超级军网[转帖]东瀛妖刀——日本F-15的现代化改进及述评
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 05:17:02
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作者：孙丽娜、张洋
原载于《航空世界》杂志
<b>F-15现代化改进计划的目的与特征</b>
众所周知，日本航空自卫队的F-15的现代化改进计划，除了是针对日渐老化的零部件外，一个更主要的原因便是提高防空能力，以应对2010年之后军事航空技术的进步对其领空所带来的威胁。该现代化改型计划从1997年便已开始，其目的是使日本航空自卫队能对付未来可预见的威胁，确保其在电子战环境下导弹战的优势，提高对战场态势感知和把握能力，并据此做出必要的判断与决策。因此在F-15的现代化改进中，航空自卫队主要是对火控雷达、中央计算机、发电机、制冷系统进行换装，并装备战术数据交换系统的终端以及综合电子战系统。
但是，由于日本财政状况的恶化，F-15的现代化改进计划的每年所占的防卫预算逐年减少。该现代化改进计划共分为2阶段：当初的试改1号机是对雷达、中央计算机、发电机以及制冷系统换装的型态1型，型态2型在1型的基础上装备了综合电子战系统和战术数据交换系统终端。
飞行中的F-15J。尽管F-15J/DJ都是制空战斗机，但具有很高的对地攻击精度。根据美国空军的
试验，F-15A/B/C/D使用普通炸弹时的投弹精度比F-4D/E“鬼怪”Ⅱ要高100%～200%
试改1号机从1997年开始设计，经过了基本设计、细部设计、搭载设备以及制作等流程，2002年4月供试改的F-15J被运送到三菱重工名古屋航空宇宙系统制作所的小牧南工厂，开始进行机体改进。试改1号机改进后的效果如下：
雷达：换装了由现有的APG-63发展来的APG-63（V）1。换装后探测距离延长了，抗电子干扰能力提高，如果再装备远距空空导弹，就可以对抗电子战能力优异的作战飞机。APG-63（V）1综合了美国空军F-15E“攻击鹰”上APG-70的技术，所以总体性能及可靠性都有所提高。
中央计算机：采用洛克希德 马丁公司制造的计算机替代现有的AP-1R。随着运算能力的增强，存储容量也得到很大的增加，因此，完全可以适应雷达换装后所应具备的更高的运算和处理能力。
发电机：由于进行了相应部件的换装，要求发电能力也相应提高。更换发电机后完全可以达到要求。
制冷装置：换装所带来的发热量的增大，必然需要相应的制冷装置。
试改1号机的机体改进工作，已于2003年7月3日接受技术确认试验审查，7月18日在公司内部进行首飞。如果一切顺利，紧接着在10月16日进行交付前的再次完全技术测试，测试合格后的飞机在21日开始交付。
<b>开始批量现代化</b>
日本防卫厅在中期防卫力量调整计划（2001年～2005年）中，明确的提出了“关于防空截击能力，随着技术水平的不断发展如何让现有的战斗攻击机（F-15）能够有效的应对，显示出现代化改进的必要性。” 在中期防卫力量调整计划期间内决定对12架进行现代化改进。
随着这个计划的实施，2004年度，航空参谋部共为其4架试验机划拨预算约181亿日元。包括这4架在内，共有12架预备进行现代化型态1型的修改。另外，原来日本是分别用4架飞机分别进行4项试验：搭载AAM-4（99式空空导弹）、对日美联合研制的弹射救生座椅（ACES II）进行改进、搭载飞行数据记录装置（FDR）、提高通信设备的抗电子干扰能力。而这次则为了降低改造成本，在一架飞机上同时进行4项试验。这里我们要特别强调一下AAM-4，它是日本在AIM-7“麻雀”的基础上进行国产化而开发出的超视距导弹，采用了与AIM-120先进中距空空导弹相同的主动雷达制导（译者注：原文这里说是红外线寻的，这是明显错误的）方式，可以实现发射后不管以及同时攻击多个目标的能力。由于搭载AAM-4，航空自卫队的F-15的战斗力将大大增强。航空自卫队预计于2004年改进的这4架飞机将在2007年交付，并装备航空总队隶属的部队，用以收集制定战技战法所需要的各种必要的数据。
F-15J正在试射AAM-4导弹，点火时的喷焰和尾烟明显大于AIM-120，说明日本在少烟/无烟固体火箭发动机
技术方面与美国存在差距。飞机机腹下所挂的红色吊舱应是试验测试设备
AAM-4空空导弹：可见它的外形与AIM-120C接近，弹体上方凸起的边条说明它具有中段指令修正惯性制导的方式——指令接收天线布置在弹尾，接收到的指令通过边条里的馈线传递到制导与控制舱段。该导弹公布的重量数据高达227千克，是目前已知主动中距弹中最大的，这似乎与日本所拥有的一流的电子器件技术矛盾。另外，电子器件水平只是影响性能的一个方面，我们认为有关AAM-4的性能超过AIM-120C的说法缺乏充分的事实根据
<b>试改2号机进入准备阶段</b>
日本在进行F-15的试改1号机的同时，开始根据2002年签订的试改2号机的协议，着手设计以及购买所要装备的电子战设备等工作。2号机于2003年采用了电子战设备的备用品，根据2004年度预算中的“F-15现代化试改”进行机体的改造。最终将这一规定作为F-15现代化改进的最终协议。
2号机所搭载的“综合电子战系统”可以对各种电子战设备进行适当的综合管理，实现迅速、有效地进行电子战。在原来构成F-15电子战系统（J/TEWS，日本战术电子战系统）的主要组成中，雷达告警接收机由原来的J/APR-4（-4A）更换为J/APR-4改；机上电子干扰装置由原来的J/ALQ-8更换为J/ALQ-8改，这些升级都是为了系统总体性能的提升。双座型的F-15DJ由于空间有限，如果跟J型机装备同样的电子系统很困难。战术数据交换系统终端的装备使飞机可以更有效地进行数据传输，这是2号机的又一个特点。将其与防空自动警戒管制系统的联结作为着眼点，可以使作战行动中F-15相互间的战术数据交换成为可能。如果计划能够顺利的进行，航空自卫队“F-15现代化试改”完成后的2号机将于2006年末之前展现在大家面前。并将于2007年开始进行为期约1年的使用试验，从2008年开始，批量改进将完全以改型后的2号机为标准。改型后的F-15预计服役20年以上。
F-15J垂尾顶端，上方的凸起是J/APR-4雷达告警接收机，它代替了美国F-15C/D上的AN/ALR-56，下面的凸起是白色的位置灯
F-15J的右翼翼尖，布置有J/APR-4雷达告警接收机和红色的位置灯
<b>F-15用的红外搜索及跟踪系统的开发</b>
航空自卫队的F-15的现代化改进将在2008年之后批量进行，尽管当初的计划已经结束，但由于目前对于未来空战的判断只是一个猜测与设想，所以只进行有限的现代化改进很难说就一定能有什么大的作用。因此就只能继续不断的进行改进，以求万全。目前机载载红外搜索及跟踪系统已经被列入F-15现代化改进的日程。防卫厅技术研究本部从2003年开始就已经研制这种系统。红外搜索及跟踪系统是探测飞机辐射的红外线的被动传感器，在探测时对方很难确定我方飞机的位置，这一点非常有利。
此外，这种系统具有可探测雷达很难探测的目标比如隐形飞机的能力，容易适应电子战环境，并能在夜间恶劣天气下探测目标。系统覆盖范围比雷达广，并可以辨别同一方向的多个目标。
为了能够达到这样的效果，欧洲、俄罗斯等国很早以前就开始在本国的飞机上安装红外搜索及跟踪系统，比如米格-29、苏-27/-30等，目前日本航空自卫队还没有安装红外搜索及跟踪系统，但正在加速对红外搜索及跟踪系统开发的进度。航空自卫队希望在2009年能在其F-15上装备该系统。
F-15J座舱侧照。可以看到AN/AVQ-20平视显示器，在日本由岛津制作所特许生产，所带前置计算陀螺由东京芝浦电气公司特许生产。AVQ-20是世界上首次采用双显示屏（图中可以看到的前后两块玻璃）的实用平视显示器，使它的瞬时垂直视场达到12°。这种设计为后来被许多平显采用。值得注意的是，AVQ-20的空对地工作状态实际上包含了对半主动激光和红外制导炸弹的支持
