日本資電產業與跨國次世代戰機開發計畫
2023.03.17
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壹、新聞重點
2022年12月，日本宣布將與英國及義大利合作，進行次世代（第六代）戰機的共同開發，其中日本三菱重工主要擔任總承包，三菱電機則負責雷達與「其他航空電子系統（other mission-avionics systems）」研發之角色。此是繼日、英雙方簽署雙邊貿易、《互惠准入協議》、宣布共同研發「超視距空對空導彈」（BVRAAM），以及《日英防務協議》（UK-Japan Defence Agreement 2023）後，最新的跨國「次世代武器系統共同開發計畫」。[1] 此合作案發布兩周後，日本再與瑞典簽署《國防裝備和技術轉讓協議》（Agreement on the Transfer of Defense Equipment and Technology），進一步增加瑞典加入日、英、義主導的第六代戰機開發計畫——「全球空戰計畫」（Global Combat Air Programme, GCAP）之可能性。[2] 日本近年逐漸完善的資電作戰能力是否將在此計畫中凸顯或加強？本文將就上述議題進行研討。
貳、安全意涵
一、多國共同分擔開發角色與成本
前述「全球空戰計畫」是由日本、英國和義大利三國於2022年底共同協議研發的「次世代戰機系統共同開發計畫」，用於開發多國共用的「戰機通用平台」。在分工細節上，由英國BAE Systems主責機身研發與生產，Rolls-Royce參與開發、製造發動機，Leonardo UK參與戰機相關電子設備開發。義大利則包含Avio Aero、Elettronica 和 Leonardo三間企業，皆是過往投入歐洲軍需工業的常客，如Avio Aero生產義大利、波蘭與德國共同開發的Catalyst 1300-ED1 引擎等。[3] 報導並未細究上述三間公司在計畫中的研發製造角色，但照前述經驗應脫離不了機身或發動機開發製造。日本部分，則以三菱重工（Mitsubishi）作為總承包商，石川島播磨重工業（IHI）參與發動機開發，三菱電機（Mitsubishi Electronic）參與電子設備等。[4] 實際上「全球空戰計畫」最初是由英國與義大利的「暴風雨」（Tempest）計畫開始，在英國與日本簽訂《互惠准入協議》後，日、英、義遂針對此計畫以及「聯合新型空對空導彈計劃」（JNAAM）進行跨國共同開發合作。
按過往經驗，日本針對其武器開發會盡可能選擇美國作為合作開發之對象。但當前美國戰機開發商包含洛馬等並不關注日本次世代戰機研發的計畫，主要或因美國已推出F35先進戰機並已量產，次世代戰機的開發計畫可能衝擊既有戰機的利潤，更不提美國自身F/A-XX 計畫早從2012就已開展，因此可想見日本在次世代戰機開發案中選擇美國以外國家之原因。對日、英等國而言，將各自既有次世代戰機開發計畫，如FX（心神）與Tempest的開發進行跨國整合，多國的合作將能共享各自擅長的資源與技術，更重要的是，得以分擔極為高昂的開發成本。此模式在美國開發4.5代戰機 F-16 viper 或第5代戰機F-35 研發或生產案中，皆已有一定的經驗模式足以參照。
日本企業包含石川島播磨重工業，其在日本國內長期負責飛機渦輪發動機的生產製造，生產項目有由奇異公司授權用於F-2戰鬥機的 F110-IHI-129 渦輪扇發動機，授權用於F104的J79-IHI-11A渦輪扇發動機，及由惠普公司授權用於F-15的F100-IHI-220E 渦輪扇發動機。[5] 因此參與此計畫的企業，基本皆有相當的經驗與技術開發能力。重點在於三國共同分擔可能高達500億美元的初步研發成本，並且針對各國的工業技術進行合作與分工，包含先進傳感器、核心計算平台，甚至是創新數據系統等。[6]
二、日本資電產業在新計劃的角色
除上述「全球空戰計畫」外，日本與英國早在2022年2月簽署了《日英通用先進射頻》（Japan and Great Britain Universal Advanced RF, JAGUAR）開發計畫，雙方共同針對「通用先進射頻傳感器技術」展開研製合作。所謂JAGUAR即藉由強大數位運算能力以加強「多量接收波束」（multiple receiving beams）的即時運算與接收向量，藉以改善次世代戰機雷達的偵測與運算速度及面積，此計畫被視為與次世代戰機之開發緊密相關。
由於次世代戰機除對其電戰能力具有高度要求外，另一項特點便是能夠以戰機本身作為鏈路平台，進而指引忠誠僚機（Loyal Wingman）作戰，或者作為情資傳遞的轉接站，或透過僚機雷達延伸偵蒐（ISR）距離，或指揮僚機加強攻擊作為火力補充等，都被視為次世代戰機未來運用的可能想定，為此美國空軍自身在2019年業已展開「天博格」（Skyborg）的研發計畫。[7]
按媒體披露資訊，雖日方過往自美國獲得在地製造洛馬F-35先進戰機的許可，但由於美方拒絕與日方共享機密資訊的原始碼，[8] 亦即日本資電作戰等相關能力並未因生產F-35而獲得提升，即便日商三菱過去承製自衛隊多款制導武器系統，但若如上述洛馬模式未獲得原廠相關雷達參數，實際上在日生產對其整體資電能力提升難有助益。
圖1、「多量接收波束」開發示意圖
資料來源： “UK and Japan start research on JAGUAR Universal Advanced RF system, Air Recognition,” Aviation Defense News, February 15, 2022, http://bit.ly/41wZqOi。
相對，英國國防廠商BAE System過往曾與美國國防高等研究計劃署（Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA）針對激烈戰鬥環境中「分佈式感應射頻系統」以及「網路系統地理定位」（Hedgehog）等計劃進行研究。該計畫旨在能提供保護戰術資訊情報以及地理定位等「數據鏈路傳輸的能力，並且藉由靈活跳頻技術以成功抵禦駭客攻擊與相關干擾」，[9] 因此BAE System基本對於感應射頻系統已有一定的研發經驗。
