Réalisé en coopération par Mitsubishi (60%) et Lockheed Martin (40%), le F-2 possède une aile plus grande (en composite) à caisson monobloc (34,8 M2 de surface alaire au lieu de 27,9 M2 ) et un fuselage rallongé de 0,4 m.
Sa masse maximale au décollage est ainsi portée à plus de 22 t, ce qui permet d'accroitre la charge utile de 3 t.
Destiné à être un avion polyvalent, le F-2 emportera, en plus du canon interne M6 1A1 Vulcan de 20 mm, des missiles air-air Mitsubishi AAM-3 et AIM-7F/M Sparrow, et des missiles air-surface Mitsubishi ASM1 et longue portée ASM-2. La propulsion est assurée par un réacteur à double flux General Electric F11 O-GE- 129, amélioré développant une poussée de 13,4 t avec postcombustion. Si les commandes de vol électriques numériques sont coproduites par Japan Aviation Electronics et l'Américain Honeywell, le radar multimode à balayage électronique actif est entièrement réalisé par Mitsubishi (MEC), tout comme le viseur tête haute, les écrans multifonction, la centrale à gyrolaser et la chaine de contre-mesures intégrées. Les deux premiers prototypes (monoplace YF-2A et biplace YF-2B) du Mitsubishi F-2 ont volé successivement les 7 octobre 1995 et 2 avril 1996. Le premier F-2 de présérie a été remis à la JASDF le 22 mars 1996 et le programme s'accélère cette année avec la livraison du premier avion de série au centre d'essai en vol (Koku Jikkendan) de Gifu.
La production du F-2 a démarré en septembre 1996 et les 19 premiers F-2 de série, dont cinq biplaces F-2B, devaient être mis en service à l'escadron 3 Hikotai de Misawa en l'an 2000.
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