<b>中长期课题</b>
日本将红外搜索及跟踪系统的研制开发列为短期研制课题，在对F-15进行现代化改进期间，日本也拟定了中长期研制课题。
第一个课题：是关于没有进行现代化改进的F-15。现在航空总队隶属下的F-15飞行队有7个（不包括飞行教导队），最终被列入现代化改进对象的飞机为4个飞行队的大约100架。
航空自卫队的F-15在三菱重工被许可生产的有199架，其中约半数进行了多阶段改进。被称为多阶段改进计划机的这些飞机，在多阶段改进的基础上还更换了中央计算机、数据总线等设备，以形成数字化配线主体。与没有进行多阶段改进的飞机相比，进行改进后的飞机数据传输速度以及处理能力大幅提升，为此日本在F-15的现代化改进中将多阶段改进计划作为其第一个中长期课题。
日本航空自卫队目前的7个飞行队是由多阶段改进计划机以及未改进的飞机混编的，那么随着现代化改进的完成，部队将重新编制，将改进的未改进的分开。这主要是因为经过现代化改进后的飞机与未改进的相比在性能上差别非常大，在同一个部队建制中使用起来极为困难，这些又从另一个侧面暗示对飞机进行现代化改进的必要性。当然要提高性能，就需要技术以及资金的支持，这无论是对于日本还是其它国家都需要正视，这也是现实与理想化的差距。
成为F-15现代化改进对象的这大约100架多阶段改进计划机，最终能否全机进行大面积改进还没有决定。2004年决定对4架飞机进行现代化改进，这距离中期防卫力量调整计划所要求的12架还差的很远，根据这种现状，最终什么时候能将未进行多阶段改进的飞机全部进行改进似乎还看不到期限。
第二个课题：由于预算的制约，牵制了F-15电子设备改进的速度。因此航空自卫队没有明确F-15现代化改进的数量以及该工程结束的时间，紧张的资金不容乐观。前不久，美国完成了APG-63（V）2雷达的换装，并配备到阿拉斯加的艾尔门多夫空军基地的第3航空联队进行试验，同时美国还在研制比APG-63（V）2更轻的APG-63（V）3。韩国也决定购入40架在F-15E基础上改型的最新型F-15K，那么从空战能力来衡量，日本F-15的现代化改型完全可以跟F-15K进行对抗。因此考虑到周边各国的空战水平平衡，日本很有可能会在未来的改进中更换APG-63（V）3雷达等更加先进的电子设备。
F-15J右翼根的M61A1 6管加特林机炮
F-15J右翼外侧的燃油释放管口
<b>
附文：关注日本航空自卫队F-15改进</b>
这里我们只谈谈对战斗机空战能力至关重要的机载雷达。F-15J/DJ改进计划中所要换装的APG-63（V）1雷达是由雷声公司研制的，以提高雷达的可靠性和可维护性为主要目标，但雷达的探测性能也有大幅度提高。1997年7月18日第一架装备APG-63（V）1雷达的F-15在加利福利亚州爱德华兹空军基地首飞，到7月30日成功完成了全部的测试项目。1999年6月该雷达投入低速初始生产，2000年10月投入全速生产，每月生产2～3部，到2005年年中美国空军总共将装备160部该雷达。2001年3月，驻扎在弗吉尼亚兰利空军基地的美空军第27中队被确定为第一支换装APG-63（V）1的F-15C/D部队，并于4月2日开始接受波音公司的换装工作。可见仅仅1年之后，日本航空自卫队就紧随美国空军的步伐开始试验装备该雷达，以使自己装备的F-15的空战能力维持在顶尖水平。
那么APG-63（V）1雷达具有什么样的特点呢？首先，该雷达处理器的处理速度达到了APG-70的3倍，存储容量达到APG-70的9倍，平均故障间隔时间达到120小时，比APG-63提高了3倍。这样，该雷达具有了更高的分辨率，对一般目标的跟踪性能得到改善。该雷达增加了“边扫描边跟踪”（TWS）的空对空工作方式，在这种方式下，雷达在扫描过程中记录每个目标的方位角，加上信号和数据处理中得到的速度、距离资料，形成目标信息，再将目标信息与自身导航信息和之前的目标运动信息进行综合，就可以确定和预测目标的运动轨迹。这样，改进后的F-15J/DJ就能同时跟踪多个空中目标，并使用AAM-4导弹进行连续攻击。按改进的计划进度，日本航空自卫队就有可能成为东亚第一支能使用自己研制的中距空空导弹进行超视距多目标作战的空中力量。
在超视距空战中，进行可靠的敌我识别是非常重要的，由于APG-63（V）1采用了APG-70雷达的处理软件，加上多年来雷达技术的进步，因此可以确定它应该具有APG-70的“袭击群目标分辨”与“非合作目标识别”能力。“袭击群目标分辨”能力是指雷达能够分辨出远距离上密集编队的单架飞机。APG-70雷达之所以具有这种能力，是因为它在世界上首次采用了高脉冲重复频率距离选通技术，该雷达中的多普勒滤波器超过20000个，可以在约185千米距离上分辨距离90米，甚至30米的目标！“非合作目标识别”（NCTR）能力中的“非合作目标”指凡是不能对本机敌我识别问讯器进行正确回应的空中目标，而并不一定是敌机。那么这种技术怎么实现敌我识别呢？首先我们需要知道战斗机的喷气发动机压气机叶片等雷达可以照射到的运动部件和振动会对战斗机反射的雷达波的振幅和多普勒频移产生调制作用，它会给对方雷达的跟踪带来不利影响，但随着技术的进步，先进的雷达可以把这部分被调制的信号剥离出来，并以此为基础判断目标特性并识别敌我。APG-70雷达实现这种能力很可能是通过“喷气发动机调制”（JEM）手段实现的，也就是通过计算所跟踪目标发动机压气机的叶片数量和转速来识别敌我。美国空军的有关试验证明，有效的喷气发动机调制回波在目标机头+/-60°范围内都可以检测到，80%迎头接近的目标飞机都将被脉冲多普勒雷达检测到此回波，但是当时没有任何实用的雷达有对其进行处理的能力。APG-70是世界上第一种采用这种技术的机载雷达，它为载机提供了一种远距离敌我识别的有力手段，使其可能先敌进行超视距攻击。所以，装备APG-63（V）1雷达的F-15J/DJ将容易在超视距空战中占有先机，而在可以预见的将来，除了韩国在2005～2008年将获得的、将装备APG-63（V）1甚至更先进的APG-63（V）2的F-15K之外，无论是F-16A/B/C/D、苏-27SK/UBK还是苏-30MKK，都没有资料可以证明它们的雷达具有这样的能力。不过按法国人的说法，“幻影”2000-5的RDY雷达也采用了某种形式的技术实现非合作目标识别，此外欧洲战斗机“台风”的ECR-90“捕获者”雷达也采用了该技术，但它们实现这种能力的技术细节都没有公开。
还需要指出的是，APG-63（V）1不仅已经具有APG-70雷达所有的空对空工作方式，在空对地方面它还为增加“合成孔径雷达”（SAR）方式做好了硬件准备，这种方式具有高的对地面目标分辨率，使载机能够实现精确导航和对地攻击。根据印度对苏-30MKI的“雪豹”无源相控阵雷达和“幻影”2000-5 Mk2的RDY-2脉冲多普勒雷达的对比试验结果，苏制雷达在SAR模式下的分辨率与后者相比有明显差距，究其原因在于SAR技术的信号和数据处理技术比较复杂，而俄罗斯目前电子器件的技术水平仍然明显落后于西方，所以机载雷达的信号和数据处理能力也差距明显。而随着火控技术的发展，战斗机机载雷达所具有的高分辨率SAR模式将能为精确制导弹药提供火控数据。例如目前美国F-15E、F/A-18E/F（暂时采用APG-73雷达，部分C/D型也采用该雷达）、B-2A（采用AN/APQ-181无源相控阵雷达）等作战飞机的雷达在SAR模式下获得的探测数据结合本机的精确导航数据后，已经可以用于GPS/INS制导炸弹（例如JDAM）的瞄准。尽管F-15J/DJ将换装的APG-63（V）1雷达目前并没有增加SAR功能的计划，但从这些年日本国家和军事战略的变化以及军事力量的膨胀速度看，为它们增加这项功能并使飞机具有精确对地攻击能力是完全可能的。
最后需要指出的是：由于APG-63（V）1雷达的存储容量和处理速度都大幅度提高，所以该雷达还有很大的改进空间以适应未来战场环境。
