ADF的性能需求與發展可能性

2019/12月初版 2021/2月新增 2024/3月增修 ●●●●●●●●● 台灣IDF（Indigenous Defense Fighter）自製防禦戰機20年內將要逐漸到達機體壽限，會比F-16V20更快出現大量的接替需求，那麼接替者ADF：先進防禦戰機（Advanced Defense Fighter）可能會需要哪些性能指標？有哪些可能的選項呢？ ●●●●●●●●● ★IDF的發展流程 IDF是從1980年代台灣空軍現有機體、裝備發想設計，最初構想以F-104、F-5E構型開始，使用F-104的J79引擎。之後引入通用動力（General Dynamics，GD，F-16原始製造商）協助設計，引擎是航發中心與美國蓋瑞合組國際渦輪引擎公司，從民用小型渦輪扇發動機發展的TFE1042-70（美軍編號F125），然後加上諾斯羅普為F-20開發的通用動力AN/APG-67雷達，修改成GD-53（美軍編號AN/APG-67 (V)ERR），以及F-16A/B等級的座艙及火控系統，成為F-CK-1A/B經國號戰機。因為軍購幻象2000跟F-16之後，IDF取消120架，隨即開始翔昇計畫升級，雷達提升為AN/APG-67(V)4台灣版，座艙及火控系統改為F-16C/D等級，解決消失性商源問題。 美國以引擎推力大小，來限制IDF的武器酬載量與航程。而台灣空軍對IDF的最基本需求，則是能攜帶兩枚中程空對空飛彈，並維持空氣動力性能進行空優作戰，如果要發展IDF的後繼者，大概可以推估有以下的條件限制與性能需求。 1.10年內中共政權沒有倒台，中國沒有放棄武力侵略台灣，台灣仍須維持300架以上的主力戰機。如果政治局勢改變，台灣獨自花大錢研發次代防禦型戰機的需求就會消失。 2.美國要求新戰機的航程不超過台灣現有戰機的作戰半徑，可以新購入的F-16V70做參考。 3.不繼續增購F-16V70，或其他外國新型戰機的可能下，必須自力發展ADF。 4.就算購得F-35，因為價格與操作成本的限制，無法1比1取代IDF跟F-16V20時，仍需發展ADF。 5.必須以最低風險與最低成本發展，台灣國防預算有限，不可能如美國、日本或印度，花大錢或長時間發展高價、不量產或不成熟的戰機。 6.從現有機體、裝備研發，比照IDF經驗，與外國軍火廠商合作，以現有成品優先，降低風險與預算。 7.ADF的空優性能必須高於或等於F-16V，否則就無發展必要。 8.須配備AESA主動相位陣列雷達，5-代的匿蹤性能提升，空優掛載下的RCS介於F-35、F-16之間，被偵測鎖定距離降低到100公里以下，強化短場起降，能緊急起飛。 9.在匿蹤外型下，機腹能攜帶4枚中程空對空飛彈，或2中2短。 以上條件確定後，就可以來推估ADF的可能發展方向。 所謂的IDF模式，是以美系裝備，由台灣自己設計機體，組合成一個4代輕型防衛戰機，以接替F-5E/F的第一線位子。 那麼ADF應該不會脫離IDF模式太遠，也是由美系裝備、武器，讓台灣自己設計機體，組合成一個4.5代有限匿蹤能力的空優型多用途防衛戰機，以接替IDF，並保有後續接替F-16V20的能力。 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 對比機種： F-35A 發動機：普惠F135-PW-100/推力：28,000磅（125 kN）/最大推力：43,000磅（191 kN） 長5.59公尺/直徑1.168公尺/重1701公斤 雷達：諾斯洛普‧格魯曼AN/APG-81 F-22 發動機：普惠F119/推力：磅（ kN）/最大推力：35000磅（156 kN）x2=70000磅（312kN） 長5.16公尺/直徑：1.168公尺/重1769公斤 ●●●●●●●●● 1.F-16V匿蹤版，與洛克希德‧馬丁合作 類似提案：印度F-21 發動機：奇異 F110-GE-132/推力：19,000磅（84.5kN）/最大推力：32,500磅（144.6kN） 長4.630公尺/直徑1.18公尺/重1,780公斤 雷達：諾斯洛普‧格魯曼AN/APG-83 這是發展ADF可能性最高、預算最少，也擁有最多現有配備的選擇。跟洛馬合作，延用F-16V的架構發展，接下F-21的改良選項，然後在雷達與發動機上繼續發展APG-83跟F110-GE-132，讓性能更接近F-35。機體全新匿蹤設計，雙垂尾，省略武器艙，機腹下半埋式掛載4枚中程空對空飛彈，把F-16適型油箱整合到機體內，維持作戰半徑（可減少部分油量），機翼下6個掛載點，整合外掛式莢艙或維持外掛，與洛馬分享機體設計，由洛馬進行外銷合作。 選擇從F-16系發展，可以最大程度降低成本，減少開發成本，降低作業維持費，目標是對準20年後大量退役的F-16，而無法以F-35或其他輕型戰鬥機取代的客群。