Mitsubishi F-1

Kế hoạch máy bay huấn luyện siêu thanh

Tháng 08 năm 1967, Mitsubishi Heavy Industries (MHI) của Nhật Bản bắt tay vào thiết kế mẫu máy bay đa năng mới. Theo yêu cầu, mẫu máy bay mới này sẽ thay thế các máy bay chiến đấu và huấn luyện của Mỹ được trang bị cho Lực lượng phòng vệ Nhật Bản khi đó.
Tháng 10 năm 1968, Mitsubishi khởi động việc thiết kế mô hình thực loại máy bay huấn luyện 2 chỗ ngồi. Tới tháng 01 năm 1969, mô hình này được hoàn tất.
Tháng 03 năm 1970, JASDF đã quyết định ký hợp đồng với MHI chế tạo hai chiếc máy bay để đưa vào thử nghiệm. Đúng một năm sau, các cuộc thử nghiệm về thông số máy bay được hoàn tất, và tới tháng 04 năm 1971, mẫu thử nghiệm đầu tiên được Mitsubishi hoàn tất. Người phụ trách công tác thiết kế mẫu máy bay này là Kỹ sư trưởng K. Ikeda.
Sau các cuộc thử nghiệm thành công trên mặt đất, mẫu máy bay mới do Mitsubishi chế tạo theo đơn đặt hàng của JASDF được đặt tên là XT-2. Mẫu máy bay này sau đó đã thực hiện thành công chuyến bay đầu tiên vào ngày 02 tháng 12 năm 1971.
Bắt đầu thứ tháng 03 năm 1975, Nhật Bản đã cho sản xuất hàng loạt mẫu máy bay mới này với tên gọi Mitsubishi T-2. Để dây chuyền sản xuất hàng loạt của T-2 đi vào hoạt động, Nhật Bản đã phải nhập khẩu một phần đáng kể các bộ phận, chi tiết và linh kiện từ nước ngoài, trong đó có động cơ R.B.172 D.260-50 Adour của Rolls-Roys do Ishikawajima-Harima Heavy Industries (IHI) sản xuất theo giấy phép. Từ năm 1975 đến năm 1988, đã có 90 chiếc T-2 được xuất xưởng, trong đó có 28 chiếc chuyên dùng cho huấn luyện T-2Z và 62 chiếc chiến đấu - huấn luyện T-2K.