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作者：孙丽娜、张洋
原载于《航空世界》杂志
<b>F-15现代化改进计划的目的与特征</b>
众所周知，日本航空自卫队的F-15的现代化改进计划，除了是针对日渐老化的零部件外，一个更主要的原因便是提高防空能力，以应对2010年之后军事航空技术的进步对其领空所带来的威胁。该现代化改型计划从1997年便已开始，其目的是使日本航空自卫队能对付未来可预见的威胁，确保其在电子战环境下导弹战的优势，提高对战场态势感知和把握能力，并据此做出必要的判断与决策。因此在F-15的现代化改进中，航空自卫队主要是对火控雷达、中央计算机、发电机、制冷系统进行换装，并装备战术数据交换系统的终端以及综合电子战系统。
但是，由于日本财政状况的恶化，F-15的现代化改进计划的每年所占的防卫预算逐年减少。该现代化改进计划共分为2阶段：当初的试改1号机是对雷达、中央计算机、发电机以及制冷系统换装的型态1型，型态2型在1型的基础上装备了综合电子战系统和战术数据交换系统终端。
飞行中的F-15J。尽管F-15J/DJ都是制空战斗机，但具有很高的对地攻击精度。根据美国空军的
试验，F-15A/B/C/D使用普通炸弹时的投弹精度比F-4D/E“鬼怪”Ⅱ要高100%～200%
试改1号机从1997年开始设计，经过了基本设计、细部设计、搭载设备以及制作等流程，2002年4月供试改的F-15J被运送到三菱重工名古屋航空宇宙系统制作所的小牧南工厂，开始进行机体改进。试改1号机改进后的效果如下：
雷达：换装了由现有的APG-63发展来的APG-63（V）1。换装后探测距离延长了，抗电子干扰能力提高，如果再装备远距空空导弹，就可以对抗电子战能力优异的作战飞机。APG-63（V）1综合了美国空军F-15E“攻击鹰”上APG-70的技术，所以总体性能及可靠性都有所提高。
中央计算机：采用洛克希德 马丁公司制造的计算机替代现有的AP-1R。随着运算能力的增强，存储容量也得到很大的增加，因此，完全可以适应雷达换装后所应具备的更高的运算和处理能力。
发电机：由于进行了相应部件的换装，要求发电能力也相应提高。更换发电机后完全可以达到要求。
制冷装置：换装所带来的发热量的增大，必然需要相应的制冷装置。
试改1号机的机体改进工作，已于2003年7月3日接受技术确认试验审查，7月18日在公司内部进行首飞。如果一切顺利，紧接着在10月16日进行交付前的再次完全技术测试，测试合格后的飞机在21日开始交付。
<b>开始批量现代化</b>
日本防卫厅在中期防卫力量调整计划（2001年～2005年）中，明确的提出了“关于防空截击能力，随着技术水平的不断发展如何让现有的战斗攻击机（F-15）能够有效的应对，显示出现代化改进的必要性。” 在中期防卫力量调整计划期间内决定对12架进行现代化改进。
随着这个计划的实施，2004年度，航空参谋部共为其4架试验机划拨预算约181亿日元。包括这4架在内，共有12架预备进行现代化型态1型的修改。另外，原来日本是分别用4架飞机分别进行4项试验：搭载AAM-4（99式空空导弹）、对日美联合研制的弹射救生座椅（ACES II）进行改进、搭载飞行数据记录装置（FDR）、提高通信设备的抗电子干扰能力。而这次则为了降低改造成本，在一架飞机上同时进行4项试验。这里我们要特别强调一下AAM-4，它是日本在AIM-7“麻雀”的基础上进行国产化而开发出的超视距导弹，采用了与AIM-120先进中距空空导弹相同的主动雷达制导（译者注：原文这里说是红外线寻的，这是明显错误的）方式，可以实现发射后不管以及同时攻击多个目标的能力。由于搭载AAM-4，航空自卫队的F-15的战斗力将大大增强。航空自卫队预计于2004年改进的这4架飞机将在2007年交付，并装备航空总队隶属的部队，用以收集制定战技战法所需要的各种必要的数据。
F-15J正在试射AAM-4导弹，点火时的喷焰和尾烟明显大于AIM-120，说明日本在少烟/无烟固体火箭发动机
技术方面与美国存在差距。飞机机腹下所挂的红色吊舱应是试验测试设备
AAM-4空空导弹：可见它的外形与AIM-120C接近，弹体上方凸起的边条说明它具有中段指令修正惯性制导的方式——指令接收天线布置在弹尾，接收到的指令通过边条里的馈线传递到制导与控制舱段。该导弹公布的重量数据高达227千克，是目前已知主动中距弹中最大的，这似乎与日本所拥有的一流的电子器件技术矛盾。另外，电子器件水平只是影响性能的一个方面，我们认为有关AAM-4的性能超过AIM-120C的说法缺乏充分的事实根据
<b>试改2号机进入准备阶段</b>
日本在进行F-15的试改1号机的同时，开始根据2002年签订的试改2号机的协议，着手设计以及购买所要装备的电子战设备等工作。2号机于2003年采用了电子战设备的备用品，根据2004年度预算中的“F-15现代化试改”进行机体的改造。最终将这一规定作为F-15现代化改进的最终协议。
2号机所搭载的“综合电子战系统”可以对各种电子战设备进行适当的综合管理，实现迅速、有效地进行电子战。在原来构成F-15电子战系统（J/TEWS，日本战术电子战系统）的主要组成中，雷达告警接收机由原来的J/APR-4（-4A）更换为J/APR-4改；机上电子干扰装置由原来的J/ALQ-8更换为J/ALQ-8改，这些升级都是为了系统总体性能的提升。双座型的F-15DJ由于空间有限，如果跟J型机装备同样的电子系统很困难。战术数据交换系统终端的装备使飞机可以更有效地进行数据传输，这是2号机的又一个特点。将其与防空自动警戒管制系统的联结作为着眼点，可以使作战行动中F-15相互间的战术数据交换成为可能。如果计划能够顺利的进行，航空自卫队“F-15现代化试改”完成后的2号机将于2006年末之前展现在大家面前。并将于2007年开始进行为期约1年的使用试验，从2008年开始，批量改进将完全以改型后的2号机为标准。改型后的F-15预计服役20年以上。
F-15J垂尾顶端，上方的凸起是J/APR-4雷达告警接收机，它代替了美国F-15C/D上的AN/ALR-56，下面的凸起是白色的位置灯
F-15J的右翼翼尖，布置有J/APR-4雷达告警接收机和红色的位置灯
<b>F-15用的红外搜索及跟踪系统的开发</b>
航空自卫队的F-15的现代化改进将在2008年之后批量进行，尽管当初的计划已经结束，但由于目前对于未来空战的判断只是一个猜测与设想，所以只进行有限的现代化改进很难说就一定能有什么大的作用。因此就只能继续不断的进行改进，以求万全。目前机载载红外搜索及跟踪系统已经被列入F-15现代化改进的日程。防卫厅技术研究本部从2003年开始就已经研制这种系统。红外搜索及跟踪系统是探测飞机辐射的红外线的被动传感器，在探测时对方很难确定我方飞机的位置，这一点非常有利。
此外，这种系统具有可探测雷达很难探测的目标比如隐形飞机的能力，容易适应电子战环境，并能在夜间恶劣天气下探测目标。系统覆盖范围比雷达广，并可以辨别同一方向的多个目标。
为了能够达到这样的效果，欧洲、俄罗斯等国很早以前就开始在本国的飞机上安装红外搜索及跟踪系统，比如米格-29、苏-27/-30等，目前日本航空自卫队还没有安装红外搜索及跟踪系统，但正在加速对红外搜索及跟踪系统开发的进度。航空自卫队希望在2009年能在其F-15上装备该系统。
F-15J座舱侧照。可以看到AN/AVQ-20平视显示器，在日本由岛津制作所特许生产，所带前置计算陀螺由东京芝浦电气公司特许生产。AVQ-20是世界上首次采用双显示屏（图中可以看到的前后两块玻璃）的实用平视显示器，使它的瞬时垂直视场达到12°。这种设计为后来被许多平显采用。值得注意的是，AVQ-20的空对地工作状态实际上包含了对半主动激光和红外制导炸弹的支持
<b>中长期课题</b>
