逐步引入生产线，并对早期飞机进行的相同的升级。其中MSIP II是针对 F-15C/D 的升级项目，属于 MSIP 的一部分。MSIP II 的主要工作是为 F-15C/D 更新电子设备系统，以便适应80年代以后的电子作战需求，不涉及机械性能的提升。

（1）雷达改进：原计划安装AN/APG-70雷达，该雷达也被用于F-15E战斗轰炸机，具备强大对地搜索和攻击能力。其数据处理器内存从 16K 扩展到 24K，处理速度增加 3 倍，火控系统内存从 96K 增加到 1,000K，处理速度也提高 3 倍。安装了可编程武器控制装置（PACS），这个单元具有多带宽，专为合成孔径高分辨率地面测绘模式准备。 然而，由于资金限制，只有43 架 F-15C 安装了 APG-70 雷达，另有 161 架 F-15C 自 2001 年初开始改换装 APG-63(V)1，其余的 F-15 则仍旧使用 APG-63（PSP）雷达。

（2）电子战：电子战告警设备（EWWS）被改进为更先进的战术电子战系统（TEWS），包括 ALQ-135 电子对抗装置和升级型 ALR-56C 雷达告警接收机和改进型 ALQ-128，并安装了过载告警系统防止飞行员在战斗机动中超过 9g 的限制。

（3）通信与定位：加装联合战术信息分发系统（JTIDS），旨在为司令部、控制中心和各部队间提供高容量、可靠的抗干扰信息分布系统， 增加全球定位系统（GPS），座舱内安装了新的多功能显示器武器控制面板。安装了新的操纵杆和油门杆把手。

4. 日本空自的F-15J/DJ的现代化升级
日本对F-15J/DJ战斗机的改造思路与美国较为类似，但也存在许多区别。日本的J-MSIP改进计划分为两批，其中第1批次从1997年开始准备，到2008年结束，总共改装出10架“F-15J改”。第2批次从2002年开始启动，2007年第一架经过改进的F-15进行了飞行试验，从2008年开始陆续拨付升级经费。根据日本官方的财政支出编列项目，2008年~2014年一共编列了76架F15J/DJ的升级经费。2010年服役了12架（使用08年预算），2011年服役了10架（使用08和09年预算），2012年服役10架（使用09年预算），2013年服役10架（使用09年预算），2014年服役10架（使用10年和11年预算），截止2014年共服役了52架升级后的F15J/DJ（备注：其中为5架飞机编列了电子对抗系统的预算，计划换装AN/ALE-47干扰装置，但是执行情况不明）。光电跟踪装置和夜视装备仍在研发中，2014年编列了1套夜视装备的预算。根据2014年的最新规划，日本空自未来将获得102架升级后F-15战斗机。

（1）雷达系统的改进：F-15J改装APG-63(V)1型雷达。该雷达在APG-63（PSP）基础上在可靠性和可维护性方面有了明显提高，平均维修间隔时间从15小时提高到 120 小时。在电子性能上，APG-63(V)1型雷达更换了发射机、接收机、数据处理器、低压电源和信号数据转换器。

（2）发动机系统的改进：F100-IHI-220E型发动机是 F100-PW-220型发动机的改进版，由石川岛播磨重工业公司（IHI）生产，因此中间编号由普惠公司的PW改为石川岛的IHI。主要是以可靠性、耐久性、安全性著称，根据日本自己的展示数据，该发动机重量1460千克，正常推力6519千克（63.8千牛），加力推力10640千克（104.2千牛），与原版PW-220型没有变化。部分升级的F15将会装备该发动机。

（3）电子系统的改进：部分战机改装了J/APQ-1机尾雷达告警器，并且在雷达的敌我识别天线上进行了更新；部分飞机加装电子干扰装置；光电和夜视设备在研发当中；改进中央任务计算机，以便发射AAM-4型和AIM-120型主动中距导弹，另外火控面板由模拟式改为多功能显示器；加装数据链。

（4）武器系统的改进：机身换装能挂AIM-120的LAU-106A发射架，修改翼下LAU-114发射滑轨以适应AAM-5，并且加装头盔瞄准器以便适应该格斗弹。值得注意的是，空自的飞行教导队（“假想敌”部队）的F-15战斗机把翼下挂架全部换装成LAU-128发射轨，可发射AIM-120，使其主动中距弹的挂载量达到8枚AIM-120。

根据日本防卫省的战斗机升级路线图，F-15J/DJ战斗机的批次改进将会为空中自卫队提供100架左右的现代化作战飞机，目前为止有10架一批次和52架二批次总计62架F-15J/DJ完成了改进。这些战斗机改装了APG-63(V)1型雷达，改进了雷达告警器并少量装备电子对抗系统，采用国产发动机，并且计划安装红外跟踪和夜视设备。最引人瞩目的改装是具备使用中距空空导弹和新型格斗导弹（配头盔瞄准器）能力。但是，由于日本空自的经费和改装进度限制，导致许多重要的改进项目不在一个节奏上。第1批次的10架F-15没有加装数据链和AAM-5格斗导弹（头盔瞄准器），第2批次没有来得及大规模列装电子干扰系统，红外跟踪系统和夜视系统。因此，在完成这100架F-15升级计划后，日本空自还需要进一步普及这些先进设备。

与美国的F-15C/D升级计划相比，日本的改进计划没有加入ASEA雷达，而电子战系统和红外/夜视系统有待于进一步的改进。另外就是座舱环境没有太大改善。发动机继续使用PW-220E，最大推力约104千牛，相比PW-229的130千牛级落后许多。如果F-15J/DJ能够全面换装雷达、电子干扰/雷达告警系统、主动中距弹和新型格斗弹（头盔瞄准器）、红外跟踪/夜视设备、数据链，那么就可以达到美军F15C在2001年后的作战能力，但是与最新的金鹰计划仍有天壤之别。