Kế hoạch máy bay tiêm kích - bom

Quá trình phát triển của Mitsubishi F-1 bắt đầu vào ngày 07 tháng 02 năm năm 1972 khi JASDF công bố kế hoạch chế tạo mô hình máy bay chiến đấu tấn công mới dựa trên nguyên mẫu máy bay huấn luyện T-2 (Dự án FS-T2), nhằm mục đích thay thế phi đội F-86 Sabres đã quá lạc hậu. Các kỹ sư của MHI đã tiến hành thiết kế lại chiếc T-2 để phù hợp với các yêu cầu của JASDF. Các sửa đổi bao gồm:
- Loại bỏ buồng lái phía sau, không gian trống được dùng để chứa hệ thống thiết bị điện tử.
- Lắp đặt kính chắn gió một mảnh mới có độ dày lớn nhằm đề phòng chim chóc lao vào.
- Hệ thống điều khiển hỏa lực (FCS).
- Cải tiến hệ thống vũ khí.
- Hệ thống dẫn đường quán tính.
- Hệ thống radar nhận diện cảnh báo (RHAWS).
- Thiết bị đo độ cao. 
Hợp đồng mua hai nguyên mẫu đầu tiên đã được ký kết vào năm 1973. Năm 1974, phía Mitsubishi đã chuyển giao cho JASDF hai chiếc FS-T2 để tiến hành thử nghiệm. Chiếc FS-T2 đầu tiên mang số hiệu 107 thực hiện chuyến bay thử lần đầu vào ngày 03 tháng 06 năm 1975. Ngày 07 tháng 06 năm 1975, chiếc thứ hai mang số hiệu 106 cũng được đưa vào thử nghiệm. Ngày 12 tháng 11 năm 1976, cả hai chiếc 106 và 107 được tiến hành bắn thử tất cả loại vũ khí được trang bị. Thông qua các cuộc thử nghiệm, các chuyên viên của Trung tâm nghiên cứu Bộ Quốc phòng Nhật (TRDI) đã tiến hành xác định, kiểm tra tất cả mọi đặc tính cần thiết và các hệ thống của máy bay, tổ hợp thiết bị trên khoang và các vũ khí. 
F-1 được đưa vào sản xuất hàng loạt vào ngày 25 tháng 02 năm 1977. Chiếc đầu tiên được hoàn thành và bay thử vào ngày 16 tháng 06 năm 1977. Tháng 04 năm 1978, 18 chiếc F-1 đã được đưa vào biên chế của JASDF. Ban đầu, kế hoạch của Nhật Bản là sản xuất 160 chiếc F-1, nhưng điều kiện về ngân sách khiến số lượng bị cắt giảm xuống còn 77 chiếc. Chi phí trung bình của F-1 là khoảng 2,6 tỷ yên cho mỗi máy bay. Chiếc F-1 cuối cùng được sản xuất vào tháng 08 năm 1987. 
Toàn bộ 77 chiếc F-1 được biên chế thành ba phi đội, mỗi phi đội có 25 chiếc, có trụ sở chính tại Căn cứ không quân Misawa.
- Phi đội số 03 được thành lập ngày 31 tháng 03 năm 1978.
- Phi đội số 08 được thành lập ngày 29 tháng 02 năm 1980.
- Phi đội số 06 được thành lập ngày 28 tháng 02 năm 1981.
Năm 1991 đến năm 1993, JASDF đã tiến hành Chương trình kéo dài thời hạn phục vụ cho F-1 (SLEP) nhằm kéo dài tuổi thọ của khung thân máy bay từ 3.500 giờ lên 4.000 giờ. Là một phần của SLEP, 70 chiếc F-1 đã được nâng cấp bằng cách lắp đặt hệ thống điện tử hàng không tiên tiến, thay thế nắp buồng lái vững chắc hơn và bổ sung khả năng ném bom dẫn đường XGCS.
Sáu chiếc F-1 cuối cùng ở Căn cứ không quân Tsuiki tại tỉnh Fukuoka, miền Nam Nhật Bản, đã nghỉ hưu vào ngày 09 tháng 03 năm 2006, những chiếc máy bay này đã đạt đến giới hạn tuổi thọ của khung máy bay là 4.000 giờ. Hiện nay, những đơn vị sử dụng F-1 đang lần lượt chuyển sang sử dụng loại Mitsubishi F-2 (Nhật Bản/Mỹ cùng phát triển, dựa trên F-16C/D) hiện đại hơn.

Hình dáng sơ bộ

F-1 là loại máy bay chiến đấu một chỗ ngồi với kiểu thiết kế một tầng cánh, cánh cụp rộng thay đổi, được trang bị bộ ổn định xoay chiều và một cánh ổn định đuôi thẳng đứng. Khung máy bay được làm bằng hợp kim titan. Dù hãm đặt ở đuôi, phía trên vỏ động cơ. Bề ngoài của F-1 khá giống với loại máy bay SEPECAT Jaguar của Pháp/Anh.

Buồng lái

Buồng lái F-1 khá nhỏ và không có vòm kính kiểu bot nước. Dù vậy, tầm nhìn từ buồng lái vẫn khá tốt, nhưng kém hơn so với F-2, đặc biệt là nhìn về phía sau. Phần giữa khung buồng lái và mũi được chế tạo khá dày để đề phòng việc chim chóc lao vào máy bay. Không giống như F-2, phi công ngồi trong một vị trí truyền thống, không có độ dốc ngược ra sau như ghế của F-2. Phi công điều khiển máy bay bằng một cần điều khiển ở giữa và tay ga ở bên trái, kết hợp cả hai thành thanh điều khiển (hands-on-throttle-and-stick) (HOTAS).
Máy bay cũng được trang bị ghế phóng cho phép tổ phi công thoát khỏi máy bay trên bất kỳ độ cao và tốc độ nào.
Bảng điều khiển của F-1 gồm một màn hình hiển thị trước mặt (HUD) được sản xuất bởi Shimadzu với màn hình radar nằm ở trung tâm bên dưới nó. Phía dưới bên trái là bảng kiểm soát dự trữ, và trên nó là các thiết bị hoa tiêu và hệ thống đo độ cao J-APN-44. Nửa phía phải bảng thiết bị có màn hình hiển thị cho động cơ và các hệ thống. Phía bên trái buồng lái, ngay phía trước thanh điều khiển ga, là các nút kiểm soát thiết bị liên lạc.