日本将红外搜索及跟踪系统的研制开发列为短期研制课题，在对F-15进行现代化改进期间，日本也拟定了中长期研制课题。
第一个课题：是关于没有进行现代化改进的F-15。现在航空总队隶属下的F-15飞行队有7个（不包括飞行教导队），最终被列入现代化改进对象的飞机为4个飞行队的大约100架。
航空自卫队的F-15在三菱重工被许可生产的有199架，其中约半数进行了多阶段改进。被称为多阶段改进计划机的这些飞机，在多阶段改进的基础上还更换了中央计算机、数据总线等设备，以形成数字化配线主体。与没有进行多阶段改进的飞机相比，进行改进后的飞机数据传输速度以及处理能力大幅提升，为此日本在F-15的现代化改进中将多阶段改进计划作为其第一个中长期课题。
日本航空自卫队目前的7个飞行队是由多阶段改进计划机以及未改进的飞机混编的，那么随着现代化改进的完成，部队将重新编制，将改进的未改进的分开。这主要是因为经过现代化改进后的飞机与未改进的相比在性能上差别非常大，在同一个部队建制中使用起来极为困难，这些又从另一个侧面暗示对飞机进行现代化改进的必要性。当然要提高性能，就需要技术以及资金的支持，这无论是对于日本还是其它国家都需要正视，这也是现实与理想化的差距。
成为F-15现代化改进对象的这大约100架多阶段改进计划机，最终能否全机进行大面积改进还没有决定。2004年决定对4架飞机进行现代化改进，这距离中期防卫力量调整计划所要求的12架还差的很远，根据这种现状，最终什么时候能将未进行多阶段改进的飞机全部进行改进似乎还看不到期限。
第二个课题：由于预算的制约，牵制了F-15电子设备改进的速度。因此航空自卫队没有明确F-15现代化改进的数量以及该工程结束的时间，紧张的资金不容乐观。前不久，美国完成了APG-63（V）2雷达的换装，并配备到阿拉斯加的艾尔门多夫空军基地的第3航空联队进行试验，同时美国还在研制比APG-63（V）2更轻的APG-63（V）3。韩国也决定购入40架在F-15E基础上改型的最新型F-15K，那么从空战能力来衡量，日本F-15的现代化改型完全可以跟F-15K进行对抗。因此考虑到周边各国的空战水平平衡，日本很有可能会在未来的改进中更换APG-63（V）3雷达等更加先进的电子设备。
F-15J右翼根的M61A1 6管加特林机炮
F-15J右翼外侧的燃油释放管口
<b>
附文：关注日本航空自卫队F-15改进</b>
这里我们只谈谈对战斗机空战能力至关重要的机载雷达。F-15J/DJ改进计划中所要换装的APG-63（V）1雷达是由雷声公司研制的，以提高雷达的可靠性和可维护性为主要目标，但雷达的探测性能也有大幅度提高。1997年7月18日第一架装备APG-63（V）1雷达的F-15在加利福利亚州爱德华兹空军基地首飞，到7月30日成功完成了全部的测试项目。1999年6月该雷达投入低速初始生产，2000年10月投入全速生产，每月生产2～3部，到2005年年中美国空军总共将装备160部该雷达。2001年3月，驻扎在弗吉尼亚兰利空军基地的美空军第27中队被确定为第一支换装APG-63（V）1的F-15C/D部队，并于4月2日开始接受波音公司的换装工作。可见仅仅1年之后，日本航空自卫队就紧随美国空军的步伐开始试验装备该雷达，以使自己装备的F-15的空战能力维持在顶尖水平。
那么APG-63（V）1雷达具有什么样的特点呢？首先，该雷达处理器的处理速度达到了APG-70的3倍，存储容量达到APG-70的9倍，平均故障间隔时间达到120小时，比APG-63提高了3倍。这样，该雷达具有了更高的分辨率，对一般目标的跟踪性能得到改善。该雷达增加了“边扫描边跟踪”（TWS）的空对空工作方式，在这种方式下，雷达在扫描过程中记录每个目标的方位角，加上信号和数据处理中得到的速度、距离资料，形成目标信息，再将目标信息与自身导航信息和之前的目标运动信息进行综合，就可以确定和预测目标的运动轨迹。这样，改进后的F-15J/DJ就能同时跟踪多个空中目标，并使用AAM-4导弹进行连续攻击。按改进的计划进度，日本航空自卫队就有可能成为东亚第一支能使用自己研制的中距空空导弹进行超视距多目标作战的空中力量。
在超视距空战中，进行可靠的敌我识别是非常重要的，由于APG-63（V）1采用了APG-70雷达的处理软件，加上多年来雷达技术的进步，因此可以确定它应该具有APG-70的“袭击群目标分辨”与“非合作目标识别”能力。“袭击群目标分辨”能力是指雷达能够分辨出远距离上密集编队的单架飞机。APG-70雷达之所以具有这种能力，是因为它在世界上首次采用了高脉冲重复频率距离选通技术，该雷达中的多普勒滤波器超过20000个，可以在约185千米距离上分辨距离90米，甚至30米的目标！“非合作目标识别”（NCTR）能力中的“非合作目标”指凡是不能对本机敌我识别问讯器进行正确回应的空中目标，而并不一定是敌机。那么这种技术怎么实现敌我识别呢？首先我们需要知道战斗机的喷气发动机压气机叶片等雷达可以照射到的运动部件和振动会对战斗机反射的雷达波的振幅和多普勒频移产生调制作用，它会给对方雷达的跟踪带来不利影响，但随着技术的进步，先进的雷达可以把这部分被调制的信号剥离出来，并以此为基础判断目标特性并识别敌我。APG-70雷达实现这种能力很可能是通过“喷气发动机调制”（JEM）手段实现的，也就是通过计算所跟踪目标发动机压气机的叶片数量和转速来识别敌我。美国空军的有关试验证明，有效的喷气发动机调制回波在目标机头+/-60°范围内都可以检测到，80%迎头接近的目标飞机都将被脉冲多普勒雷达检测到此回波，但是当时没有任何实用的雷达有对其进行处理的能力。APG-70是世界上第一种采用这种技术的机载雷达，它为载机提供了一种远距离敌我识别的有力手段，使其可能先敌进行超视距攻击。所以，装备APG-63（V）1雷达的F-15J/DJ将容易在超视距空战中占有先机，而在可以预见的将来，除了韩国在2005～2008年将获得的、将装备APG-63（V）1甚至更先进的APG-63（V）2的F-15K之外，无论是F-16A/B/C/D、苏-27SK/UBK还是苏-30MKK，都没有资料可以证明它们的雷达具有这样的能力。不过按法国人的说法，“幻影”2000-5的RDY雷达也采用了某种形式的技术实现非合作目标识别，此外欧洲战斗机“台风”的ECR-90“捕获者”雷达也采用了该技术，但它们实现这种能力的技术细节都没有公开。
还需要指出的是，APG-63（V）1不仅已经具有APG-70雷达所有的空对空工作方式，在空对地方面它还为增加“合成孔径雷达”（SAR）方式做好了硬件准备，这种方式具有高的对地面目标分辨率，使载机能够实现精确导航和对地攻击。根据印度对苏-30MKI的“雪豹”无源相控阵雷达和“幻影”2000-5 Mk2的RDY-2脉冲多普勒雷达的对比试验结果，苏制雷达在SAR模式下的分辨率与后者相比有明显差距，究其原因在于SAR技术的信号和数据处理技术比较复杂，而俄罗斯目前电子器件的技术水平仍然明显落后于西方，所以机载雷达的信号和数据处理能力也差距明显。而随着火控技术的发展，战斗机机载雷达所具有的高分辨率SAR模式将能为精确制导弹药提供火控数据。例如目前美国F-15E、F/A-18E/F（暂时采用APG-73雷达，部分C/D型也采用该雷达）、B-2A（采用AN/APQ-181无源相控阵雷达）等作战飞机的雷达在SAR模式下获得的探测数据结合本机的精确导航数据后，已经可以用于GPS/INS制导炸弹（例如JDAM）的瞄准。尽管F-15J/DJ将换装的APG-63（V）1雷达目前并没有增加SAR功能的计划，但从这些年日本国家和军事战略的变化以及军事力量的膨胀速度看，为它们增加这项功能并使飞机具有精确对地攻击能力是完全可能的。
最后需要指出的是：由于APG-63（V）1雷达的存储容量和处理速度都大幅度提高，所以该雷达还有很大的改进空间以适应未来战场环境。
