El 7 de octubre de 1995 tuvo lugar el vuelo inaugural del Mitsubishi F-2 Viper Zero. Ese mismo año, el gobierno japonés aprobó un pedido de 141 unidades (que pronto se redujo a 130) para entrar en servicio en 1999.
Por problemas presupuestarios, los pedidos se redujeron a 98 (incluidos cuatro prototipos) en 2004. La Agencia de Defensa de Japón realizó pruebas de vuelo de los cuatro prototipos en el aeródromo de Gifu. El último de los 94 aviones de producción encargados se entregó al Ministerio de Defensa el 27 de septiembre de 2011.
General Electric, Kawasaki, Honeywell, Raytheon, NEC, Hazeltine y Kokusai Electric se encontraban entre los principales subcontratistas de componentes. Lockheed Martin suministró el fuselaje trasero, los slats de borde de ataque, el sistema de gestión, un gran porcentaje de los cajones de ala y otros componentes. Kawasaki construyó la sección media del fuselaje, así como las puertas de la rueda principal y el motor, mientras que el fuselaje delantero y las alas fueron construidos por Mitsubishi.
Parte de la aviónica fue suministrada por Lockheed Martin, y el sistema digital de vuelo Fly-by-Wire fue desarrollado conjuntamente por Japan Aviation Electric y Honeywell. Los contratistas de sistemas de comunicación e interrogadores IFF incluyeron a Raytheon, NEC, Hazeltine y Kokusai Electric. El radar de control de tiro, el IRS, la computadora de misión y el sistema EW fueron desarrollados por Japón.
Además, la computadora de control de vuelo, las leyes de control de vuelo y el software relacionado fueron prácticamente todos desarrollados e integrados por Japón. El ensamblaje final fue realizado en Japón por MHI en sus instalaciones Komaki-South en Nagoya.
Las alas más grandes proporcionan a la aeronave una mejor carga útil y maniobrabilidad en proporción a su empuje, pero también tienden a aumentar el peso de la estructura. Para aligerar las alas, el revestimiento, los largueros, las costillas y la tapa de las alas se fabricaron con un compuesto de grafito y epoxi. Esta fue la primera aplicación de esta tecnología en un caza táctico de producción.
Mitsubishi utilizó el diseño existente del F-16 como guía de referencia para su trabajo de diseño, y más del 95% de los planos de ingeniería del F-16 se modificaron para el F-2.
La JASDF consideró desarrollar un reemplazo de diseño y producción japonesa para el antiguo caza Mitsubishi F-1 ya en 1981. Un estudio de viabilidad formal comenzó en 1985. Se inició el trabajo en el programa FS-X, inicialmente designado por la compañía como Mitsubishi SX-3.
En 1984, General Dynamics ofreció una versión ampliada del F-16 a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y consideró presentarla como una alternativa de bajo costo en la competencia de Cazas Tácticos Avanzados. Ninguna de las dos opciones se materializó; sin embargo, este concepto se convirtió en el punto de partida para el desarrollo del F-2. El F-2 tiene un diseño de ala más grande, similar al del Agile Falcon, pero gran parte de su electrónica se actualizó según los estándares de la década de 1990.
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