Hệ thống điện tử

Các thiết bị điện tử được trang bị cho F-1 gồm:
- Hệ thống dẫn đường quán tính (INS) J/ASN-1,  thiết bị đo độ cao vô tuyến TRT.
- Hệ thống điều khiển hỏa lực J/ASQ-1 do Mitsubishi Electric sản xuất
- Hệ thống điều khiển tên lửa đối hạm J/AWA-1 (tương ứng với ASM-1)
- Hệ thống đo độ cao J-APN-44.
- Hệ thống máy tính số trung tâm, kênh dữ liệu số và máy tính dữ liệu trên không.J/A24G-3.
- Hệ thống thiết bị tiếp sóng LMT, máy thu phát vô tuyến.
- Thiết bị nhận tín hiệu cảnh báo radar J/APR-3 với một ăngten hình ống bố trí phía sau đỉnh cánh đuôi.
- Thiết bị trinh sát hồng ngoại.
Radar xung Dopple đa chế độ hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết J/AWG-12 được trang bị cho F-1 tương tự loại AN/AWG-12 trên tiêm kích F-4M Phantom của Không quân Hoàng gia Anh. Loại radar này phát triển từ radar AN/AWG-10. Tầm hoạt động hiệu quả đạt 55 – 60 km, nó có khả năng đa nhiệm, thực hiện các nhiệm vụ không đối đất, đối hải, bao gồm cả vai trò chống hạm. 
Từ năm 1985, F-1 được lắp đặt hệ thống điều khiển tự động trong mọi giai đoạn bay, gồm bay thấp trong mọi địa hình, bay riêng và theo nhóm chống lại mục tiêu trên không - mặt đất - trên biển. Hệ thống điều khiển tự động được kết nối với hệ thống dẫn đường để đảm bảo máy bay bay đúng đường, tự động tiếp cận địch, tìm được đường về căn cứ và hạ cánh tự động.
Trong thập niên 1970, thiết bị nhận tín hiệu cảnh báo radar J/APR-3 được trang bị cho F-1 là một trong những hệ thống tiên tiến nhất tại thời điểm đó. Sau này để tăng cường khả năng tự vệ của máy bay, một số chiếc F-1 cũng đã được trang bị thiết bị gây nhiễu tần số vô tuyến.

Hệ thống vũ khí

Máy bay cũng có 7 giá treo vũ khí ngoài để gắn các loại vũ khí khác nhau. Điểm treo dưới thân máy bay và 2 điểm gần thân có thể được sử dụng để mang thùng nhiên liệu phụ, tăng tầm hoạt động cho máy bay. Tổng khối lượng vũ khí treo ngoài mà F-1 có thể mang theo lên tới 2.8 tấn.