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作者：孙丽娜、张洋
原载于《航空世界》杂志
<b>F-15现代化改进计划的目的与特征</b>
众所周知，日本航空自卫队的F-15的现代化改进计划，除了是针对日渐老化的零部件外，一个更主要的原因便是提高防空能力，以应对2010年之后军事航空技术的进步对其领空所带来的威胁。该现代化改型计划从1997年便已开始，其目的是使日本航空自卫队能对付未来可预见的威胁，确保其在电子战环境下导弹战的优势，提高对战场态势感知和把握能力，并据此做出必要的判断与决策。因此在F-15的现代化改进中，航空自卫队主要是对火控雷达、中央计算机、发电机、制冷系统进行换装，并装备战术数据交换系统的终端以及综合电子战系统。
但是，由于日本财政状况的恶化，F-15的现代化改进计划的每年所占的防卫预算逐年减少。该现代化改进计划共分为2阶段：当初的试改1号机是对雷达、中央计算机、发电机以及制冷系统换装的型态1型，型态2型在1型的基础上装备了综合电子战系统和战术数据交换系统终端。
飞行中的F-15J。尽管F-15J/DJ都是制空战斗机，但具有很高的对地攻击精度。根据美国空军的
试验，F-15A/B/C/D使用普通炸弹时的投弹精度比F-4D/E“鬼怪”Ⅱ要高100%～200%
试改1号机从1997年开始设计，经过了基本设计、细部设计、搭载设备以及制作等流程，2002年4月供试改的F-15J被运送到三菱重工名古屋航空宇宙系统制作所的小牧南工厂，开始进行机体改进。试改1号机改进后的效果如下：
雷达：换装了由现有的APG-63发展来的APG-63（V）1。换装后探测距离延长了，抗电子干扰能力提高，如果再装备远距空空导弹，就可以对抗电子战能力优异的作战飞机。APG-63（V）1综合了美国空军F-15E“攻击鹰”上APG-70的技术，所以总体性能及可靠性都有所提高。
中央计算机：采用洛克希德 马丁公司制造的计算机替代现有的AP-1R。随着运算能力的增强，存储容量也得到很大的增加，因此，完全可以适应雷达换装后所应具备的更高的运算和处理能力。
发电机：由于进行了相应部件的换装，要求发电能力也相应提高。更换发电机后完全可以达到要求。
制冷装置：换装所带来的发热量的增大，必然需要相应的制冷装置。
试改1号机的机体改进工作，已于2003年7月3日接受技术确认试验审查，7月18日在公司内部进行首飞。如果一切顺利，紧接着在10月16日进行交付前的再次完全技术测试，测试合格后的飞机在21日开始交付。
<b>开始批量现代化</b>
日本防卫厅在中期防卫力量调整计划（2001年～2005年）中，明确的提出了“关于防空截击能力，随着技术水平的不断发展如何让现有的战斗攻击机（F-15）能够有效的应对，显示出现代化改进的必要性。” 在中期防卫力量调整计划期间内决定对12架进行现代化改进。
随着这个计划的实施，2004年度，航空参谋部共为其4架试验机划拨预算约181亿日元。包括这4架在内，共有12架预备进行现代化型态1型的修改。另外，原来日本是分别用4架飞机分别进行4项试验：搭载AAM-4（99式空空导弹）、对日美联合研制的弹射救生座椅（ACES II）进行改进、搭载飞行数据记录装置（FDR）、提高通信设备的抗电子干扰能力。而这次则为了降低改造成本，在一架飞机上同时进行4项试验。这里我们要特别强调一下AAM-4，它是日本在AIM-7“麻雀”的基础上进行国产化而开发出的超视距导弹，采用了与AIM-120先进中距空空导弹相同的主动雷达制导（译者注：原文这里说是红外线寻的，这是明显错误的）方式，可以实现发射后不管以及同时攻击多个目标的能力。由于搭载AAM-4，航空自卫队的F-15的战斗力将大大增强。航空自卫队预计于2004年改进的这4架飞机将在2007年交付，并装备航空总队隶属的部队，用以收集制定战技战法所需要的各种必要的数据。
F-15J正在试射AAM-4导弹，点火时的喷焰和尾烟明显大于AIM-120，说明日本在少烟/无烟固体火箭发动机
技术方面与美国存在差距。飞机机腹下所挂的红色吊舱应是试验测试设备
AAM-4空空导弹：可见它的外形与AIM-120C接近，弹体上方凸起的边条说明它具有中段指令修正惯性制导的方式——指令接收天线布置在弹尾，接收到的指令通过边条里的馈线传递到制导与控制舱段。该导弹公布的重量数据高达227千克，是目前已知主动中距弹中最大的，这似乎与日本所拥有的一流的电子器件技术矛盾。另外，电子器件水平只是影响性能的一个方面，我们认为有关AAM-4的性能超过AIM-120C的说法缺乏充分的事实根据
<b>试改2号机进入准备阶段</b>
日本在进行F-15的试改1号机的同时，开始根据2002年签订的试改2号机的协议，着手设计以及购买所要装备的电子战设备等工作。2号机于2003年采用了电子战设备的备用品，根据2004年度预算中的“F-15现代化试改”进行机体的改造。最终将这一规定作为F-15现代化改进的最终协议。
2号机所搭载的“综合电子战系统”可以对各种电子战设备进行适当的综合管理，实现迅速、有效地进行电子战。在原来构成F-15电子战系统（J/TEWS，日本战术电子战系统）的主要组成中，雷达告警接收机由原来的J/APR-4（-4A）更换为J/APR-4改；机上电子干扰装置由原来的J/ALQ-8更换为J/ALQ-8改，这些升级都是为了系统总体性能的提升。双座型的F-15DJ由于空间有限，如果跟J型机装备同样的电子系统很困难。战术数据交换系统终端的装备使飞机可以更有效地进行数据传输，这是2号机的又一个特点。将其与防空自动警戒管制系统的联结作为着眼点，可以使作战行动中F-15相互间的战术数据交换成为可能。如果计划能够顺利的进行，航空自卫队“F-15现代化试改”完成后的2号机将于2006年末之前展现在大家面前。并将于2007年开始进行为期约1年的使用试验，从2008年开始，批量改进将完全以改型后的2号机为标准。改型后的F-15预计服役20年以上。
F-15J垂尾顶端，上方的凸起是J/APR-4雷达告警接收机，它代替了美国F-15C/D上的AN/ALR-56，下面的凸起是白色的位置灯
F-15J的右翼翼尖，布置有J/APR-4雷达告警接收机和红色的位置灯
<b>F-15用的红外搜索及跟踪系统的开发</b>
航空自卫队的F-15的现代化改进将在2008年之后批量进行，尽管当初的计划已经结束，但由于目前对于未来空战的判断只是一个猜测与设想，所以只进行有限的现代化改进很难说就一定能有什么大的作用。因此就只能继续不断的进行改进，以求万全。目前机载载红外搜索及跟踪系统已经被列入F-15现代化改进的日程。防卫厅技术研究本部从2003年开始就已经研制这种系统。红外搜索及跟踪系统是探测飞机辐射的红外线的被动传感器，在探测时对方很难确定我方飞机的位置，这一点非常有利。
此外，这种系统具有可探测雷达很难探测的目标比如隐形飞机的能力，容易适应电子战环境，并能在夜间恶劣天气下探测目标。系统覆盖范围比雷达广，并可以辨别同一方向的多个目标。
为了能够达到这样的效果，欧洲、俄罗斯等国很早以前就开始在本国的飞机上安装红外搜索及跟踪系统，比如米格-29、苏-27/-30等，目前日本航空自卫队还没有安装红外搜索及跟踪系统，但正在加速对红外搜索及跟踪系统开发的进度。航空自卫队希望在2009年能在其F-15上装备该系统。
F-15J座舱侧照。可以看到AN/AVQ-20平视显示器，在日本由岛津制作所特许生产，所带前置计算陀螺由东京芝浦电气公司特许生产。AVQ-20是世界上首次采用双显示屏（图中可以看到的前后两块玻璃）的实用平视显示器，使它的瞬时垂直视场达到12°。这种设计为后来被许多平显采用。值得注意的是，AVQ-20的空对地工作状态实际上包含了对半主动激光和红外制导炸弹的支持
<b>中长期课题</b>
日本将红外搜索及跟踪系统的研制开发列为短期研制课题，在对F-15进行现代化改进期间，日本也拟定了中长期研制课题。