在漢翔與洛馬合作F-16V20升級，購買F16V70，計畫建立亞洲的F-16V維修中心之後，從各方面來說，都是對ADF最有利的發展相方向。 洛馬為印度推銷的F-21，因為沒有改良匿蹤性能，除非中國侵略壓力改善跟國防預算不足，不然不會是ADF的最佳選項。如果2030可以完成ADF原型機，2035進入量產，就可以接上IDF的除役時間點，2040後的第二批次接手F-16V20退役的空檔，同時引進少量的F-35，與F-16V70建構成2040年代的台灣空防主力。 ●●●●●●●●● 2.從F-18C/E發展，與波音、諾斯洛普‧格魯曼合作 類似提案：T-7A、韓國KF-X 單發動機版本：奇異 F110-GE-132/推力：19,000磅（84.5kN）/最大推力：32,500磅（144.6kN） 長4.630公尺/直徑1.18公尺/重1,780公斤 雷達：諾斯洛普‧格魯曼AN/APG-83 C型雙發動機：奇異F404-GE-402x2/推力11,000磅（48.9kN）x2/最大推力：17,751磅（79.2kN）x2=35502磅（158.4kN） 長3.912公尺/直徑0.889公尺/重1,036公斤 E型雙發動機：奇異F414-GE-400x2/推力：14,000磅（62.3kN）x2/最大推力：22,000磅（97.9kN）x2=44000磅（198.8kN） 長3.912公尺/直徑0.889公尺/重1,110公斤 選擇F-18，有中、大尺寸，以及單引擎縮小改版。第一個選項，改用一具F110-GE-132，因為反正要改匿蹤外型，選用單引擎的障礙也就減少很多，可以從T-7A的3D電腦設計經驗放大，或是F-18C縮小尺寸接近F-16，會是洛馬F-16匿蹤版之外的最有利選項。美軍為了平衡飛機開發商，波音勢必要有5代機的商品，這個5-代就可以補上一點差距。 第二種，選用兩具F404引擎是中型F-18C機體，可視為IDF的放大型，加大推力可輕鬆使用雙垂尾，因為不用航母降落，改用減輕的起落架與機體結構，機腹安裝4枚半埋式中程空對空飛彈會比F-16更容易。雷達可考慮與F-16V通用，選擇AN/APG-83發展型，又可與諾格合作，成功機率第三。F404發動機有瑞典JAS-39、韓國T-50、印度光輝戰機、美國T-7A已經使用，外銷限制小，但雙引擎後勤維修價格會比F-16高。 第三種選擇是加大尺寸的F-18E，也是韓國KF-21選擇的發展模式，採用兩具推力更大的F414發動機，機體變大，航程與攻擊性更高，發展成本與維持費也必然增加，如果沒有美國強力支持，可能性低非常多，也必須考量波音集團的中國市場因素。F414引擎也是瑞典JAS-39E/F、印度光輝MK2、韓國KF-21選用的發動機，外銷限制可能高一些。 ●●●●●●●●● 3.從IDF發展 發動機：TFE-1042-70x2/推力：6025磅（21kN）x2/最大推力：9450磅（42kN）x2=18900磅（84kN） 無後燃器版F124：長0.259公尺/直徑0.955公尺/重521.6公斤 奇異F414-GE-400/推力：14,000磅（62.3kN）/最大推力：22,000磅（97.9kN） 長3.912公尺/直徑0.889公尺/重1,110公斤 雷達：諾斯洛普‧格魯曼AN/APG-83 如果F-16V發展路線受阻，從IDF發展輕型次世代戰機就是最後選擇，但發動機選項會有重大差異。如果是兩具從TFE-1042發展的TFE-1088，推力頂多追上一具F414，協力發展發動機是不划算的選擇，只能以JAS-39E/F為目標，予以匿蹤改良，性能頂多與F-16V70不相上下，非常可能用外購戰機取代。如果能購買F414或F110發動機，發展性就好很多，是F-16、F-18之後的第三選擇。 ●●●●●●●●● 4.從F-15EX發展，與波音合作 類似提案：土耳其TF-X 發動機：奇異F110-GE-132x2/推力：19,000磅（84.5kN）x2/最大推力：32,500磅（144.6kN）x2=65000磅（289.2kN） 長4.630公尺/直徑1.18公尺/重1,780公斤 最貴的選項，因為採用了兩具跟F-16通用的F110發動機，所以也放進來討論。這是土耳其選擇發展的TF-X模式，比照F-15EX，對台灣發展來說技術門檻更高，投資更大，必然超過防禦型戰機的需求，預算加倍採購數量卻必須降低，會造成戰備與後勤上更大的壓力。如果選擇這條線發展，就是要追上F-22的水準，是最低可能性的發展路線。 ●●●●●●●●● 5.其他可能 除非中國政治因素解除，不然其他國家的合作選項可能性非常低。日英六代機、韓國KF-21、土耳其TF-X都不太可能合作發展。可是如果中國政治因素解除，那買哪種戰機都可以，連F-35阻礙也減少，但需求也同時降低了。