Vũ khí gắn trong thân

Một khẩu pháo 20 mm JM61A1 Vulcan với 750 viên đạn. M16 Vulcan là một thiết kế của hãng General Electric từ năm 1946. Nó chính thức được trang bị cho các máy bay chiến đấu của không lực Mỹ từ năm 1959. Cho tới nay, M61 vẫn là vũ khí tiêu chuẩn trên hầu hết các máy bay tiêm kích của không quân Mỹ và các nước đồng minh. Dự kiến, nó sẽ vẫn được không quân các nước sử dụng thêm nhiều năm nữa. Pháo không-đối-không M61 Vulcan được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu của không quân Mỹ thời bấy giờ là cần vũ khí có nhịp bắn cao, đáng tin cậy để chống lại các máy bay phản lực tốc độ cao. Quân đội Mỹ đã ký hợp đồng với General Electric để nghiên cứu sản xuất Hỏa Thần M61 Vulcan - loại pháo 6 nòng có thể bắn 6000 phát đạn 20 mm trong một phút.
Phiên bản đầu tiên của loại pháo này gặp vấn đề với đai nối đạn: thường bị nghiêng và bị dập khi bắn. Để khắc phục vấn đề này, hệ thống nạp đạn không có đai nối được phát triển cho phiên bản M61 A1 với tốc độ bắn đạt tới 6.000 phát một phút. Một phiên bản nữa có tốc độ bắn lên tới 6600 phát một phút là phiên bản M61 A2 được trang bị cho tiêm kích tàng hình F22 Raptor.
Pháo không đối không M61 A1 có khối lượng tổng thể khoảng 112 kg, trang bị ổ pháo 6 nòng cỡ 20 mm. Mỗi nòng pháo đều bắn một phát trong mỗi vòng xoay của cụm nòng. Do có nhiều nòng nên cỗ pháo có nhịp bắn rất cao, đồng thời giảm thiểu tối đa nhiệt năng phát sinh và mài mòn. Tốc độ bắn cực cao của pháo M61 đảm bảo tạo ra mật độ hỏa lực dày đặc, tăng đáng kể xác suất tiêu diệt mục tiêu là các máy bay tiêm kích nhanh nhẹn của đối phương.
Tuy nhiên, M61 Vulcan vẫn có nhược điểm. Nhiều chuyên gia phê phán đạn đạo của loại đạn 20 mm làm mất năng lượng nhanh, sức công phá và độ chính xác đều thua loại đạn 25 đến 30 mm của châu Âu và Nga. Một điểm đáng phàn nàn nữa của các loại súng Gatling là chúng mất 0,5 giây để khởi động tới tốc độ quay tối đa. Trong 1 giây đầu pháo chỉ bắn được 70 đến 75 phát, và các chuyên gia cho rằng điều đó đã làm mất điểm lợi thế của loại súng này trước các loại pháo ổ quay, trong khi súng Gatling nặng nề và phức tạp hơn.

Tên lửa không đối hạm

Tên lửa không đối hạm siêu thanh ASM-1 Type-80 là vũ khí chính của F-1. ASM-1 Type-80 là loại tên lửa có điều khiển được tập đoàn Mitsubishi nghiên cứu, phát triển trong hơn 7 năm, được triển khai năm 1980. 
Tên lửa có chiều dài 3,95 m, sải cánh 1,2 m, đường kính thân 0.35 m, trọng lượng 760 kg, trong đó đầu đạn nặng 150 kg, tầm bắn xa 50 km. 
Type-80 có thể bay lướt mặt biển ở độ cao cực thấp. Nó được điều khiển bởi hệ thống dẫn đường quán tính (INS) J/ASN-1 và hệ thống đo độ cao J-APN-44. Khi bay ở giai đoạn kiểm tra cảnh giới, nó bay cách mặt biển 15m, ở giai đoạn cuối khi tiếp cận mục tiêu, nó chỉ cách mặt biển 2-3m, việc bay quá thấp như vậy hoàn toàn ‘làm mù” hệ thống radar cảnh giới của đối phương. 
Đầu nổ của đầu đạn Type-80 là loại “bản xuyên giáp”. Trước tiên, dựa vào năng lượng vận động khi bay, đầu đạn có thể xuyên thủng mạn tàu đối phương, ngòi đầu nổ tên lửa có thể xuyên thủng mạn tàu địch, sau mấy giây xuyên vào trong tàu, ngòi đầu nổ tên lửa lại dẫn nổ, từ đó làm nổ tung đầu đạn có chứa lượng thuốc nổ cực mạnh ngay trong thân tàu, cộng với lượng chất đốt vẫn chưa cháy hết của tên lửa cùng tung ra theo tiến nổ, khiến cả khoang tàu bốc cháy, làm tàu địch bị phá hủy nặng nề. Đường kính lỗ đạn phá có thể rộng đến 10m.
Type-80 được trang bị đầu tự dẫn radar kiểu chủ động có khả năng chống nhiễu mạnh. Nó có khả năng hoạt động trọng moi điều kiện thời tiết. Đầu tự dẫn radar kiểu chủ động có thể tự điều chỉnh đường ngắm trúng vào mục tiêu trong mặt phẳng góc + 30ᵒ, dẫn tên lửa vào chỗ tập trung mạnh nhất sóng phản xạ từ vỏ tàu mục tiêu về, thường tạo nên “tâm” bề mặt phản xạ của tàu.