第一个课题：是关于没有进行现代化改进的F-15。现在航空总队隶属下的F-15飞行队有7个（不包括飞行教导队），最终被列入现代化改进对象的飞机为4个飞行队的大约100架。
航空自卫队的F-15在三菱重工被许可生产的有199架，其中约半数进行了多阶段改进。被称为多阶段改进计划机的这些飞机，在多阶段改进的基础上还更换了中央计算机、数据总线等设备，以形成数字化配线主体。与没有进行多阶段改进的飞机相比，进行改进后的飞机数据传输速度以及处理能力大幅提升，为此日本在F-15的现代化改进中将多阶段改进计划作为其第一个中长期课题。
日本航空自卫队目前的7个飞行队是由多阶段改进计划机以及未改进的飞机混编的，那么随着现代化改进的完成，部队将重新编制，将改进的未改进的分开。这主要是因为经过现代化改进后的飞机与未改进的相比在性能上差别非常大，在同一个部队建制中使用起来极为困难，这些又从另一个侧面暗示对飞机进行现代化改进的必要性。当然要提高性能，就需要技术以及资金的支持，这无论是对于日本还是其它国家都需要正视，这也是现实与理想化的差距。
成为F-15现代化改进对象的这大约100架多阶段改进计划机，最终能否全机进行大面积改进还没有决定。2004年决定对4架飞机进行现代化改进，这距离中期防卫力量调整计划所要求的12架还差的很远，根据这种现状，最终什么时候能将未进行多阶段改进的飞机全部进行改进似乎还看不到期限。
第二个课题：由于预算的制约，牵制了F-15电子设备改进的速度。因此航空自卫队没有明确F-15现代化改进的数量以及该工程结束的时间，紧张的资金不容乐观。前不久，美国完成了APG-63（V）2雷达的换装，并配备到阿拉斯加的艾尔门多夫空军基地的第3航空联队进行试验，同时美国还在研制比APG-63（V）2更轻的APG-63（V）3。韩国也决定购入40架在F-15E基础上改型的最新型F-15K，那么从空战能力来衡量，日本F-15的现代化改型完全可以跟F-15K进行对抗。因此考虑到周边各国的空战水平平衡，日本很有可能会在未来的改进中更换APG-63（V）3雷达等更加先进的电子设备。
F-15J右翼根的M61A1 6管加特林机炮
F-15J右翼外侧的燃油释放管口
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附文：关注日本航空自卫队F-15改进</b>
这里我们只谈谈对战斗机空战能力至关重要的机载雷达。F-15J/DJ改进计划中所要换装的APG-63（V）1雷达是由雷声公司研制的，以提高雷达的可靠性和可维护性为主要目标，但雷达的探测性能也有大幅度提高。1997年7月18日第一架装备APG-63（V）1雷达的F-15在加利福利亚州爱德华兹空军基地首飞，到7月30日成功完成了全部的测试项目。1999年6月该雷达投入低速初始生产，2000年10月投入全速生产，每月生产2～3部，到2005年年中美国空军总共将装备160部该雷达。2001年3月，驻扎在弗吉尼亚兰利空军基地的美空军第27中队被确定为第一支换装APG-63（V）1的F-15C/D部队，并于4月2日开始接受波音公司的换装工作。可见仅仅1年之后，日本航空自卫队就紧随美国空军的步伐开始试验装备该雷达，以使自己装备的F-15的空战能力维持在顶尖水平。
那么APG-63（V）1雷达具有什么样的特点呢？首先，该雷达处理器的处理速度达到了APG-70的3倍，存储容量达到APG-70的9倍，平均故障间隔时间达到120小时，比APG-63提高了3倍。这样，该雷达具有了更高的分辨率，对一般目标的跟踪性能得到改善。该雷达增加了“边扫描边跟踪”（TWS）的空对空工作方式，在这种方式下，雷达在扫描过程中记录每个目标的方位角，加上信号和数据处理中得到的速度、距离资料，形成目标信息，再将目标信息与自身导航信息和之前的目标运动信息进行综合，就可以确定和预测目标的运动轨迹。这样，改进后的F-15J/DJ就能同时跟踪多个空中目标，并使用AAM-4导弹进行连续攻击。按改进的计划进度，日本航空自卫队就有可能成为东亚第一支能使用自己研制的中距空空导弹进行超视距多目标作战的空中力量。
在超视距空战中，进行可靠的敌我识别是非常重要的，由于APG-63（V）1采用了APG-70雷达的处理软件，加上多年来雷达技术的进步，因此可以确定它应该具有APG-70的“袭击群目标分辨”与“非合作目标识别”能力。“袭击群目标分辨”能力是指雷达能够分辨出远距离上密集编队的单架飞机。APG-70雷达之所以具有这种能力，是因为它在世界上首次采用了高脉冲重复频率距离选通技术，该雷达中的多普勒滤波器超过20000个，可以在约185千米距离上分辨距离90米，甚至30米的目标！“非合作目标识别”（NCTR）能力中的“非合作目标”指凡是不能对本机敌我识别问讯器进行正确回应的空中目标，而并不一定是敌机。那么这种技术怎么实现敌我识别呢？首先我们需要知道战斗机的喷气发动机压气机叶片等雷达可以照射到的运动部件和振动会对战斗机反射的雷达波的振幅和多普勒频移产生调制作用，它会给对方雷达的跟踪带来不利影响，但随着技术的进步，先进的雷达可以把这部分被调制的信号剥离出来，并以此为基础判断目标特性并识别敌我。APG-70雷达实现这种能力很可能是通过“喷气发动机调制”（JEM）手段实现的，也就是通过计算所跟踪目标发动机压气机的叶片数量和转速来识别敌我。美国空军的有关试验证明，有效的喷气发动机调制回波在目标机头+/-60°范围内都可以检测到，80%迎头接近的目标飞机都将被脉冲多普勒雷达检测到此回波，但是当时没有任何实用的雷达有对其进行处理的能力。APG-70是世界上第一种采用这种技术的机载雷达，它为载机提供了一种远距离敌我识别的有力手段，使其可能先敌进行超视距攻击。所以，装备APG-63（V）1雷达的F-15J/DJ将容易在超视距空战中占有先机，而在可以预见的将来，除了韩国在2005～2008年将获得的、将装备APG-63（V）1甚至更先进的APG-63（V）2的F-15K之外，无论是F-16A/B/C/D、苏-27SK/UBK还是苏-30MKK，都没有资料可以证明它们的雷达具有这样的能力。不过按法国人的说法，“幻影”2000-5的RDY雷达也采用了某种形式的技术实现非合作目标识别，此外欧洲战斗机“台风”的ECR-90“捕获者”雷达也采用了该技术，但它们实现这种能力的技术细节都没有公开。
还需要指出的是，APG-63（V）1不仅已经具有APG-70雷达所有的空对空工作方式，在空对地方面它还为增加“合成孔径雷达”（SAR）方式做好了硬件准备，这种方式具有高的对地面目标分辨率，使载机能够实现精确导航和对地攻击。根据印度对苏-30MKI的“雪豹”无源相控阵雷达和“幻影”2000-5 Mk2的RDY-2脉冲多普勒雷达的对比试验结果，苏制雷达在SAR模式下的分辨率与后者相比有明显差距，究其原因在于SAR技术的信号和数据处理技术比较复杂，而俄罗斯目前电子器件的技术水平仍然明显落后于西方，所以机载雷达的信号和数据处理能力也差距明显。而随着火控技术的发展，战斗机机载雷达所具有的高分辨率SAR模式将能为精确制导弹药提供火控数据。例如目前美国F-15E、F/A-18E/F（暂时采用APG-73雷达，部分C/D型也采用该雷达）、B-2A（采用AN/APQ-181无源相控阵雷达）等作战飞机的雷达在SAR模式下获得的探测数据结合本机的精确导航数据后，已经可以用于GPS/INS制导炸弹（例如JDAM）的瞄准。尽管F-15J/DJ将换装的APG-63（V）1雷达目前并没有增加SAR功能的计划，但从这些年日本国家和军事战略的变化以及军事力量的膨胀速度看，为它们增加这项功能并使飞机具有精确对地攻击能力是完全可能的。
最后需要指出的是：由于APG-63（V）1雷达的存储容量和处理速度都大幅度提高，所以该雷达还有很大的改进空间以适应未来战场环境。
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作者：孙丽娜、张洋