另一方面，英商Leonardo 長期就「通用設頻傳感技術」（universal radio frequency sensor technology）進行投資與研發，而Leonardo亦於2022年2月與Mitsubishi簽署JAGUAR合作案。藉由上述「全球空戰計畫」及JAGUAR計畫，日本與英國針對「先進射頻系統」等資電作戰層面進行先進技術相互合作。[10] 日本三菱重工過去已有承接「制導武器」的生產經驗，包含美方的愛國者、陸自88型地對艦導彈、AAM-5空對空導彈等的經驗。藉由與英、義的合作開發計畫，將可使日本基於「感應射頻系統」以及「多量接收波束」的資電作戰基礎能力向上提升。
參、趨勢研判
一、資電作戰能力攸關自衛隊後續整備發展
以前述Hedgehog研發為例，此技術以可程式化邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）加上AI混合運用，使系統具備足以自2G涵蓋到5G的全頻譜運用、檢視與管理的能力。而「先進射頻傳感器技術」不僅是6G世代相當重要的核心技術能力，更是日本強化空中電戰能力，以及其可否成功研發「忠誠僚機」的關鍵。
美國與澳洲兩國早已於2022年啟動次世代「忠誠僚機」開發計畫，該計畫為既有戰機提供監視、偵查甚至吸引砲火的功能。[11] 對日本而言欲發展其「忠誠僚機」實難再與美澳進行合作，因此上述GCAP的計畫期待可為日本「忠誠僚機」的研發提供相當的技術助益。「忠誠僚機」技術上強調藉由網路鏈結與有人機進行鏈結的作戰模式，Hedgehog涵義上可能用以強化戰場環境中，無人與有人雷達設備主動接戰、識別目標的運算能力，將可對戰場存活與空中接戰有相當的優勢。簡言之，對日本而言發展後續其資電作戰能力主要在於「先進射頻傳感器技術」與「多量接收波束」能力的提升，在美國早已展開相關研發計畫前提下，日本與英國、義大利的共同合作研發案，將對於日本後續自身資電作戰能力之提升有絕對性影響。
二、武器出口解禁或為研發的助推力
2014年，日本國安會與內閣決議以《防衛裝備移轉三原則》取代《武器輸出三原則》，放寬日本武器出口禁令。隨後，日本便對美輸出由三菱生產的高科技配件，藉以提升飛彈陀螺儀的精準度。[12] 在當時亦是由日、歐兩大企業：三菱機電與MBDA，針對導彈導引技術進行共同研發。因此，上述跨國研發合作日、英、義早有合作經驗，日本從那時起就有武器輸出的經驗與實際案例。
對日本而言，自衛隊長期因和平憲法等因素，將其防衛預算控制低於GDP1%，因此日本軍工產業在武器輸出尚未解禁前，就成本考量及受限於國內規模有限的市場，並無大量投入資金進行研發的誘因。如今禁令解除，又有上述輸出的往例，下一步日本在投入研發次世代戰機以及既有F-35飛行聯隊建立完成後，可能選擇將舊世代的戰機或訓練機外銷至成長中的東協國家。如此一方面可以加強與東協的防務與安全合作，二方面又可刺激本國工業生產。對日本而言，有更多的利基進行跨國性的防務合作，也是促進日本資電作戰能力提升的因素，更是邁向國家正常化重要的一環。
[1]“Mitsubishi Electric to Support Japan–UK–Italy Future Fighter Program,” Mitsubishi, December 9, 2022, https://bit.ly/3kdbSSk.
[2] Jon Grevatt, “Japan, Sweden Sign Deal for Possible GCAP Co-operation,” JANES, January 26, 2023, http://bit.ly/3KidtRt.
[3] “Partner of the Main Military Programs,” Avio Aero, https://bit.ly/3kBzkZP.
[4]ロイター編集，〈日英伊、次期戦闘機の共同開発で合意 2035年に配備開始〉，2022年12月9日，http://bit.ly/3mg5gU7。
[5]〈航空エンジン，民間航空機用高バイパス比ターボファンエンジン〉，IHI，http://bit.ly/3IHtVZn。
[6]Daniel Darling, “Japan Merges with Anglo-Italian Fighter Initiative to Form Global Combat Air Program,” Defense & Security Monitor, December 13, 2022, http://bit.ly/3J1QysF.
[7]“Skyborg,” AFRL, 2021, http://bit.ly/3LjrjDL.
[8]Takahashi Kosuke, “ Why Japan Chose Britain and Italy for Its F-X Fighter Program,” The Diplomat, December 9, 2022, http://bit.ly/3ZzWApP.
[9]“Military Exercise Highlights Multi-Function Capabilities and Operational Readiness of Semiconductor Technology,” BAE System, Mar 10, 2020, https://bit.ly/3KOZGC7.
[10]“ UK and Japan to Work Together on World-leading Fighter Jet Sensor,” Leonardo, February 15, 2022, http://bit.ly/403lZZj.
[11]Caleb Larson, “ Boeing’s Loyal Wingman Drone Could Soon Take to the Skies,” The National Interest, November 16, 2020, http://bit.ly/3ZBEp37.
[12]高橋浩祐，〈防衛装備移転三原則に大きな抜け穴〉，《東洋經濟》，2014年7月25日，http://bit.ly/3ERyRJO。