Bom và rocket

F-1 trang bị các loại bom 500 và 700 pound (Mk82 và M117). Bom Mk-82 và M117 có thể được trang bị hệ thống dẫn đường hồng ngoại, trở thành vũ khí được điều khiển chính xác, chúng được điều khiển để tiêu diệt các mục tiêu tỏa nhiệt di chuyển trên biển như tàu hay những mục tiêu trên mặt đất. Khi được trang bị những thiết bị hỗ trợ như vậy, bom được gọi với tên GCS-1. 
Trước đây, F-1 còn được trang bị loại bom chùm CBU-87/B. Hiện nay, dẫn theo Hiệp ước cấm bom chùm của Liên hợp quốc, loại bom này bị cấm trang bị trên các máy bay chiến đấu của Nhật Bản.
F-1 cũng được lắp đặt các ống phóng rocket JLAU-3/A cỡ 70 mm, rocket RL-7 70 mm, rocket RL-4 125 mm.

Tên lửa không đối không

Tên lửa tầm nhiệt không đối không AIM-9 Sidewinder (Rắn đuôi chuông) được mang trên những điểm treo đầu cánh, nhưng nó có thể cũng được mang trên điểm treo phía ngoài dưới cánh khi đảm nhiệm vai trò phòng không của F-1.

Phát triển

Năm 1953, các kỹ sư tại Trung tâm Vũ khí Hải quân Liên bang Mỹ đã tạo ra phiên bản đầu tiên của tên lửa AAM (tên lửa dẫn đường không đối không). Ba năm sau, phiên bản đầu tiên này đã được đưa vào sản xuất với tên gọi là Sidewinder AIM-9B, để rồi sau đó trở thành một loại tên lửa tiêu chuẩn của các lực lượng Không quân và Hải quân Liên bang Mỹ. Ngày nay, các phiên bản hiện đại của nó vẫn tiếp tục là thứ vũ khí phòng không hàng đầu, sau khi đã chứng minh được khả năng của mình trong nhiều cuộc chiến khác nhau.

Tìm nhiệt

Sidewinder là tên lửa tìm nhiệt, dò tìm dựa trên bức xạ hồng ngoại phát ra từ nhiệt xả của động cơ máy bay. Loại vũ khí này được thiết kế bắn tầm ngắn để sử dụng trong những cú nhào lộn và xoay vòng khi không chiến. Thế nên tên lửa AIM-9B chỉ có tầm bắn 2km, không khác biệt với các loại pháo tầm xa trên máy bay - nhưng khoảng cách này đã dần được nối rộng theo thời gian, lên tới dòng AIM-9X là 10km.
Tầm bắn chỉ là một trong những đặc điểm cải tiến trong suốt quãng thời gian dài phục vụ của Sidewinder. Một sự kiện mấu chốt là sự ra đời của tên lửa AIM-9L vào năm 1976. Trong những phiên bản trước đó, một chiếc máy bay phóng tên lửa phải bay ở sau mục tiêu để tên lửa có thể khóa mục tiêu hoàn toàn dựa trên tín hiệu nhiệt xả ra từ động cơ của máy bay đối phương. AIM-9L là vũ khí đầu tiên sử dụng hệ thống dẫn đường hồng ngoại nâng cao, với khả năng thực hiện khóa mục tiêu ngay cả khi được ngắm vào phía bên sườn hay thậm chí là mũi máy bay địch.
Ngoài ra, AIM-9L còn được gắn thêm một ngòi nổ lade gần đích chủ động, tự động kích nổ đầu đạn khi tên lửa đến gần máy bay địch. Các chương trình nâng cấp liên tiếp đã đảm bảo rằng tên lửa không đối không AIM-9 vẫn phù hợp với các điều kiện của chiến tranh hiện đại. Trong phiên bản AIM-9X mới mẻ, Sidewinder có cả những tính năng phân biệt giữa mục tiêu giả để như và nhiệt xả từ máy bay thật, khả năng dò tìm mục tiêu có tín hiệu thấp (như trực thăng) được cải thiện và giao diện công nghệ cao kết hợp với các hệ thống điều khiển được gắn lên mũ phi công (phi công khóa mục tiêu đơn giản bằng cách nhìn vào mục tiêu).