原载于《航空世界》杂志
<b>F-15现代化改进计划的目的与特征</b>
众所周知，日本航空自卫队的F-15的现代化改进计划，除了是针对日渐老化的零部件外，一个更主要的原因便是提高防空能力，以应对2010年之后军事航空技术的进步对其领空所带来的威胁。该现代化改型计划从1997年便已开始，其目的是使日本航空自卫队能对付未来可预见的威胁，确保其在电子战环境下导弹战的优势，提高对战场态势感知和把握能力，并据此做出必要的判断与决策。因此在F-15的现代化改进中，航空自卫队主要是对火控雷达、中央计算机、发电机、制冷系统进行换装，并装备战术数据交换系统的终端以及综合电子战系统。
但是，由于日本财政状况的恶化，F-15的现代化改进计划的每年所占的防卫预算逐年减少。该现代化改进计划共分为2阶段：当初的试改1号机是对雷达、中央计算机、发电机以及制冷系统换装的型态1型，型态2型在1型的基础上装备了综合电子战系统和战术数据交换系统终端。
飞行中的F-15J。尽管F-15J/DJ都是制空战斗机，但具有很高的对地攻击精度。根据美国空军的
试验，F-15A/B/C/D使用普通炸弹时的投弹精度比F-4D/E“鬼怪”Ⅱ要高100%～200%
试改1号机从1997年开始设计，经过了基本设计、细部设计、搭载设备以及制作等流程，2002年4月供试改的F-15J被运送到三菱重工名古屋航空宇宙系统制作所的小牧南工厂，开始进行机体改进。试改1号机改进后的效果如下：
雷达：换装了由现有的APG-63发展来的APG-63（V）1。换装后探测距离延长了，抗电子干扰能力提高，如果再装备远距空空导弹，就可以对抗电子战能力优异的作战飞机。APG-63（V）1综合了美国空军F-15E“攻击鹰”上APG-70的技术，所以总体性能及可靠性都有所提高。
中央计算机：采用洛克希德 马丁公司制造的计算机替代现有的AP-1R。随着运算能力的增强，存储容量也得到很大的增加，因此，完全可以适应雷达换装后所应具备的更高的运算和处理能力。
发电机：由于进行了相应部件的换装，要求发电能力也相应提高。更换发电机后完全可以达到要求。
制冷装置：换装所带来的发热量的增大，必然需要相应的制冷装置。
试改1号机的机体改进工作，已于2003年7月3日接受技术确认试验审查，7月18日在公司内部进行首飞。如果一切顺利，紧接着在10月16日进行交付前的再次完全技术测试，测试合格后的飞机在21日开始交付。
<b>开始批量现代化</b>
日本防卫厅在中期防卫力量调整计划（2001年～2005年）中，明确的提出了“关于防空截击能力，随着技术水平的不断发展如何让现有的战斗攻击机（F-15）能够有效的应对，显示出现代化改进的必要性。” 在中期防卫力量调整计划期间内决定对12架进行现代化改进。
随着这个计划的实施，2004年度，航空参谋部共为其4架试验机划拨预算约181亿日元。包括这4架在内，共有12架预备进行现代化型态1型的修改。另外，原来日本是分别用4架飞机分别进行4项试验：搭载AAM-4（99式空空导弹）、对日美联合研制的弹射救生座椅（ACES II）进行改进、搭载飞行数据记录装置（FDR）、提高通信设备的抗电子干扰能力。而这次则为了降低改造成本，在一架飞机上同时进行4项试验。这里我们要特别强调一下AAM-4，它是日本在AIM-7“麻雀”的基础上进行国产化而开发出的超视距导弹，采用了与AIM-120先进中距空空导弹相同的主动雷达制导（译者注：原文这里说是红外线寻的，这是明显错误的）方式，可以实现发射后不管以及同时攻击多个目标的能力。由于搭载AAM-4，航空自卫队的F-15的战斗力将大大增强。航空自卫队预计于2004年改进的这4架飞机将在2007年交付，并装备航空总队隶属的部队，用以收集制定战技战法所需要的各种必要的数据。
F-15J正在试射AAM-4导弹，点火时的喷焰和尾烟明显大于AIM-120，说明日本在少烟/无烟固体火箭发动机
技术方面与美国存在差距。飞机机腹下所挂的红色吊舱应是试验测试设备
AAM-4空空导弹：可见它的外形与AIM-120C接近，弹体上方凸起的边条说明它具有中段指令修正惯性制导的方式——指令接收天线布置在弹尾，接收到的指令通过边条里的馈线传递到制导与控制舱段。该导弹公布的重量数据高达227千克，是目前已知主动中距弹中最大的，这似乎与日本所拥有的一流的电子器件技术矛盾。另外，电子器件水平只是影响性能的一个方面，我们认为有关AAM-4的性能超过AIM-120C的说法缺乏充分的事实根据
<b>试改2号机进入准备阶段</b>
日本在进行F-15的试改1号机的同时，开始根据2002年签订的试改2号机的协议，着手设计以及购买所要装备的电子战设备等工作。2号机于2003年采用了电子战设备的备用品，根据2004年度预算中的“F-15现代化试改”进行机体的改造。最终将这一规定作为F-15现代化改进的最终协议。
2号机所搭载的“综合电子战系统”可以对各种电子战设备进行适当的综合管理，实现迅速、有效地进行电子战。在原来构成F-15电子战系统（J/TEWS，日本战术电子战系统）的主要组成中，雷达告警接收机由原来的J/APR-4（-4A）更换为J/APR-4改；机上电子干扰装置由原来的J/ALQ-8更换为J/ALQ-8改，这些升级都是为了系统总体性能的提升。双座型的F-15DJ由于空间有限，如果跟J型机装备同样的电子系统很困难。战术数据交换系统终端的装备使飞机可以更有效地进行数据传输，这是2号机的又一个特点。将其与防空自动警戒管制系统的联结作为着眼点，可以使作战行动中F-15相互间的战术数据交换成为可能。如果计划能够顺利的进行，航空自卫队“F-15现代化试改”完成后的2号机将于2006年末之前展现在大家面前。并将于2007年开始进行为期约1年的使用试验，从2008年开始，批量改进将完全以改型后的2号机为标准。改型后的F-15预计服役20年以上。
F-15J垂尾顶端，上方的凸起是J/APR-4雷达告警接收机，它代替了美国F-15C/D上的AN/ALR-56，下面的凸起是白色的位置灯
F-15J的右翼翼尖，布置有J/APR-4雷达告警接收机和红色的位置灯
<b>F-15用的红外搜索及跟踪系统的开发</b>
航空自卫队的F-15的现代化改进将在2008年之后批量进行，尽管当初的计划已经结束，但由于目前对于未来空战的判断只是一个猜测与设想，所以只进行有限的现代化改进很难说就一定能有什么大的作用。因此就只能继续不断的进行改进，以求万全。目前机载载红外搜索及跟踪系统已经被列入F-15现代化改进的日程。防卫厅技术研究本部从2003年开始就已经研制这种系统。红外搜索及跟踪系统是探测飞机辐射的红外线的被动传感器，在探测时对方很难确定我方飞机的位置，这一点非常有利。
此外，这种系统具有可探测雷达很难探测的目标比如隐形飞机的能力，容易适应电子战环境，并能在夜间恶劣天气下探测目标。系统覆盖范围比雷达广，并可以辨别同一方向的多个目标。
为了能够达到这样的效果，欧洲、俄罗斯等国很早以前就开始在本国的飞机上安装红外搜索及跟踪系统，比如米格-29、苏-27/-30等，目前日本航空自卫队还没有安装红外搜索及跟踪系统，但正在加速对红外搜索及跟踪系统开发的进度。航空自卫队希望在2009年能在其F-15上装备该系统。
F-15J座舱侧照。可以看到AN/AVQ-20平视显示器，在日本由岛津制作所特许生产，所带前置计算陀螺由东京芝浦电气公司特许生产。AVQ-20是世界上首次采用双显示屏（图中可以看到的前后两块玻璃）的实用平视显示器，使它的瞬时垂直视场达到12°。这种设计为后来被许多平显采用。值得注意的是，AVQ-20的空对地工作状态实际上包含了对半主动激光和红外制导炸弹的支持
<b>中长期课题</b>
日本将红外搜索及跟踪系统的研制开发列为短期研制课题，在对F-15进行现代化改进期间，日本也拟定了中长期研制课题。