Cấu tạo

Nhìn từ hình dáng bên ngoài, Sidewinter giống như một chiếc gậy tròn nhỏ dài. Cấu tạo của tên lửa gồm bốn bộ phận: đầu trên là đầu tự dẫn điều khiển tên lửa bay được lắp ở sát mũi tên lửa: bộ phận thứ hai là đầu đạn, bên trong chứa thuốc nổ: bộ phận thứ ba là động cơ, có tác dụng đẩy tên lửa bay về phía trước; bộ phận cuối cùng là đuôi tên lửa, phần trên của đuôi có lắp cánh tên lửa dùng để giữ cho tên lửa bay thật ổn định. Tổng chiều dài của Sidewinter khoảng 2m, tầm bắn khoảng 7m.
Ở phía trước đầu đạn tên lửa Sidewinter có lắp một thiết bị có thể phát hiện được và thu được tia hồng ngoại. Thiết bị này phối hợp với đầu tự dẫn điều khiển tên lửa bám đuổi theo máy bay cho đến khi bắn trúng mục tiêu.
Mọi vật trong tự nhiên chỉ cần ở điểm 0 tuyệt đối, nó sẽ không ngừng phát ra tia hồng mà mắt người không thể nhìn thấy được. Nhiệt độ càng cao, tia hồng ngoại phát ra càng mạnh, trong khi đó luồng khí phụt ra ở đuôi máy bay khá cao, nên tia hồng ngoại phát ra từ máy bay rất mạnh. Vì thế thiết bị dò tìm hồng ngoại lắp ở đầu đạn tên lửa sẽ dễ dàng thu được  tia hồng ngoại phát ra từ đuôi máy bay, từ đó thông qua đầu tự dẫn mà điều khiển tên lửa bám sát mục tiêu.
Thế nhưng, khi Sidewinter nhanh chóng tiếp cận máy bay, nếu máy bay đến từ một góc ngoặc gấp, luồng khí nóng phát ra từ đuôi máy bay cũng lập tức thay đổi phương hướng. Lúc này tên lửa khó có thể tiếp tục thu được tia hồng ngoại mà nó đang bám theo, mà vào thời điểm đó, tia hồng ngoại phát ra từ mặt trời tỏ ra mạnh hơn, vì thế tên lửa có thể bay theo hướng mặt trời làm mất hiệu quả.

Động cơ

F-1 được trang bị hai động cơ phản lực cánh quạt đẩy Ishikawa-Harima TF40-801A, cung cấp 22,8 kN lực đẩy khô và 35.6 kN khi sử dụng buồng đốt lần hai. Động cơ được gắn lùi trong thân dành tối đa chỗ bên trong để chứa nhiên liệu, và lấy không khí vào qua cửa hút khí dạng cố định. cửa hút khí được gắn những dốc di động để điều hòa luồng khí nạp vào động cơ ở tốc độ siêu thanh. Ishikawa-Harima TF40-801A  là một biến thể của động cơ phản lực Rolls-Royce/Turbomeca Adour Mk 102 do Tổng Công ty IHI của Nhật Bản sản xuất theo giấy phép chuyển giao công nghệ. Trọng lượng khô của động cơ là 3.300 kg.

Tai nạn

Vào ngày 25 tháng 08 năm 1998, trong một chuyến bay tuần tra đêm tại tỉnh Iwate, hai trong số ba chiếc F-1 của đội bay đã gặp nạn. Tai nạn khiến hai phi công của Phi đội số 08 thiệt mạng. Tang lễ được tiến hành vào ngày 29 tháng 08 năm 1998.