第一个课题：是关于没有进行现代化改进的F-15。现在航空总队隶属下的F-15飞行队有7个（不包括飞行教导队），最终被列入现代化改进对象的飞机为4个飞行队的大约100架。
航空自卫队的F-15在三菱重工被许可生产的有199架，其中约半数进行了多阶段改进。被称为多阶段改进计划机的这些飞机，在多阶段改进的基础上还更换了中央计算机、数据总线等设备，以形成数字化配线主体。与没有进行多阶段改进的飞机相比，进行改进后的飞机数据传输速度以及处理能力大幅提升，为此日本在F-15的现代化改进中将多阶段改进计划作为其第一个中长期课题。
日本航空自卫队目前的7个飞行队是由多阶段改进计划机以及未改进的飞机混编的，那么随着现代化改进的完成，部队将重新编制，将改进的未改进的分开。这主要是因为经过现代化改进后的飞机与未改进的相比在性能上差别非常大，在同一个部队建制中使用起来极为困难，这些又从另一个侧面暗示对飞机进行现代化改进的必要性。当然要提高性能，就需要技术以及资金的支持，这无论是对于日本还是其它国家都需要正视，这也是现实与理想化的差距。
成为F-15现代化改进对象的这大约100架多阶段改进计划机，最终能否全机进行大面积改进还没有决定。2004年决定对4架飞机进行现代化改进，这距离中期防卫力量调整计划所要求的12架还差的很远，根据这种现状，最终什么时候能将未进行多阶段改进的飞机全部进行改进似乎还看不到期限。
第二个课题：由于预算的制约，牵制了F-15电子设备改进的速度。因此航空自卫队没有明确F-15现代化改进的数量以及该工程结束的时间，紧张的资金不容乐观。前不久，美国完成了APG-63（V）2雷达的换装，并配备到阿拉斯加的艾尔门多夫空军基地的第3航空联队进行试验，同时美国还在研制比APG-63（V）2更轻的APG-63（V）3。韩国也决定购入40架在F-15E基础上改型的最新型F-15K，那么从空战能力来衡量，日本F-15的现代化改型完全可以跟F-15K进行对抗。因此考虑到周边各国的空战水平平衡，日本很有可能会在未来的改进中更换APG-63（V）3雷达等更加先进的电子设备。
F-15J右翼根的M61A1 6管加特林机炮
F-15J右翼外侧的燃油释放管口
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附文：关注日本航空自卫队F-15改进</b>
这里我们只谈谈对战斗机空战能力至关重要的机载雷达。F-15J/DJ改进计划中所要换装的APG-63（V）1雷达是由雷声公司研制的，以提高雷达的可靠性和可维护性为主要目标，但雷达的探测性能也有大幅度提高。1997年7月18日第一架装备APG-63（V）1雷达的F-15在加利福利亚州爱德华兹空军基地首飞，到7月30日成功完成了全部的测试项目。1999年6月该雷达投入低速初始生产，2000年10月投入全速生产，每月生产2～3部，到2005年年中美国空军总共将装备160部该雷达。2001年3月，驻扎在弗吉尼亚兰利空军基地的美空军第27中队被确定为第一支换装APG-63（V）1的F-15C/D部队，并于4月2日开始接受波音公司的换装工作。可见仅仅1年之后，日本航空自卫队就紧随美国空军的步伐开始试验装备该雷达，以使自己装备的F-15的空战能力维持在顶尖水平。
那么APG-63（V）1雷达具有什么样的特点呢？首先，该雷达处理器的处理速度达到了APG-70的3倍，存储容量达到APG-70的9倍，平均故障间隔时间达到120小时，比APG-63提高了3倍。这样，该雷达具有了更高的分辨率，对一般目标的跟踪性能得到改善。该雷达增加了“边扫描边跟踪”（TWS）的空对空工作方式，在这种方式下，雷达在扫描过程中记录每个目标的方位角，加上信号和数据处理中得到的速度、距离资料，形成目标信息，再将目标信息与自身导航信息和之前的目标运动信息进行综合，就可以确定和预测目标的运动轨迹。这样，改进后的F-15J/DJ就能同时跟踪多个空中目标，并使用AAM-4导弹进行连续攻击。按改进的计划进度，日本航空自卫队就有可能成为东亚第一支能使用自己研制的中距空空导弹进行超视距多目标作战的空中力量。
在超视距空战中，进行可靠的敌我识别是非常重要的，由于APG-63（V）1采用了APG-70雷达的处理软件，加上多年来雷达技术的进步，因此可以确定它应该具有APG-70的“袭击群目标分辨”与“非合作目标识别”能力。“袭击群目标分辨”能力是指雷达能够分辨出远距离上密集编队的单架飞机。APG-70雷达之所以具有这种能力，是因为它在世界上首次采用了高脉冲重复频率距离选通技术，该雷达中的多普勒滤波器超过20000个，可以在约185千米距离上分辨距离90米，甚至30米的目标！“非合作目标识别”（NCTR）能力中的“非合作目标”指凡是不能对本机敌我识别问讯器进行正确回应的空中目标，而并不一定是敌机。那么这种技术怎么实现敌我识别呢？首先我们需要知道战斗机的喷气发动机压气机叶片等雷达可以照射到的运动部件和振动会对战斗机反射的雷达波的振幅和多普勒频移产生调制作用，它会给对方雷达的跟踪带来不利影响，但随着技术的进步，先进的雷达可以把这部分被调制的信号剥离出来，并以此为基础判断目标特性并识别敌我。APG-70雷达实现这种能力很可能是通过“喷气发动机调制”（JEM）手段实现的，也就是通过计算所跟踪目标发动机压气机的叶片数量和转速来识别敌我。美国空军的有关试验证明，有效的喷气发动机调制回波在目标机头+/-60°范围内都可以检测到，80%迎头接近的目标飞机都将被脉冲多普勒雷达检测到此回波，但是当时没有任何实用的雷达有对其进行处理的能力。APG-70是世界上第一种采用这种技术的机载雷达，它为载机提供了一种远距离敌我识别的有力手段，使其可能先敌进行超视距攻击。所以，装备APG-63（V）1雷达的F-15J/DJ将容易在超视距空战中占有先机，而在可以预见的将来，除了韩国在2005～2008年将获得的、将装备APG-63（V）1甚至更先进的APG-63（V）2的F-15K之外，无论是F-16A/B/C/D、苏-27SK/UBK还是苏-30MKK，都没有资料可以证明它们的雷达具有这样的能力。不过按法国人的说法，“幻影”2000-5的RDY雷达也采用了某种形式的技术实现非合作目标识别，此外欧洲战斗机“台风”的ECR-90“捕获者”雷达也采用了该技术，但它们实现这种能力的技术细节都没有公开。
还需要指出的是，APG-63（V）1不仅已经具有APG-70雷达所有的空对空工作方式，在空对地方面它还为增加“合成孔径雷达”（SAR）方式做好了硬件准备，这种方式具有高的对地面目标分辨率，使载机能够实现精确导航和对地攻击。根据印度对苏-30MKI的“雪豹”无源相控阵雷达和“幻影”2000-5 Mk2的RDY-2脉冲多普勒雷达的对比试验结果，苏制雷达在SAR模式下的分辨率与后者相比有明显差距，究其原因在于SAR技术的信号和数据处理技术比较复杂，而俄罗斯目前电子器件的技术水平仍然明显落后于西方，所以机载雷达的信号和数据处理能力也差距明显。而随着火控技术的发展，战斗机机载雷达所具有的高分辨率SAR模式将能为精确制导弹药提供火控数据。例如目前美国F-15E、F/A-18E/F（暂时采用APG-73雷达，部分C/D型也采用该雷达）、B-2A（采用AN/APQ-181无源相控阵雷达）等作战飞机的雷达在SAR模式下获得的探测数据结合本机的精确导航数据后，已经可以用于GPS/INS制导炸弹（例如JDAM）的瞄准。尽管F-15J/DJ将换装的APG-63（V）1雷达目前并没有增加SAR功能的计划，但从这些年日本国家和军事战略的变化以及军事力量的膨胀速度看，为它们增加这项功能并使飞机具有精确对地攻击能力是完全可能的。
最后需要指出的是：由于APG-63（V）1雷达的存储容量和处理速度都大幅度提高，所以该雷达还有很大的改进空间以适应未来战场环境。
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